KR20100065069A - 제품, 라미네이트 및 관련 방법 - Google Patents

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KR20100065069A
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coating
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KR1020090094407A
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죠슈아 제임스 스톤
비샬 반살
라이언 오스틴 허친슨
개리 챨스 데이비스
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

본 발명의 제품(10)은, 공극을 갖는 막(11) 및 상기 막에 의해 지지된 선택적 투과성 코팅(12)을 포함한다. 상기 선택적 투과성 코팅은, 화학제 또는 미생물제와 화학적으로 반응하여 상기 화학제 또는 미생물제의 생물학적 활성을 감소시키기에 충분하거나, 또는 미반응된 생물학적으로 활성인 화학제 또는 미생물제의 상당량이 상기 제품을 통과하는 시간을 증가시키기에 충분한 양의 항균제를 포함한다.

Description

제품, 라미네이트 및 관련 방법{ARTICLE, LAMINATE AND ASSOCIATED METHODS}
본 발명은, 다공성 막에 의해 지지된 선택적 투과성 코팅을 포함하는 제품, 및 상기 제품을 포함하는 라미네이트, 및 상기 제품의 제조 방법 및 이용 방법에 관한 것이다.
관련 출원의 상호 참조
본원은 2007년 9월 28일자로 출원된 "제품 및 관련 방법"이라는 제목의 미국특허 출원 제 11/863,469 호의 일부 계속 출원이고, 또한 2005년 9월 30일자로 출원되고 2008년 5월 3일자로 미국 특허 제 7,381,331 호로 허여된 "친수성 막 및 관련 방법"이라는 제목의 미국 특허 출원 제 11/241,227 호의 일부 계속 출원이다. 본원은 상기 출원으로부터의 우선권 및 이익을 주장하고, 이의 개시내용을 본원에 참고로 인용한다.
연방 정부로부터 후원을 받은 연구 및 개발에 관한 언급
본 발명은, 미국 메사추세츠주 나틱 소재의 미국 육군 나틱 병사 연구 개발 및 공학 센터(US Army Natick Soldier Research Development and Engineering Center)에 의해 수여된 계약 번호 제W911QY-05-0102호하에 정부 지원을 받아 수행되었다. 정부는 본 발명에 대한 특정 권리를 갖는다.
높은 다공성 및 화학적 내성을 갖고, 화학제 또는 미생물제에 대한 선택적 투과성을 갖는 막은 고성능 적용 분야, 예컨대 화학제 및 미생물제에 대한 보호를 제공하는 의복의 제조에 유용하다. 이러한 보호 특성 외에, 상기 의복은 또한, 다양한 활동을 수행하면서 다양한 환경에서 착용하기에 바림직하게 편안하다.
인장된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)은 화학적 및/또는 온도 내성, 또는 막을 통한 높은 기류가 바람직하거나 요구되는 적용 분야에서 선택적 투과성 막으로서 사용되었다. 그러나, ePTFE를 기재로 하는 현재 시판중인 선택적 투과성 보호 시스템은 전형적으로 2차 노출(즉, 화학제 또는 미생물제가 시스템 내에 포획되지만 중화되거나 불활성화되지 않는 경우 발생할 수 있는 노출)에 대한 보호를 제공할 수 없다. 또한, ePTFE를 기재로 하는 이러한 통상적인 보호 시스템은 전형적으로 낮은 수증기 투과율(MVTR)을 갖고, 이에 따라 고온의 습한 환경에서 사용하기에 불편할 수 있다. 또한, 이들중 다수는 또한, 의복에 보호 특성을 제공하는 물질, 또는 물질의 층으로 처리되며, 결과적으로 두껍거나 수증기에 완전히 불투과성일 수 있고, 나아가 이의 착용과 관련된 편안함을 감소시킨다.
따라서, 매우 효과적인 보호 제품, 및 많은 이로운 특성에 기인하여, 가능한 노출 장소의 광범위한 스펙트럼에 대해 현재 시판중인 것보다 효과적일뿐만 아니라 사용하기에 더욱 편안한, ePTFE를 기재로 하는 보호 제품을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 현재 시판중인 것과는 상이한 제조 방법이 상기 제품의 제공에 도움을 줄 수 있다.
본 발명의 제품은, 공극을 갖는 막 및 상기 막에 의해 지지된 선택적 투과성 코팅을 포함한다. 상기 선택적 투과성 코팅은, 화학제 또는 미생물제와 화학적으로 반응하여 상기 화학제 또는 미생물제의 생물학적 활성을 감소시키거나, 또는 미반응된 생물학적으로 활성인 화학제 또는 미생물제의 상당량이 상기 제품을 통과하는 시간을 증가시키기에 충분한 양의 항균제를 포함한다.
본 발명에 따른 제품 또는 상기 제품을 포함하는 라미네이트는 화학제 또는 미생물제의 생물학적 활성을 감소시키거나, 또는 미반응된 생물학적 활성 화학제 또는 미생물제의 상당량이 상기 제품을 통과하는 시간의 양을 증가시키는 데 효과적이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제품은 화학제 또는 미생물제의 생물학적 활 성을 80% 이상으로 감소시키거나, 미반응된 생물학적 활성 화학제 또는 미생물제의 상당량이 상기 제품을 통과하는 시간의 양을 1시간 정도 증가시킬 수 있다.
하나의 실시양태에서, 제품이 제공된다. 이러한 제품은 공극을 갖는 막 및 상기 막에 의해 지지되는 선택적 투과성 코팅을 포함한다. 상기 선택적 투과성 코팅은 화학제 또는 미생물제를 불활성화시키거나 이의 활성을 감소시키거나, 또는 제품을 통한 화학제 또는 미생물제의 이동을 감속시키는 데 충분한 양의 하나 이상의 항균제를 포함한다.
다른 실시양태에서, 제품이 제공된다. 이러한 제품은 공극을 갖는 막을 포함한다. 선택적 투과성 코팅은 상기 막에 의해 지지되고, 효과량의 하나 이상의 항균제, 및 아민 또는 이민-함유 중합체를 포함한다.
또다른 실시양태에서, 라미네이트가 제공된다. 이러한 라미네이트는 공극을 갖는 막 및 상기 막에 의해 지지된 선택적 투과성 코팅을 추가로 포함하는 제품을 포함한다. 선택적 투과성 코팅은 화학제 또는 미생물제를 불활성화시키거나 이의 활성을 감소시키거나, 또는 제품을 통한 화학제 또는 미생물제의 이동을 감속시키는 데 충분한 양의 하나 이상의 항균제를 포함한다. 이러한 라미네이트는 소유성(oleophobic) 막을 포함하고, 상기 제품은 소유성 막상에서 지지된다.
또 다른 실시양태에서, 방법이 제공된다. 이러한 방법은, 화학제 또는 미생물제를 불활성화시키거나 이의 활성을 감소시키거나, 또는 제품을 통한 화학제 또 는 미생물제의 이동을 감속시키는 데 충분한 양의 하나 이상의 항균제를 포함하는 선택적 투과성 코팅을 다공성 막에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 특징 및 다른 특징, 측면 및 이점은, 도면 전반에 걸쳐 유사한 문자가 유사한 부분을 나타내는 첨부된 도면을 참고하여 하기 발명의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.
본 발명은, 다공성 막에 의해 지지되는 선택적 투과성 코팅을 포함하는 제품, 및 상기 제품을 포함하는 라미네이트, 및 상기 제품의 제조 방법 및 사용 방법에 관하나의 실시양태를 포함한다.
하기 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서, 하기 의미를 갖는 다수의 용어를 참고할 것이다. 단수 형태는 문맥상 명백히 달리 지시되지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 명세서 및 첨부된 특허청구범위 전반에 걸쳐 본원에 사용된 대략적인 표현은, 이와 관련된 기본적인 기능에서의 변화를 야기하지 않으면서 변하도록 허용될 수 있는 임의의 양적인 표현을 완화하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, "약"과 같은 용어에 의해 완화된 값은 구체적인 정확한 값으로 제한되지 않는다. 일부 경우에, 대략적인 표현은 값을 측정하는 기기의 정확도에 상응할 수 있다. 유사하게, "~가 없는"은, 하나의 용어와 조합하여 사용될 수 있고, 개질된 용어가 존재하지 않는 것으로 여전히 간주되면서, 작은 수, 또는 미량을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "~할 수 있다" 및 "~일 수 있다"는 일련의 환경내의 발생 가능성; 구체적인 특성, 특징 또는 기능의 소유를 나타내고/나타내거나 한정하 는 동사와 관련된 하나 이상의 능력, 용량 또는 가능성을 표현함으로써 다른 동사를 한정한다. 따라서, "~할 수 있다" 및 "~일 수 있다"의 사용은 개질된 용어가 지시된 용량, 기능 또는 사용에 명백히 적절하거나, 가능성이 있거나, 또는 적합하지만, 일부 경우에는 개질된 용어가 종종 적절하거나, 가능성이 있거나, 또는 적합하지 않을 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 일부 경우에서, 사건 또는 자격이 기대될 수 있지만, 다른 경우에서는 사건 또는 자격이 발생할 수 없으며, 이러한 차이는 용어 "~할 수 있다" 및 "~일 수 있다"에 포함된다.
하나의 실시양태에서, 제품이 제공된다. 이러한 제품은 공극을 갖는 막 및 상기 막에 의해 지지되는 선택적 투과성 코팅을 포함한다. 선택적 투과성 코팅은 화학제 또는 미생물제를 불활성화시키거나 이의 활성을 감소시키거나, 또는 제품을 통한 화학제 또는 미생물제의 이동을 감속시키는 데 충분한 양의 하나 이상의 항균제를 포함한다.
적합한 막은 하나 이상의 폴리알킬렌, 폴리아릴렌, 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리설폰, 폴리에터, 폴리아크릴산, 폴리스타이렌, 폴리우레탄, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리카본에이트, 폴리실록산, 폴리페닐렌 산화물, 셀룰로스계 중합체, 또는 이들의 치환된 유도체를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 막은 생체적합성(biocompatible) 물질 또는 생분해성(biodegradable) 물질, 예컨대 지방족 폴리에스터, 폴리펩티드 및 다른 천연적으로 존재하는 중합체를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 막은, 불화된 중합체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "불화된 중합체"는, 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소로 대체된 중 합체를 지칭한다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은, 불화된 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "불화된 폴리올레핀"은, 에틸렌계 불포화를 포함하는 하나 이상의 불화된 중합체 전구체로부터 유도되는 불화된 중합체를 지칭한다. 적합한 불화된 중합체 전구체는, 다른 치환기, 예를 들어 염소 또는 수소를 포함할 수 있는 부분적으로 불화된 올레핀일 수 있다. 적합한 불화된 중합체 전구체는 말단 에틸렌계 이중 결합을 갖는 선형 또는 분지형 화합물일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 적합한 중합체 전구체는 헥사플루오로프로필렌, 펜타플루오로프로필렌, 테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 또는 퍼플루오로알킬 비닐 에터, 예를 들어 퍼플루오로 (메틸 비닐 에터) 또는 (프로필 비닐 에터)를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 불화된 폴리올레핀은 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 폴리테트라플루오로에틸렌중 하나 또는 둘다를 본질적으로 포함한다. 하나의 실시양태에서, 불화된 폴리올레핀은 인장된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)을 본질적으로 포함한다. 적합한 ePTFE 막은 제너럴 일렉트릭 에너지(General Electric Energy; 미국 미주리주 칸사스 시티 소재)에서 시판중인 것을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 막은 미분 입자 및 윤활제의 혼합물을 압출함으로써 제조될 수 있다. 이어서, 압출물은 캘린더링(calendering)될 수 있다. 캘린더링된 압출물은, 하나 이상의 방향으로 "인장"되거나 연신되어, 노드를 연결하는 피브릴을 형성함으로써, 3차원 매트릭스 또는 격자형 구조를 한정할 수 있다. "인장된"은, 피브릴에 영구적인 고정(set) 또는 신장을 도입하기 위하여 물질의 탄성 한계보다 연신됨을 의미한다. 상기 막을 가열하거나 "소결"시켜 결정질 상태로부터 비결정질 상태로 막 물질의 일부를 변화시킴으로써 막내에 잔류하는 응력을 감소시키고 최소화시킬 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은, 막의 소정의 최종 용도를 위해 적절하게 부분적으로 소결되거나 소결되지 않을 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은, 막의 주요 측면과 대향하는 반대쪽에 인접한 환경과 유체 연통되는 상호연결된 많은 공극을 한정할 수 있다.
다른 물질 및 방법이, 개방된 공극 구조를 갖는 막을 형성하는 데 사용될 수 있다. 상기 막은, 예를 들어 기본 막의 천공, 연신, 인장, 발포, 침전 또는 추출중 하나 이상에 의해 투과성이 될 수 있다. 상기 막의 적합한 제조 방법은 임의의 적합한 물질의 발포, 스키빙(skiving) 또는 주조를 포함한다. 선택적인 실시양태에서, 상기 막은, 직조되거나 직조되지 않은 섬유로부터 형성될 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 막은 비교적 연속적인 공극을 가질 수 있다. 비교적 연속적이든지 또는 실질적으로 불연속적이든지, 막의 적합한 다공도는 약 10부피% 초과의 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 다공도는 부피 단위로 약 10 내지 약 20%, 약 20 내지 약 30%, 약 30 내지 약 40%, 약 40 내지 약 50%, 약 50 내지 약 60%, 약 60 내지 약 70%, 약 70 내지 약 80%, 약 80 내지 약 90%, 또는 약 90% 초과의 범위일 수 있다. 명세서 및 첨부된 특허청구범위 전반에 걸쳐, 범위 한계는 조합되고/되거나 상호교환될 수 있다. 이러한 범위는 이들의 범위 한계에 의해 확인되고, 이들 사이의 모든 하위-범위를 포함한다.
막내의 공극의 공극 직경은 공극에서부터 공극까지 균일할 수 있고/있거나 공극은 소정의 패턴을 한정할 수 있다. 선택적으로, 공극 직경은 공극에서부터 공극까지 상이할 수 있고/있거나 공극은 불규칙한 패턴을 한정할 수 있다. 적합한 공극 직경은 약 500 ㎛ 미만일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 평균 공극 부피는 약 1 내지 약 10 ㎛, 약 10 내지 약 50 ㎛, 약 50 내지 약 100 ㎛, 약 100 내지 약 250 ㎛, 또는 약 250 내지 약 500 ㎛의 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 평균 공극 직경은 약 1 nm 미만, 약 1 내지 약 50 nm, 약 50 nm 내지 약 0.1 ㎛, 약 0.1 내지 약 0.5 ㎛, 또는 약 0.5 내지 약 1 ㎛의 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 평균 공극 직경은 약 1 nm 미만일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 공극은 약 10 nm 내지 약 10 ㎛의 범위의 평균 공극 직경을 본질적으로 가질 수 있다.
막내의 공극의 평균 유효 공극 크기는 ㎛ 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서, 막내의 공극의 평균 유효 공극 크기는 nm 범위일 수 있다. 막내의 공극에 적합한 평균 유효 공극 크기는 약 0.01 내지 약 0.1 ㎛, 약 0.1 내지 약 5 ㎛, 약 5 내지 약 10 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 초과의 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 막은 3차원 매트릭스일 수 있거나, 또는 다수의 피브릴에 의해 상호연결된 다수의 노드를 포함하는 격자형 구조를 가질 수 있다. 노드 및 피브릴의 표면은 막내의 다수의 공극을 한정할 수 있다. 피브릴의 크기는 피브릴의 세로 축에 수직인 방향으로 취해진 직경으로 약 0.05 내지 약 0.5 ㎛의 범위일 수 있다. 상기 막의 비표면적은 막 물질 1 g 당 약 9 m2 내지 막 물질 1 g 당 약 110 m2의 범위일 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따른 막은 특수 용도의 기준을 참고하여 일부 선택된 다양한 치수를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은 약 10 ㎛ 미만의 범위인 유체 유동 방향의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 막은 약 10 ㎛ 초과의 범위, 예를 들어 약 10 내지 약 100 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 1 mm, 약 1 내지 약 5 mm, 또는 약 5 mm 초과의 범위인 유체 유동 방향의 두께를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은 약 0.0005 inch(12.7 ㎛) 내지 약 0.005 inch(127 ㎛)의 평균 두께를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은 동일하거나 상이한 두께의 다수의 층으로부터 형성될 수 있다.
유체 유동의 방향에 수직으로, 상기 막은 약 10 mm 초과의 너비를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은 약 10 내지 약 45 mm, 약 45 내지 약 50 mm, 약 50 mm 내지 약 10 cm, 약 10 내지 약 100 cm, 약 100 내지 약 500 cm, 약 500 cm 내지 약 1m, 또는 약 1m 초과의 범위의 너비를 가질 수 있다. 너비는 원형 부분의 직경일 수 있거나, 또는 다각형 부분의 가장 말단 가장자리까지의 거리일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은 m 범위의 너비 및 불확정한 길이를 갖는 직사각형일 수 있다. 즉, 상기 막은 연속적인 형성 조작 동안 소정 거리로 막을 절단함으로써 결정된 길이를 갖는 롤로 형성될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 막은 약 0.05 oz/yd2 미만의 범위의 단위 평균 중량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 막은 약 0.05 내지 약 0.1 oz/yd2, 약 0.1 내지 약 0.5 oz/yd2, 약 0.5 내지 약 1 oz/yd2, 약 1 내지 약 2 oz/yd2, 또는 약 2 내지 약 3 oz/yd2의 범위의 단위 평균 중량을 가질 수 있다.
바람직한 막은 선택적 투과성 코팅을 지지한다. 본원에 사용된 "선택적 투과성"은 바람직하지 않은 화학적인 침투물(예를 들어, 화학생물제(chembio agent) 또는 미생물제)에 비해 바람직한 화학적인 침투물(예를 들어, 수증기)에 대해 상당히 다른 투과도(permeability)를 갖는 코팅을 지칭한다. 일부 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 화학생물제 또는 미생물제에 대한 투과도에 비해 수증기에 대한 투과도가 약 5의 인자, 또는 약 5 내지 약 10, 약 10 내지 약 50, 약 50 내지 약 100, 약 100 내지 약 500, 또는 약 500 내지 약 1,000의 인자만큼 큰 하부 막을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 수증기에 대한 투과도는, 화학제 또는 미생물제(이의 투과도는 바람직하게는 0일 수 있슴)에 대한 투과도보다 훨씬 클 것이고, 따라서 이러한 인자는 무한대에 근접할 것이다.
선택적 투과성 코팅은 효과량의 하나 이상의 항균제를 포함한다. 항균제는, 화학생물제 또는 미생물제의 활성, 또는 항균제를 포함하는 제품을 통해 이동하는 화학생물제 또는 미생물제의 능력을 감소시키거나 제거하는 임의의 약품일 수 있다. 이들은 비제한적으로, 할아민; 4차 암모니아 화합물, 예컨대 알킬벤질다이메틸 벤즈알코늄 클로라이드; 은 이온-함유 화합물; 설폰아마이드, 예컨대 벤젠설폰아마이드; N-클로로-4-메틸-, 나트륨 염; 아연 이온-함유 화합물, 예컨대 아연 피리티온, 2-머캡토벤조티아졸, 아연 염 및 아연 설페이트; 구리 이온-함유 화합물, 예컨대 구리 산화물, 구리 티오사이안에이트, 및 구리 설페이트; 염소 방출 화합 물, 예컨대 하이포클로라이트, 나트륨 다이클로로-s-트라이아진트라이온, 트라이클로로-s-트라이아진트라이온, 또는 이들의 조합물을 포함한다.
화학생물 약품에 대한 활성을 또한 나타낼 수 있는 다른 구체적인 항균제는 비제한적으로, (1,1'-바이페닐)-2-올; 카밤산, 1H-벤즈이미다졸-2-일, 메틸 에스터; 2(1H)-피리딘티온, 1-하이드록시-, 아연 염; 에틸 지람(Ethyl Ziram); 티오시안산, (2-벤조티아졸티오)메틸 에스터; 테트라하이드로-3,5-다이메틸-2H-1,3,5-티아다이아진-2-티온; 티오시안산 (2-벤조티아졸티오)메틸 에스터; 카바모다이티오산, 다이메틸-, 칼륨 염; 카바모다이티오산, 다이메틸-, 나트륨 염; 티오시안산, 메틸렌 에스터; 티오시안산, (2-벤조티아졸티오)메틸 에스터; K-N-하이드록시메틸-N-메틸다이티오카본에이트; 2(3H)-벤조티아졸티온, 나트륨 염; 카밤산, [1-((부틸아미노)카본일)-1H-벤즈이미다졸-2-일]-, 메틸 에스터; 벤젠, 1-[(다이요오도메틸)설폰일]-4-메틸-; 3(2H)-이소티아졸론, 2-옥틸-; 폼알데하이드, 티오퍼옥시다이카본산 다이아마이드; 카바모다이티오산, 다이메틸-, 나트륨 염; 테트라메틸 티우라미다이설파이드; 티오퍼옥시다이카본산 다이아마이드([(H2N)C(S)]2S2), 테트라메틸-; 아연, 비스(다이메틸카바모다이티오아토-S,S'; 2-머캡토벤조티아졸, 아연 염; 2(3H)-벤조티아졸티온; 아연 산화물; 2(3H)-벤조티아졸티온, 나트륨 염; 폼알데하이드; 티오퍼옥시다이카본산 다이아마이드; 3(2H)-이소티아졸론, 2-메틸-; 2(1H)-피리딘티온, 1-하이드록시- 아연 염; 3(2H)-이소티아졸론, 5-클로로-2-메틸-; 보락스 10수화물; 황산 다이암모늄 염; 붕산; 보론산; 암모늄 포스페이트; 암모늄 설페 이트; 또는 이들의 조합을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 항균제는 하기 화학식 1 내지 10중 임의의 구조를 갖는 할아민을 포함할 수 있다:
Figure 112009060967045-PAT00001
Figure 112009060967045-PAT00002
Figure 112009060967045-PAT00003
Figure 112009060967045-PAT00004
Figure 112009060967045-PAT00005
Figure 112009060967045-PAT00006
Figure 112009060967045-PAT00007
Figure 112009060967045-PAT00008
Figure 112009060967045-PAT00009
Figure 112009060967045-PAT00010
상기 화학식 1 내지 8에서,
R1, R2 및 R3은 독립적으로 C1-C4 알킬, 아릴, C1-C4 알콕시, 하이드록실, 클로로 및 C1-C4 에스터 기로부터 선택되되,
R1, R2 및 R3중 하나 이상은 C1-C4 알콕시, 하이드록실, 클로로 또는 C1-C4 에스터 기이고;
m은 0, 1 또는 2이고;
상기 화학식 1, 3, 7 및 8에서 n은 1, 2 또는 3이고;
p는 1, 2 또는 3이고;
m+n+p는 4이고;
R은 하기 정의되는 바와 같다.
L은 R을 Si 잔기에 부착하는 데 사용될 수 있는 연결 기이다. 특정 실시양태에서, L은, 1 내지 13개의 탄소 원자 및 0 내지 3개의 질소 또는 산소 원자를 포함하는 알킬렌, 아민 또는 에터 기이고, 다른 경우에는, L은, 1 내지 13개의 탄소 원자, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기를 갖는 알킬렌 기이다.
상기 화학식 1, 2, 5, 7 및 9에 적합한 R 기는 하기 화학식 11 내지 21의 기를 갖는다.
Figure 112009060967045-PAT00011
상기 식에서,
R4 및 R5는 독립적으로 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 선택되고,
X는 염소 또는 브롬이다.
X는 또한 화합물이 화학식 5의 실록산, 또는 화학식 9의 개질된 기질로 표시되는 경우 수소일 수 있다.
Figure 112009060967045-PAT00012
상기 식에서,
R4 및 R5는 독립적으로 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 선택되고,
X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 화학식 11 또는 12의 기를 포함하는 화학식 1, 2, 5, 7 및 9에 따른 대표적인 화합물은, R1, R2 및 R3이 독립적으로 메틸, 에틸, 페닐, 메톡시, 에톡시 및 하이드록실 기로부터 선택되고, R4 및 R5가 독립적으로 메틸, 에틸, 하이드록시메틸 및 페닐 기로부터 선택되는 화합물이다.
Figure 112009060967045-PAT00013
Figure 112009060967045-PAT00014
Figure 112009060967045-PAT00015
상기 식에서,
R4, R5, R6 및 R7은 독립적으로 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 선택되고,
X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 화학식 13, 14 또는 15의 기를 포함하는 화학식 1, 2, 5, 7 및 9에 따른 대표적인 화합물은, R1, R2 및 R3이 독립적으로 메톡시, 에톡시 및 하이드록실 기로부터 선택되고, R4, R5, R6 및 R7이 메틸 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 원자, 및 0 또는 1개의 질소 또는 산소 원자를 포함하는 알킬렌, 아민 또는 에터 기이고, 다른 실시양태에서, L이 1 내지 4개의 탄소 원자, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기를 포함하는 알킬렌 기인 화합물이다.
Figure 112009060967045-PAT00016
상기 식에서,
R4는 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기중 하나 이상이고,
X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 화학식 16의 기를 포함하는 화학식 1, 2, 5, 7 및 9에 따른 대표적인 화합물은, R1, R2 및 R3이 독립적으로 메톡시, 에톡시 및 하이드록실 기로부터 선택되고, R4가 메틸, 에틸 또는 하이드록시메틸 기이고, L이 1 내지 3개의 탄소 원자를 포함하는 알킬렌 기이거나, 또는 L이 1 내지 3개의 탄소 원자, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기를 포함하는 알킬렌 기인 화합물이다.
Figure 112009060967045-PAT00017
상기 식에서,
R4 및 R5는 독립적으로 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 선택되 고,
X는 독립적으로 수소, 염소, 브롬 및 하이드록시메틸 기로부터 선택되되, 하나 이상의 X가 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 화학식 17의 기를 포함하는 화학식 1, 2, 5, 7 및 9에 따른 대표적인 화합물은, R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 또는 하이드록시 기이고, 여기서 R4는 메틸, 에틸 또는 하이드록시메틸 기이고, L은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌 기이거나 또는 L은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌 기, 및 카바메이트, 티오카바메이트 또는 유레아 작용기이다.
Figure 112009060967045-PAT00018
Figure 112009060967045-PAT00019
상기 식에서, X는 독립적으로 수소, 염소, 브롬 또는 하이드록시메틸에서 선택되고, 하나 이상의 X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 화학식 18 또는 19의 기를 포함하는 화학식 1, 2, 5, 7 및 9에 따른 대표적인 화합물은, R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 또는 하이드록시 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 원자 및 0 내지 1개의 질소 또는 산소 원자를 포함하는 알킬렌, 아민 또는 에터 기이거나, 또는 L은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌 기, 및 카바메이트, 티오카바메이트 또는 유레아 작용기이다.
Figure 112009060967045-PAT00020
상기 식에서,
R4 및 R5는 독립적으로 C1-C4 알킬, 아릴 또는 하이드록시메틸 기에서 선택되고,
X는 독립적으로 수소, 염소, 브롬 또는 하이드록시메틸에서 선택되고, 여기서 하나 이상의 X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 화학식 20의 기를 포함하는 화학식 1, 2, 5, 7 및 9의 대표적인 화합물은, R1, R2 및 R3가 독립적으로 메톡시, 에톡시 또는 하이드록시 기에서 선택되고, R4 및 R5가 메틸 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 및 0 내지 1개의 질소 또는 산소 원자를 포함하는 알킬렌, 아민 또는 에터 기이거나, 또는 L이 탄소수 1 내지 4의 알킬렌 기, 및 카바메이트, 티오카바메이트 또는 유레아 작용기인 것들이다.
Figure 112009060967045-PAT00021
상기 식에서,
R4, R5, R6 및 R7은 독립적으로 C1-C4 알킬, 아릴 또는 하이드록시메틸 기이고,
X는 화학식 1 또는 2에서는 염소 또는 브롬이지만, 화학식 5, 7 또는 9에서는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 화학식 21의 기를 포함하는 구조식 1, 2, 5, 7 및 9의 대표적인 화합물은, R1, R2 및 R3가 독립적으로 메톡시, 에톡시 또는 하이드록시 기에서 선택되고, R4, R5, R6 및 R7이 메틸 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 및 0 내지 1개의 질소 또는 산소 원자를 포함하는 알킬렌, 아민 또는 에터 기이거나, 또는 L이 탄소수 1 내지 4의 알킬렌 기, 및 카바메이트, 티오카바메이트 또는 유레아 작용기인 것들이다.
화학식 3, 4, 6, 8 및 10에 적합한 R 기는, 하나 이상의 N-클로로 또는 N-브로모 기를 포함하는 아미노 알킬렌 또는 폴리아미노 알킬렌 기이다. 화학식 3, 4, 6, 8 및 10에 대한 대표적인 R 기는 아미노 프로필 기이다.
화학식 5, 6, 9 및 10의 기의 경우 n은 반복 단위의 수로서, Si 상의 R 잔기의 수인 화학식 1, 3, 6 및 7의 n과 혼동되지 않아야만 한다. 단위 n의 반복되는 수는 2 이상이지만, n은 500 이상일 수 있다. 적합한 할아민 및 이의 유도체는 밴슨 할로소스 인코포레이티드(Vanson Halosource, Incorporated)(워싱턴주 레드몬드)로부터 시판된다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 항균제는 하나 이상의 4차 암모늄 염을 포함할 수 있다. 이들중 대부분은 공지되어 있고/있거나 시판되고, 현행 선택적 투과성 코팅에서 이용하기에 적합한 항균제로서 작용할 수 있다. 이들 중에서, 규소-함유 4차 암모늄 염, 예를 들면 하기 화학식 22의 것들은 본 발명의 일부 실시양태에서 항균제로서 바람직하게 이용될 수 있다:
R3N+R0 nSiX4-nY-
상기 식에서,
R 및 R0은 각각 독립적으로, 비-가수분해성 유기 기이고,
X는 각각 독립적으로, 가수분해성 기이고,
n은 0 내지 3의 정수이고,
Y-는 화학식 27의 화합물의 염을 형성하기에 적합한 음이온 잔기이다.
Y-는 일부 실시양태에서는 할라이드일 수 있다. 일부 실시양태에서, R중 2 개는 메틸이고, 하나의 R은 옥타데실일 수 있다. 하나의 실시양태에서, R0은 프로페닐이고, X는 각각 메톡시일 수 있고, n은 1일 수 있고, Y는 클로라이드일 수 있다. 화학식 22의 예시적인 규소-함유 4차 암모늄 단량체의 한 예는 3-(트라이메톡시실릴)프로필다이메틸옥타데실 암모늄 클로라이드이다.
상기 규소-함유 4차 암모늄 항균제는 전형적으로 용매, 예를 들면 메탄올 중에서 제조되고 공급된다. 이러한 용매의 이용은, 규소-함유 4차 암모늄 염이 막에 의해 흡착되어 이의 공극 내부에 상호투과 네트워크가 형성될 수 있게 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 화학식 22의 규소-함유 4차 암모늄 염 단량체를 이용하여 하기 화학식 23의 반복 단위를 포함하는 항균 중합체를 제조할 수 있다:
R3N+R0 nSiX1 4 - nY-
상기 식에서,
R 및 R0은 각각 독립적으로, 비-가수분해성 유기 기, 예를 들면 탄소수 1 내지 약 22의 알킬 기 또는 아릴 기, 예를 들면 페닐이고,
X1은 각각 -OR1, -OH 또는 -O-Si이고, 여기서 R1은 탄소수 1 내지 약 22의 알킬 기 또는 탄소수 6의 아릴 기이고,
n은 0 내지 3의 정수이고,
Y는 화학식 23의 반복 단위의 염을 형성하기에 적합한 음이온 잔기로서, 예를 들면 할라이드, 하이드록실, 아세테이트, SO4 -2, CO3 -2 및 PO4 -2 대응-이온이다.
일부 실시양태에서, Y는 할라이드이다. 일부 실시양태에서, R 기는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 옥틸, 도데실, 테트라데실 또는 옥타데실이고, R0 기는 각각 독립적으로 메틸렌일, 에틸렌일, 프로필렌일, 부틸렌일, 옥틸렌일, 도데실렌일, 테트라데실렌일 또는 옥타데실렌일이고, X1은 각각 -OR1이고, 여기서 R1은 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이다.
4차 암모늄 염 단량체는 또한 일부 실시양태에서 화학식 24 및 25일 수 있다:
(R1)3SiR2N+(R3)(R4)(R5)Y-
(R1)3SiR2N(R3)(R4)
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 할로겐 또는 R6O이고,
R6은 H, 탄소수 1 내지 약 22의 알킬, 아세틸, 아세톡시, 아실, 프로필렌 글 리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜; 에틸렌 및 프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜의 1 내지 약 22개 탄소 원자의 알킬 모노에터, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜의 블록 중합체 또는 공중합체; 에틸렌 및 프로필렌 글리콜 또는 1 내지 약 22개의 탄소 원자의 탄산의 모노에스터 및 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜의 블록 중합체 또는 공중합체; 에틸렌 및 프로필렌 글리콜의 블록 중합체 또는 공중합체; 옥틸페놀; 노닐페놀; 또는 소르비탄 에터이고;
R2는 벤질, 비닐, 또는 탄소수 1 내지 약 22의 알킬이고,
R3 및 R4는 독립적으로 1 내지 약 6개 탄소 원자의 저급 알킬 알코올, 1 내지 약 6개의 탄소 원자의 저급 알콕시, 1 내지 약 22개 탄소 원자의 알킬이거나, 또는 R3과 R4는 하기 화학식 26의 모폴린 또는 환상 또는 헤테로환상, 불포화 또는 포화의, 5원 내지 7원 고리를 형성할 수 있고:
-R3-(R7)k-R4-
[상기 식에서,
k는 0 내지 2의 정수이다];
R7은, 고리가 포화된 경우, CH2, O, S, NH, NH2 +, NCH2CH2NH2, NCH2CH2NH3 +, NCH2CH2N(R8)(R9), NCH2CH2N+(R8)(R9)(R10), N(알킬), N(아릴), N(벤질)이고, 여기서 각각의 R8, R9 및 R10은 독립적으로, 벤질, 폴리에터, 탄소수 1 내지 4의 저급 알킬 알코올, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콕시 또는 탄소수 1 내지 약 22의 알킬이고,
R7은, 고리가 불포화된 경우, CH, N, N+H, N+(알킬), N+(아릴), N+(벤질), NCH2N, N+HCH2N, N+(알킬)CH2N, N+(아릴)CH2N, 또는 N+(벤질)CH2N이고,
상기 고리는 탄소수 1 내지 22의 알킬, 에스터, 알데하이드, 카복실레이트, 아마이드, 티오-아마이드, 니트로, 아민 또는 할라이드로 치환되거나, 비치환되고,
R5는 탄소수 1 내지 6의 저급 알킬 알코올, CH2C6H5, 폴리에터, 알킬, 알콕시, 퍼플루오로알킬, 퍼플루오로알킬설포네이트 또는 퍼플루오로알킬카복실레이트이거나(이때, 상기 알킬, 알콕시, 퍼플루오로알킬, 퍼플루오로알킬설포네이트 또는 퍼플루오로알킬카복실레이트는 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 가짐), 또는 상기 개시된 바와 같은 화학식 V의 5 내지 7원 고리이고,
Y-는, 화학식 24 또는 25의 화합물의 염을 형성하기 위한 적합한 음이온 잔기이고, 바람직하게는 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드이다.
규소-함유 4차 암모늄 염 반복 단위의 특정한 예는, 중합체가 중합성 3-(트라이메톡시실릴)프로필다이메틸옥타데실 암모늄 클로라이드가 되도록 R중 2개가 메 틸이고 하나가 옥타데실이고, R0가 프로페닐이고, n이 1이고, Y가 클로라이드인 것들을 포함한다. 유용한 중합체 규소-함유 4차 암모늄 염의 다른 예는 옥타데실아미노다이메틸트라이메톡시실릴프로필 암모늄 클로라이드이다. 본 발명의 일부 실시양태에서 항균제로서 유용한 이들 및 다른 4차 암모늄 염은 펜실바니아주 피츠버그 소재의 바이오세이프 인코포레이티드(BIOSAFE Inc.)에서 시판된다.
규소-함유 4차 암모늄 중합체를 제조하는 한가지 방법은, 중합 반응을 개시하는 무기 또는 유기 산 또는 염기와 같은 촉매 및/또는 열과 함께 과량의 용매, 예를 들면 물에 규소-함유 단량체를 진탕하면서 첨가하는 것을 포함한다. 중합체는 생성된 침전물 또는 용매 제거로부터 회수된다.
항균제가 무엇이든 간에, 이는 바람직하게는 효과량으로 존재한다. 효과량의 항균제란 화합물 또는 미생물 시약의 활성을 불활성화시키거나 감소시키거나, 또는 제품을 통해 화합물 또는 미생물 시약의 이동을 느리게 만들기에 충분한 양의 항균제를 의미한다. 바람직하게는, 이용되는 항균제의 양은 또한 하부 막 및/또는 제품이 최종 사용 용도의 성능 규정을 만족하도록 허용하게 할 것이다. 하나의 실시양태에서, 항균제는 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 항균제는 막과 선택적 투과성 코팅의 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 2 중량% 내지 약 5 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 범위로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 항균제 는 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 약 30 중량% 내지 약 40 중량% 또는 약 40 중량% 내지 약 50 중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 항균제는 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 50 중량%를 초과하는 양으로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 항균제는 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 항균제는 약 0.1 mg/ cm2 내지 약 0.5 mg/ cm2, 약 0.5 mg/ cm2 내지 약 1 mg/ cm2, 약 1 mg/ cm2 내지 약 2 mg/ cm2, 약 2 mg/ cm2 내지 약 5 mg/ cm2, 약 5 mg/ cm2 내지 약 10 mg/ cm2, 약 10 mg/ cm2 내지 약 25 mg/ cm2, 약 25 mg/ cm2 내지 약 50 mg/ cm2, 약 50 mg/ cm2 내지 약 100 mg/ cm2의 범위의 양으로 제품에 존재할 수 있다.
선택적 투과성 코팅은, 필요한 경우 막에 적용되고 경화되었을 때 막의 공극을 이용하여 상호연결됨으로써, 코팅을 막에 기계적으로 결합시킬 수 있는 상호투과 네트워크 또는 가교결합된 중합체 구조를 형성하도록 중합체 성분을 추가로 포함할 수 있다. 이런 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 비가역적 가교결합 또는 중합 방법에 의해 막에 기계적으로 고정될 수 있다. 다른 실시양태에서, 항균제 또는 선택적 투과성 코팅의 다른 성분은 막에 대해 화학적 친화성을 가질 수 있거나, 또는 이에 의해 선택적 투과성 코팅이 막에 점착될 수 있도록 막과 상호작용할 수 있는 작용기를 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 아민 또는 이민-함유 중합체, 예를 들면 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민 또는 폴리비닐 알코올-코아민을 포함할 수 있다. 유리하게는, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 화학생물제 뿐만 아니라 중합성 성분으로 작용할 수 있다. 이런 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 하기 화학식 27을 갖는 구조 단위를 포함할 수 있다:
Figure 112009060967045-PAT00022
상기 식에서,
"m"은 1 내지 100의 정수이고,
"n"은 0 내지 100의 정수이고,
"p"는 1 내지 100의 정수이고,
"q"는 0 내지 100의 정수이고,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 지방족 라디칼이고,
R9는 수소, 지방족 라디칼, 또는 하기 화학식 28의 기이다:
Figure 112009060967045-PAT00023
[상기 식에서,
R10, R11 및 R12는 각각 독립적으로 지방족 라디칼이고, 이러한 지방족 라디칼은 하기 정의되는 바와 같다].
지방족 라디칼은 하나 이상의 탄소 원자, 1 이상의 원자가를 갖는 유기 라디칼이고, 원자의 선형 또는 분지형 배열일 수 있다. 지방족 라디칼은 질소, 황, 규소, 셀레늄 및 산소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 배타적으로 탄소 및 수소로 구성될 수 있다. 지방족 라디칼은 광범위한 작용기, 예를 들면 알킬 기, 알케닐 기, 알키닐 기, 할로 알킬 기, 공액 다이에닐 기, 알코올 기, 에터 기, 알데하이드 기, 케톤 기, 카복실산 기, 아실 기(예를 들면 카복실산 유도체, 예를 들면 에스터 및 아마이드), 아민 기, 니트로 기 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 4-메틸펜트-1-일 라디칼은, 작용기인 메틸을 포함하는 알킬 기인 C6 지방족 라디칼이다. 유사하게는, 4-니트로부트-1-일 기는 작용기인 니트로 기를 포함하는 C4 지방족 라디칼이다. 지방족 라디칼은 동이하거나 상이한 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 할로알킬 기일 수 있다. 할로겐 원자는 예를 들면 불소, 염소, 브롬 및 요드를 포함한다. 하나 이상의 할로겐 원자를 갖는 지방족 라디칼은, 트라이플루오로메틸, 브로모다이플루오로메틸, 클로로다이플루오로메틸, 헥사플루오로아이소프로필리덴, 클로로메틸, 다이플루오로비닐리덴, 트라이클로로메틸, 브로모다이클로로메틸, 브로모에틸, 2-브로모트라이메틸렌(예를 들면 -CH2CHBrCH2-) 등의 알킬 할라이드를 포함한다. 지방족 라디칼의 추가의 예는, 알릴, 아미노카보닐(-CONH2), 카보닐, 다이시아노아이소프로필리덴(-CH2C(CN)2CH2-), 메틸(-CH3), 메틸렌(-CH2-), 에틸, 에틸렌, 폼일(-CHO), 헥실, 헥사메틸렌, 하이드록시메틸(-CH2OH), 머캅토메틸(-CH2SH), 메틸티오(-SCH3), 메틸티오메틸(-CH2SCH3), 메톡시, 메톡시카보닐(CH3OCO-), 니트로메틸(-CH2NO2), 티오카보닐, 트라이메틸실릴((CH3)3Si-), t-부틸다이메틸실릴, 트라이메톡시실릴프로필((CH3O)3SiCH2CH2CH2-), 비닐, 비닐리덴 등을 포함한다. 추가로 예를 들면, "C1-C30 지방족 라디칼"은 하나 이상, 30개 이하의 탄소 원자를 함유한다. 메틸 기(CH3-)는 C1 지방족 라디칼의 예이다. 데실 기(CH3(CH2)9-)는 C10 지방족 라디칼의 한 예이다.
하나의 실시양태에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8중 하나 이상은 에틸 라디칼을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 에틸 라디칼을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 하이드록시에틸-치환된 폴리에틸렌이민을 포함할 수 있다.
폴리알킬렌이민은 하이드록실 수를 특징으로 할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬 치환된 폴리알킬렌이민의 반복 단위당 평균 하이드록실 수는 약 0.5 내지 약 3의 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 반복 단위당 평균 하이드록실 수는 약 1 내지 약 3의 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 반복 단위당 평균 하이드록실 수는 3보다 큰 범위일 수 있다.
폴리알킬렌이민은 중량 평균 분자량을 특징으로 한다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 몰 당 약 1000g 보다 큰 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 몰 당 약 1000 g 내지 몰 당 약 2000 g, 몰 당 약 2000 g 내지 몰 당 약 4000 g, 몰 당 약 4000 g 내지 몰 당 약 8000 g, 몰 당 약 8000 g 내지 몰 당 약 10000 g, 또는 몰 당 약 10000 g 내지 몰 당 약 25000 g의 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 몰 당 약 25000 g 내지 몰 당 약 50000 g, 몰 당 약 50000 g 내지 몰 당 약 75000 g, 몰 당 약 75000 g 내지 몰 당 약 100000 g, 몰 당 약 100000 g 내지 몰 당 약 200000 g, 또는 몰 당 약 200000 g 내지 몰 당 약 250000 g의 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민이 바람직하게 화학생물제에 대한 활 성을 나타내는 실시양태에서, 이는 효과량으로 존재할 수 있다. 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 효과량은, 최종 사용 용도의 성능 요구조건을 만족시키기에 충분한 작용기를 제공하는데 필요한 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 양을 의미한다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1 중량% 미만인 양으로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막과 선택적으로 투과성인 막의 조합된 중량의 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 2 중량% 내지 약 5 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 범위로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 약 30 중량% 내지 약 40 중량% 또는 약 40 중량% 내지 약 50 중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 50 중량%보다 더 큰 양으로 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막과 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 약 0.5 mg/ cm2 내지 약 1 mg/ cm2, 약 1 mg/ cm2 내지 약 2 mg/ cm2, 약 2 mg/ cm2 내지 약 5 mg/ cm2, 약 5 mg/ cm2 내지 약 10 mg/ cm2, 약 10 mg/ cm2 내지 약 25 mg/ cm2 또는 약 25 mg/ cm2 내지 약 50 mg/ cm2의 범위의 양으로 제품에 존재할 수 있다.
다른 실시양태에서, 중합성 성분은 유리하게는 폴리비닐 알코올-코아민을 포함할 수 있다. 폴리비닐 알코올-코아민 중합체는 예를 들면 상표명 에르콜(Erkol)로 셀라니즈(Celanese)에서 시판된다.
선택적 투과성 코팅에 포함되는 임의의 중합체 성분은, 경화가능한 반응성 기를 포함할 수 있다. 상기 반응성 기는 열 에너지, 전자기 조사, 가습 경화, UV 경화 또는 화학적 시약중 하나 이상에 노출되었을 때 화학적 반응에 참여할 수 있다. 경화는 선택적 투과성 코팅의 중합, 가교결합 또는 중합과 가교결합 둘 모두를 생성하는 반응을 의미할 수 있다.
선택적 투과성 코팅이 경화할 수 있는 반응성 기를 포함하는 중합성 성분을 포함하는 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 경화제를 포함할 수 있다. 경화제는 중합성 성분의 경화 반응을 촉진(가속)할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 경화제는 하나 이상의 에폭사이드, 산 클로라이드 또는 클로로포르메이트를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 경화제는 반응성 트라이아진을 포함할 수 있다. 반응성 트라이아진은, 선택적 투과성 코팅의 중합성 성분에서 하나 이상의 반응성 기와 반응할 수 있는 하나 이상의 반응성 기를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 경화제는 막과, 존재하는 경우 선택적 투과성 코팅의 중합성 성분 사이의 화학적 반응을 개시할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 반응성 트라이아진은 하기 화학식 29의 구조 단위를 포함할 수 있다:
Figure 112009060967045-PAT00024
상기 식에서,
R13, R14 및 R15는, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민과 반응할 수 있는 하나 이상의 반응성 기를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 반응성 트라이아진은 하나 이상의 카바메이트 작용기를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 반응성 트라이아진은 트리스(알콕시카보닐아미노)트라이아진)을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 경화제는 선택적 투과성 코팅의 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 2 중량% 내지 약 5 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 10 중량% 내지 약 15 중량%, 약 15 중량% 내지 약 20 중량%, 약 20 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 25 중량% 내지 약 30 중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 경화될 수 있다. "경화된다"는 것은, 중합체 성분의 반응성 기의 약 5% 초과가 반응하거나, 다르게는 전환율(%)이 약 5% 초과의 범위인 중합체 성분을 포함하는 선택적 코팅을 지칭한다. 전환율(%)은, 반응성 기의 총 수에 대한 반응된 기의 총 수의 퍼센트를 지칭할 수 있다. 하 나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은, 상기 선택적 투과성 코팅이 화학적으로 또는 기계적으로 막에 결합될 수 있도록 경화될 수 있다. 상기 선택적 투과성 코팅은, 이것이 사용된 본 발명의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민 중에서 상당 부분의 하이드록실 기가 실질적으로 영향받지 않은 상태로 남아있도록 경화될 수 있다.
하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민을 포함하는 본 발명의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 폴리알킬아민을 추가로 포함할 수 있다. 폴리알킬아민은 다수의 아민 기 및 알킬계 중합체 주쇄를 포함하는 중합체를 의미한다. 적합한 폴리알킬아민은 단독중합체, 공중합체 또는 이들의 유도체일 수 있다. 적합한 유도체는, 1급 아민보다는 하나 이상의 2급 아민 기를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리알킬아민은 추가의 기능성 예컨대 MVTR, 공기 투과도, 화학제 또는 미생물제 수착 등을 제공할 수 있다.
이런 실시양태에서, 폴리알킬아민은 선택적 투과성 막의 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량%, 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 2 중량% 내지 약 5 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 약 30 중량% 내지 약 40 중량% 또는 약 40 중량% 내지 약 50 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민 및 폴리비닐아민을 포함할 수 있다. 폴리비닐 아민은 비닐 아민계 중합체 전구체로부터 유도된 중합체를 지칭할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 폴리비닐 알코올-비닐 아민 공중합체 및 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민을 포함할 수 있다. 적합한 폴리비닐 아민 및 그의 유도체는 바스프 코포레이션(뉴저지주, 마운트 올리브)으로부터 시판된다.
이런 실시양태에서, 폴리비닐아민은 선택적 투과성 막의 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량%, 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 2 중량% 내지 약 5 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 약 30 중량% 내지 약 40 중량% 또는 약 40 중량% 내지 약 50 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 폴리알킬렌이민을 위한 경화제는 폴리알킬아민 및/또는 폴리비닐아민을 또한 경화시킬 수 있다. 다른 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은, 폴리알킬아민 및/또는 폴리비닐아민의 경화 반응을 개시할 수 있은 반응성 트라이아진과는 상이한 경화제를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 경화된 선택적 투과성 코팅은 폴리알킬렌이민 및 폴리알킬아민 및/또는 폴리비닐아민의 경화된 반응 생성물을 포함할 수 있다.
선택적 투과성 코팅은 막 표면, 공극 내부 또는 막 표면 및 공극 내부 모두에 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 공극의 내부 표면을 실질적으로 코팅할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 코팅은, 막의 공극을 한정하는 노드(node) 및 피브릴(fibril)을 둘러싸고 부착될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 코팅은 또한 막의 공극을 한정하는 노드 및 피브릴의 표면에 합치될(conform) 수 있다. 이런 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 약 0의 두께 를 본질적으로 가질 수 있으며, 즉 상기 선택적 투과성 코팅은 막의 공극의 내부 표면만을 코팅할 수도 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 코팅은 막의 공극을 차단함이 없이 막에 침착될 수 있다. 또는, 상기 코팅은, 기공(void) 및/또는 "핀 홀(pin hole)"이 없는 연속적 코팅을 형성할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 상기 코팅은 불연속적 부분을 가질 수 있다. 상기 코팅 층은 균일한 두께일 수 있거나, 영역마다 상이한 두께를 가질 수도 있다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 약 20 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 120 ㎛, 약 120 ㎛ 내지 약 160 ㎛, 약 160 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 240 ㎛, 약 240 ㎛ 내지 약 280 ㎛, 약 280 ㎛ 내지 약 320 ㎛, 약 320 ㎛ 내지 약 360 ㎛, 약 360 ㎛ 내지 약 400 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 약 400 ㎛ 내지 약 600 ㎛, 약 600 ㎛ 내지 약 800 ㎛, 약 800 ㎛ 내지 약 1000 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅(12)은 도 1에 도시된 바와 같이 막(11) 상에 지지된 단일 층을 포함하여 제품(10)을 형성할 수 있다. 선택적 투과성 코팅은 상술된 범위의 두께 및/또는 중량을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 상술된 범위의 조합 두께 및/또는 중량을 갖는 둘 이상의 층을 포함할 수도 있다. 선택적 투과성 코팅에서의 하나 이상의 층은 항균제를 포함할 수 있다.
다른 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅(22)은, 도 2에 도시된 바와 같이 하나 이상의 층이 하나 이상의 항균제를 포함할 수 있고 하나 이상의 층이 비-작용화된 ePTFE 막(23)을 포함할 수 있는 다수의 층을 포함할 수 있다. 항균제(24)는 비-작용화된 ePTFE 막(23)과 ePTFE 막(21) 사이에 개재되어 제품(20)을 형성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은, 항균제를 가진 층이 2개의 ePTFE 막(21) 사이에 개재되고, 상기 막 상에 지지되어 제품을 형성할 수 있는, 하나 이상의 샌드위치 구조를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 항균제와는 상이한 화학 또는 미생물제 보호 물질을 가진 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 단일 두께 층 대신에 다수의 박층을 포함할 수 있으며, 이때 다수의 층들 중에서의 각 층은 항균제를 포함할 수 있다. 도 3은 막(31) 상에 지지된 선택적 투과성 코팅(32)을 갖는 제품(30)을 도시하되, 이때 상기 선택적 투과성 코팅은 각 층이 하나 이상의 항균제를 갖는 3개의 층(33, 34 및 35)을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 동일한 두께를 갖는 다수의 박층을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 최종 용도 제품 및 막 상에 선택적 투과성 코팅을 침착시키는데 이용된 방법에 좌우되는 두께 및/중량 범위를 갖는 다수의 박층을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 제품은 선택적 투과성 코팅 외에 기능성을 제공하기 위해 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 제품은 막 상에 지지된 하나 이상의 친수성 코팅을 포함할 수 있다. 친수성 코팅은 막의 재료와 상 용성일 수 있고, 막에 친수성을 부과할 수도 있다. 상용성(compatible)이란, 코팅 재료가 막 표면을 "젖게 함(wet- out)"을 의미한다.
하나의 실시양태에서, 친수성 코팅(44)은 도 4에 도시된 바와 같이 막(41)과 선택적 투과성 코팅(42) 사이에 배치되어 제품(40)을 형성할 수 있다. 다른 실시양태에서, 친수성 코팅은 막 표면과 선택적 투과성 코팅 사이에 적어도 부분적으로 배치된다. 상술한 바와 같이, 선택적 투과성 코팅은 하나의 층 또는 다수의 층들을 포함할 수 있으며, 이때 다수의 층들 중 하나 이상의 층은 항균제를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 친수성 코팅은 폴리비닐 친핵성 중합체, 및 블로킹된 이소시아네이트 및 우레탄 중 하나 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 블로킹된 이소시아네이트 또는 우레탄은 폴리비닐 친핵성 중합체에 대한 경화제로서 작용할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체는 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 아민 중 하나 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체는 본질적으로 폴리비닐 아민을 포함할 수 있다.
적합한 폴리비닐 친핵성 중합체는 소정 범위의 단량체 단위 중의 분자량을 갖는 폴리비닐 친핵성 중합체를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체 분자량은 2500 미만일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체 분자량은 2500 초과일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체 분자량은 약 2500 내지 약 31,000, 약 31,000 내지 약 50,000, 약 50,000 내지 약 100,000, 약 100,000 내지 약 200,000의 범위이거나 또는 약 200,000 초과일 수 있다.
적합한 블로킹된 이소시아네이트는 블로킹제, 및 방향족 폴리이소시아네이트, 지방족 폴리이소시아네이트 또는 지환족 폴리이소시아네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리이소시아네이트는 톨루엔 다이이소시아네이트, 다이페닐 메탄 다이이소시아네이트, 헥사메틸렌 다이이소시아네이트, 메틸렌 비스-(4-사이클로헥실이소시아네이트), 나프탈렌 다이이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트, 메타-테트라메틸자일렌 다이이소시아네이트 또는 다이메틸 메타-이소프로펜일 벤질 이소시아네이트를 포함할 수 있다.
적합한 블로킹된 이소시아네이트는 시판되거나, 예컨대 말론산 에스터와 같은 블로킹제와 이소시아네이트의 반응으로부터 형성될 수 있다. 다른 적합한 블로킹제는 하나 이상의 아민 예컨대 다이이소프로필 아민(DIPA) 또는 t-부틸 벤질 아민(BEBA)을 포함할 수 있다. 또 다른 적합한 블로킹제는 3,5-다이메틸 피라졸; 메틸 에틸 케톡심; 카프로락탐; 또는 알킬화된 페놀을 포함할 수 있다.
일부 블로킹제는 열의 적용에 반응하여 탈블로킹될 수 있다. 예컨대, 3,5-다이메틸 피라졸은 110℃에서 탈블로킹될 수 있고, 메틸 에틸 케톡심은 150℃에서 탈블로킹될 수 있고, 말론산 에스터는 90℃에서 탈블로킹될 수 있고, 카프로락탐은 160℃에서 탈블로킹될 수 있고, 알킬화된 페놀은 약 110℃ 초과에서 탈블로킹될 수 있다. 임의적 가속제(accelerator)(존재하는 경우)는 대략 실온 정도로 낮은 온도로 탈블로킹 온도를 낮출 수 있다.
하나의 실시양태에서, 블로킹된 이소시아네이트는 헥사메틸렌 다이이소시아 네이트 또는 메틸렌 비스-(4-사이클로헥실 이소시아네이트)를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 블로킹된 이소시아네이트는 블로킹제 및 헥사메틸렌 다이이소시아네이트를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 블로킹된 이소시아네이트는 블로킹제 및 메틸렌 비스-(4-사이클로헥실 이소시아네이트)를 포함할 수 있다. 다른 적합한 이소시아네이트는 하나 이상의 이소시아네이트 작용기를 갖는 반응성 트라이아진을 포함할 수 있다.
적합한 우레탄은 우레탄 물질 및 블로킹된 이소시아네이트 중 하나 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 우레탄은 하나 이상의 우레탄 작용기를 갖는 트라이아진을 포함할 수 있다. 암모늄 염 또는 아민(예컨대 4-다이메틸 아미노피리딘)은 우레탄 경화를 가속시키기 위해 사용될 수 있으며, 이는 다르게는 예컨대 약 100℃ 내지 약 110℃에서 수행될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 약 0.5 중량%의 도데실 벤젠 설폰산이 첨가되어 가수분해 안정성 및/또는 경도를 개선시킬 수 있다.
블로킹된 이소시아네이트 또는 우레탄의 적합한 양은 친수성 코팅의 약 1 중량% 초과일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 블로킹된 이소시아네이트 또는 우레탄의 양은 친수성 코팅의 총 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 10 중량% 내지 약 15 중량%, 약 15 중량% 내지 약 20 중량%, 약 20 중량% 내지 약 25 중량%, 약 25 중량% 내지 약 30 중량%, 약 30 중량% 내지 약 40 중량%, 약 40 중량% 내지 약 50 중량%, 약 50 중량% 내지 약 60 중량%, 약 60 중량% 내지 약 75 중량%의 범위이거나, 약 75 중량% 초과일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 항균제는 미생물제와의 반응 또는 상호작용으로 미생물제를 비활성화시킬 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "미생물제를 비활성화시킴"은, 미생물제의 생물학적 활성을 감소시키거나, 상당량의 비반응된 생물학적 활성 미생물제가 제품을 통과하는 시간을 증가시키는 것 중 하나 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "미생물제를 비활성화시킴"은, 미생물제와 반응하여, 비반응된 미생물제의 생물학적 활성보다 낮은 생물학적 활성을 갖는 개질된 미생물제를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 개질된 미생물제는 비반응된 화학 또는 미생물제의 생물학적 활성보다 적어도 80% 적은 생물학적 활성을 가질 수 있다.
상기와 같은 것이 바람직하게 포함되는 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 화학생물제와 반응 또는 상호작용하여 화학생물제를 비활성화시킬 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "화학생물제를 비활성화시킴"은, 화학생물제의 생물학적 활성을 감소시키거나 상당한 양의 비반응된 생물학적 활성 화학생물제가 제품을 통과하는 시간을 증가시키는 것 중 하나 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "화학생물제를 비활성화시킴"은, 화학생물제와 반응하여, 비반응된 화학생물제의 생물학적 활성보다 낮은 생물학적 활성을 갖는 개질된 화학생물제를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 개질된 화학생물제는 비반응된 화학생물제의 생물학적 활성보다 적어도 80% 적은 생물학적 활성을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 화학생물제 와 화학적으로 반응하여 화학생물제를 비활성화시킬 수 있다. 하나의 실시양태에서, 폴리알킬렌이민의 하이드록시 기는 화학생물제와 화학적으로 반응하여 화학생물제를 비활성화시킬 수 있다. 화학적 반응은 예컨대 가수분해 반응 또는 친핵성 치환 반응을 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "화학생물제(chembio agent)"는 화학적 제제, 생물학적 제제, 미생물제 또는 하나 이상의 화학적 제제, 생물학적 제제 및/또는 미생물제의 조합을 포함한다. 화학적 제제는 독성을 갖는 살아 있지 않은 화학적 물질일 수 있다. 화학적 제제는 살아 있는 생물에 의해 생성된 살아 있지 않은 독성 생성물 예컨대 독소(toxin)를 포함할 수 있다. 생물학적 제제는 독성을 갖는 살아 있는 또는 의사-생존(quasi-living) 물질(예: 프리온(prion))일 수 있다. 미생물제는 미생물, 특히 병원성 미생물을 포함한다. 미생물의 주 부류는 세균, 균류 예컨대 곰팡이(mold) 흰곰팡이(mildew), 이스트 및 조류(algae)를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 화학생물제는 화학 무기(warfare) 제제를 포함할 수 있다. 적합한 화학 무기 제제는 하나 이상의 무능화제, 최루제, 발포제 또는 수포제, 신경제, 폐 제제, 혈액 제제 또는 악취제를 포함할 수 있다.
적합한 무능화제는 신경계 작용제, 구토제, 질식제, 환각제, 진정제(sedative), 마약제, 억제제(depressant) 등 및 이들 중 둘 이상의 조합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 무능화제는 3-퀴누클리딘일 벤질레이트(QNB, BZ)로서, 이는 예컨대 콜린을 포함하는 프로브와 반응할 수 있는 항콜린제일 수 있다. 다른 신경계 작용제는 시판되는 일반 판매(over-the-counter; OTC)용 약학 조 성물 또는 처방 약학 조성물을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 무력화제는 쿠라레(curare), 쿠라레 유사체 또는 유도체를 포함할 수 있다.
적합한 최루제는 클로로벤질말로나이트릴, 클로로메틸 클로로폼에이트, 염화 주석, 심-다이클로로메틸 에터, 벤질 브로마이드, 자일릴 브로마이드, 메틸 클로로설포네이트, 에틸 요오도아세테이트, 브롬아세톤, 브로모메틸-에틸 케톤, 아크롤레인 (2-프로펜알), 캡사이신, 이들의 유사체 및/또는 유도체 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
적합한 발포제(vesicant)는 황 머스타드(mustard), 질소 머스타드 또는 아르세니칼 예컨대 루이사이트(Lewisite) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적합한 황 머스타드는 2-클로로에틸 클로로메틸 설파이드, 비스 (2-클로로에틸) 설파이드 또는 다이클로로에틸 다이설파이드, 비스 (2-클로로에틸티오) 메탄, 1,2-비스 (2-클로로에틸티오) 에탄, 1,3-비스 (2-클로로에틸티오)-n-프로판, 1,4-비스 (2-클로로에틸티오)-n-부탄, 1,5-비스 (2-클로로에틸티오)-n-펜탄, 비스 (2-클로로에틸티오메틸) 에터 또는 비스 (2-클로로에틸 티오에틸) 에터 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적합한 질소 머스타드는 비스 (2-클로로에틸) 에틸아민, 비스 (2-클로로에틸) 메틸아민 또는 트리스 (2-클로로에틸) 아민 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적합한 루이사이트는 2-클로로비닐 다이클로로아르신, 비스 (2-클로로비닐) 클로로아르신 또는 트리스 (2-클로로비닐) 아르신 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
적합한 신경제는 콜린에스터라아제 억제제를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 콜린에스터라아제 억제제는 o-알킬(Me, Et, n-Pr 또는 i-Pr) - 포스포노 플루오라이데이트 예컨대 o-이소프로필 메틸포스포노플루오라이데이트(사린) 또는 o-피나콜일 메틸포스포노플루오라이데이트(소만); o-알킬 N,N-다이알킬(Me, Et, n-Pr 또는 i-Pr) 포스포르아미도시아나이데이트 예컨대 o-에틸 N,N-다이메틸 포스포르아미도시아나이데이트(타분); 또는 o-알킬 S-2-다이알킬(Me, Et, n-Pr 또는 i-Pr)-아미노에틸 알킬(Me, Et, n-Pr 또는 i-Pr) 포스포노티올레이트 및 상응하는 알킬화된 또는 양성자화된 염 예컨대 o-에틸 S-2-다이이소프로필아미노에틸 메틸 포스포노티올레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
적합한 폐 제제는 포스겐(카본일 클로라이드) 및 퍼플루오로이소부틸렌 중 하나 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 적합한 화학 독소는 팔리톡신, 리신, 삭시톡신 또는 부툴리튬 톡신 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
적합한 혈액 제제는 시아나이드 형태(예컨대 염) 및 시아나이드 염의 유사체 및 유도체를 포함할 수 있다. 적합한 시아나이드의 고체 염은 나트륨, 칼륨 및/또는 칼슘을 포함한다. 적합한 시아나이드의 휘발성 액체 형태는 수소 시아나이드 및/또는 시아노겐 클로라이드를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 화학생물제는 하나 이상의 독성 산업 화학물질(TIC)을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 화학적 제제 또는 미생물제는 하나 이상의 독성 산업 물질(TIM)을 포함할 수 있다. 독성 산업 물질은 암모니아, 아르신, 삼염화붕소, 삼불화붕소, 이황화탄소, 콜린, 다이보란, 에틸렌 옥사이드, 폼알데하이드, 포스겐, 삼염화인, 이산화황, 황산, 시아노겐 클로라이드, 브롬화수소, 염화수소, 불화수소, 황화수소 또는 수소 시아나이드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 화학생물제는 하나 이상의 생물학적 제제를 포함할 수 있다. 적합한 생물학적 제제는 병원체를 포함할 수 있다. 병원체는 숙주(동물 또는 식물)에서 질환 또는 병을 일으킬 수 있는 감염성 제제이다. 생물학적 제제는 프리온, 미생물(바이러스, 세균 및 균류) 및 일부 단세포 및 다세포 진핵생물(예컨대 기생충) 및 이들의 관련 독소를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 병원체는 세균, 원생동물, 균류, 기생충 또는 포자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 병원체는 바이러스 또는 프리온을 포함할 수 있다.
세균성 생물학적 제제(및 이에 의해 유발된 질환 또는 효과)의 일부 예는, 에스케리치아 콜라이(복막염, 식중독); 마이코박테리움 투버쿨로시스(결핵); 바실러스 안트라시스(탄저병); 살모넬라(식중독); 스태파일로코쿠스 아우레우스(독성 쇼크 증후군); 스태파일로코쿠스 뉴모니애(폐렴); 스태파일로코쿠스 파이로젠(폐혈성 인두염); 헬리코벡터 파일로리(위궤양); 또는 프란시셀라 툴라렌시스(야토병) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
바이러스(및 이에 의해 유발된 질환 또는 효과)의 일부 예는 헵파티티스 A, B, C, D 및 E(간 질환); 인플루엔자 바이러스(독감, 조류 독감); SARS 코로나바이러스(심각한 급성 호흡 증후군); 헤르페스 심플렉스 바이러스(포진); 몰루스쿰 콘타지오숨(발진); 또는 인간 면역 결핍 바이러스(AIDS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
원생동물(및 이에 의해 유발된 질환 또는 효과)의 일부 예는 크립토스포리디움(크립토스포리디움증); 지아디아 람블리아(지아디아증); 플라스모디움(말라리아 ); 또는 트리파노소마 크루지(샤가스병) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 균류(및 이에 의해 유발된 질환 또는 효과)의 일부 예는 뉴모사이스티스 지로베시(기회 폐렴); 티네아(백선); 또는 칸디다(칸디다증) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
기생충의 일부 예는 회충, 개선충, 촌충 또는 편충(flatworm) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 단백질계 병원체의 일부 예는 프리온(광우병 또는 변형 크로이츠펠트-야콥병(vCJD)로서 일반적으로 알려진 소해면상뇌증(BSE))을 포함할 수 있다.
독소는 생물학적 거대분자와 상호작용함에 의해 신체 조직과 접촉 또는 흡수 시에 질환을 일으킬 수 있는 단백질을 포함하고, 생물 무기로서 사용될 수 있다. 적합한 독소는 리신, SEB, 보툴리우스중독증 독소, 삭시톡신 및 많은 마이코톡신을 포함할 수 있다.
생물학적 제제에 의해 유발되는 질환의 다른 일부 예는 탄저병, 에볼라, 선페스터, 콜레라, 야토병, 브루셀라증, Q 열, 마추포(machupo), 코코이디오이데스 마이코증, 마비저(glanders), 유비저(melioidosis), 시겔라, 로키산 홍반열, 발진티브스, 앵무새병(Psittacosis), 황열병, 일본 B형 뇌염, 리프트 밸리열, 또는 천연두를 포함할 수 있다.
본원에 기재된 제품은 안락하고 보호적인 장벽 특성의 조합을 특징으로 할 수 있다. 안락하고 보호적인 장벽 특성은 제품의 두께, 단위 평균 중량, 공기 투과도, 수증기 투과율(MVTR) 또는 화학제 또는 미생물제 투과도 중 하나 이상에 의한 특징을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 300 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 400 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 500 ㎛ 내지 약 600 ㎛, 약 600 ㎛ 내지 약 700 ㎛, 약 700 ㎛ 내지 약 800 ㎛, 약 800 ㎛ 내지 약 900 ㎛, 약 900 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 1000 ㎛ 내지 약 10000 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 5 mg/ cm2 내지 약 30 mg/ cm2, 약 30 mg/ cm2 내지 약 40 mg/ cm2, 약 40 mg/ cm2 내지 약 50 mg/ cm2, 약 50 mg/ cm2 내지 약 60 mg/ cm2, 약 60 mg/ cm2 내지 약 70 mg/ cm2, 약 70 mg/ cm2 내지 약 80 mg/ cm2, 약 80 mg/ cm2 내지 약 90 mg/ cm2, 약 90 mg/ cm2 내지 약 200 mg/ cm2의 단위 평균 중량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 막은 0.5인치 H2O에서 약 6cfm 미만의 공기 투과도를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 막은 약 0.01 cfm 내지 약 0.1 cfm, 약 0.1 cfm 내지 약 0.5 cfm, 약 0.5 cfm 내지 약 1 cfm, 약 1 cfm 내지 약 2 cfm, 약 2 cfm 내지 약 3 cfm, 약 3 cfm 내지 약 4 cfm, 약 4 cfm 내지 약 5 cfm, 또는 약 5 cfm 내지 약 6 cfm의 범위인 공기 투과도를 가질 수 있다. 본원에서 기재한 바와 같은 공기 투과도는 본 명세서에서 기술한 시험 조건을 사용하여 측정할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, cfm/ft는 평방피트/분이다.
하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 500 g/m2/일 초과의 수증기 투과율(MVTR)을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 500 g/m2/일 내지 약 600 g/m2/일, 약 600 g/m2/일 내지 약 800 g/m2/일, 약 800 g/m2/일 내지 약 1000 g/m2/일, 약 1000 g/m2/일 내지 약 1500 g/m2/일, 또는 약 1500 g/m2/일 내지 약 2000 g/m2/일의 범위의 수증기 투과율을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 2000 g/m2/일 초과의 수증기 투과율(MVTR)을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 4000 g/m2/일 초과의 수증기 투과율(MVTR)을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 4000 g/m2/일 내지 약 5000 g/m2/일, 약 5000 g/m2/일 내지 약 6000 g/m2/일, 약 6000 g/m2/일 내지 약 7000 g/m2/일, 약 7000 g/m2/일 내지 약 8000 g/m2/일, 또는 약 8000 g/m2/일 내지 약 10000 g/m2/일의 범위의 수증기 투과율을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 10000 g/m2/일 내지 약 15000 g/m2/일, 약 15000 g/m2/일 내지 약 20000 g/m2/일, 약 20000 g/m2/일 내지 약 25000 g/m2/일, 약 25000 g/m2/일 내지 약 30000 g/m2/일, 또는 약 30000 g/m2/일 내지 약 40000 g/m2/일의 범위로 수증기 투과율을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 40000 g/m2/일 초과인 수증기 투과율(MVTR)을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 제품은, 약 50 ㎍/24시간 미만의 DFP (사 린(sarin)을 모의함)에 대한 투과도를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 1 ㎍/24시간 내지 약 5 ㎍/24시간, 약 5 ㎍/24시간 내지 약 10 ㎍/24시간, 약 10 ㎍/24시간 내지 약 20 ㎍/24시간, 약 20 ㎍/24시간 내지 약 30 ㎍/24시간, 또는 약 30 ㎍/24시간 내지 약 40 ㎍/24시간, 또는 약 40 ㎍/24시간 내지 약 50 ㎍/24시간의 DFP(사린을 모의함)에 대한 투과도를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 약 1 ㎍/24시간 미만의 DFP(사린을 모의함)에 대한 투과도를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 제품은 특정 화학물질 또는 미생물제에 대한 독성 수준 미만인 화학물질 또는 미생물제에 대한 투과도를 가질 수 있다.
선택적 투과성 코팅의 성능 특성은 또한 하나 이상의 화학물질 또는 미생물제의 불활성화율에 의해 특징화될 수도 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 약 2 g/hr/m2 범위의 화학물질 또는 미생물제에 대한 불활성화율을 나타낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 약 2 g/hr/m2 내지 약 3 g/hr/m2, 약 3 g/hr/m2 내지 약 4 g/hr/m2, 또는 약 4 g/hr/m2 내지 약 5 g/hr/m2의 화학물질 또는 미생물제를 위한 불활성화율을 나타낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 약 5 g/hr/m2 초과의 화학물질 또는 미생물제를 위한 불활성화율을 나타낼 수 있다.
하나의 실시양태에서, 10 g/m2의 투여 수준에서, 상기 선택적 투과성 코팅은 24시간 동안 약 5% 초과의 불활성화를 나타낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 10 g/m2의 투여 수준에서, 상기 선택적 투과성 코팅은 24시간 후, 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 40%, 약 40% 내지 약 50%, 약 50% 내지 약 60%, 약 60% 내지 약 70%, 약 70% 내지 약 80%, 약 80% 내지 약 90%, 또는 약 90% 내지 약 95%의 범위의 불활성화를 나타낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 10 g/m2의 투여 수준에서, 상기 선택적 투과성 코팅은 24시간 이후에 약 100%의 불활성화를 나타낼 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 선택적 투과성 코팅은 약 30분 초과의 범위에서 미반응된 화학물질 또는 미생물제에 대한 불활성화 시간(breach time)을 나타낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 선택적 투과성 코팅은 약 30분 내지 약 1시간, 약 1시간 내지 약 2시간, 약 2시간 내지 약 3시간, 약 3시간 내지 약 4시간, 약 4시간 내지 약 6시간, 약 6시간 내지 약 7시간, 약 7시간 내지 약 8시간, 약 8시간 내지 약 9시간, 또는 약 9시간 내지 약 10시간의 범위로 미반응 화학물질 또는 미생물제에 대한 불활성화 시간을 나타낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 선택적 투과성 코팅은 약 10시간 초과의 범위로 미반응 화학물질 또는 미생물제에 대한 불활성화 시간을 나타낼 수 있다.
하나의 실시양태에서, 라미네이트가 제공된다. 상기 라미네이트는 전술한 바와 같은 제품 및 소유성(oleophobic) 막을 포함한다. 상기 제품은 소유성 막 상에 지지될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 소유성 막이란 유분, 그리스(grease) 또는 체액, 예를 들어 땀 및 특정 다른 오염물을 흡수 또는 흡착함으로써 유발되는 오염에 대한 저항성을 갖는 막을 지칭할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 소유성 막은 기체 투과성이고, 액체 침투 저항성을 갖고 70,000 g/m2/일 이상의 수증기 투과율을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 소유성 막은 막을 통해 연장되면서 예를 들어 ePTFE와 같은, 특정 오염화 계면활성제 및 유분을 흡수하는 경향이 있는 물질로 제조된 것인 다수의 상호연결형 공극을 포함할 수 있다. 코팅은 막 내부의 상호연결 통로를 정의하는 섬유 및 매듭의 표면상에 배치될 수 있다. 코팅은 상기 섬유 및 매듭 상에 유착된 소유성 플루오로중합체 고체를 포함하여 막 내부의 공극을 완전히 봉쇄하지 않으면서도 생성된 소유성 막에 유분 및 계면활성제 저항성을 제공할 수 있다.
적당한 소유성 플루오로중합체 고체는 플루오로카본 측쇄를 갖는 아크릴계 중합체 및 소량의 물, 수용성 조용매 및 글라이콜을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 적합한 소유성 플루오로중합체 고체로는 불소-함유 중합체의 조닐(Zonyl) 부류(시바 스페셜티 케미칼스(CIBA Specialty Chemicals)에서 시판중임). 선택적인 실시양태에서, 적당한 소유성 플루오로중합체 고체는 TLF-8868, TLF-9312, TLF-9373, TLF-9404A 및 TLF-9494B의 상표명(듀퐁(DuPont))으로 시판중인 플루오로중합체를 들 수 있다.
하나의 실시양태에서, 소유성 막은, 소유성 플루오로중합체 고체의 희석되고 안정화된 분산액으로 공극의 표면을 습윤시킴으로써 형성될 수 있다. 그다음, 상기 분산액의 소유성 플루오로중합체 고체는 막 내부의 공극을 한정하는 표면상에서 유착될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 소유성 막은 eVENT(BHA 텍크놀로지(BHA Technologies), 미국 미조리주 소재)의 상표명으로 시판중일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 선택적 투과성 코팅(52)은 막(51) 상에 지지되어 선택적 투과성 막을 형성할 수 있고, 이는 도 5에서 도시한 바와 같이 소유성 막(53) 상에 지지되어 라미네이트(50)를 형성할 수 있다. 선택적 투과성 코팅은 단지 하나의 층을 포함하거나 다수의 층을 포함할 수 있되, 여기서 여러개 중 하나 이상의 층이 하이드록시알킬-치환된 폴리에틸렌이민을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 라미네이트는 하나 이상의 부가 층, 예를 들어 친수성 코팅을 포함할 수 있다. 도 5는 단지 하나의 선택적 투과성 막을 나타내며, 선택적 투과성 막의 다중 층은 라미네이트 구조물(50) 내에서 가능할 수 있다. 이 부분 및 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위의 전반에 걸쳐서, 라미네이트 구조물의 다양한 예시는 단지 예시일 뿐이고, 본 발명의 가능하나의 실시양태를 모두 나타낸 것은 아니다.
도 6은 친수성 코팅(64)상에 지지된 선택적 투과성 코팅(62)을 함유하는 라미네이트(60)를 도시한다. 친수성 코팅(64)은 소유성 막(63)에 지지된 막(61) 위에 지지된다. 선택적 투과성 코팅은 단지 하나의 층을 포함할 수 있거나 다수의 층을 포함하되, 여러개 중 하나 이상의 층이 미생물제를 포함할 수 있다. 도 6이 단지 하나의 선택적 투과성 막을 도시하지만, 선택적 투과성 막의 여러개의 층이 라미네이트 구조물(60)에서 가능할 수도 있다.
하나의 실시양태에서, 라미네이트는 하나 이상의 패브릭, 막 또는 필름으로부터 선택된 쉘 층을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 소유성 막은 제 1 표면 및 제 2 표면을 가질 수 있고, 상기 제품은 소유성 막의 제 1 표면 상에 지지되고, 상기 쉘 층은 소유성 막의 제 2 표면상에 지지될 수 있다. 도 7은 막(71)상에 지지된 선택적 투과성 코팅(72)을 함유하고, 상기 막(71)은 소유성 막(73)의 제 1 표면상에 지지된, 라미네이트(70)를 나타낸다. 쉘 층(75)은 소유성 막(73)의 제 2 표면상에 지지된다. 일부 실시양태에서, 부가적 친수성 코팅(74; 임의적)이 선택적 투과성 코팅(72)과 막(71) 사이에 배치될 수 있다. 도 7이 단지 하나의 선택적 투과성 코팅을 나타내지만, 선택적 투과성 코팅의 여러개의 층이 라미네이트 구조물(70)에서 가능할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 쉘 층은 하나 이상의 패브릭 층을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 패브릭 층은 충분히 가요성이고, 유연하며, 가멘트, 텐트, 침낭, 사상자용 백(casualty bag)과 같은 의류 또는 덮개의 제품에서의 사용을 위해 견고할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 하나 이상의 패브릭 층은 폴리(지방족 아마이드), 폴리(방향족 아마이드), 폴리에스터, 폴리올레핀, 모, 셀룰로즈계 섬유, 예를 들어 면, 레이온, 린넨, 셀룰로즈 아세테이트 및 다른 개질화 셀룰로즈, 폴리우레탄, 아크릴류, 메타크릴류 또는 전술한 것 중 임의의 물질을 포함하는 블렌드 중에서 선택된 중합체를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 패브릭 층은 면, 폴리(지방족 아마이드), 폴리(방향족 아마이드), 폴리에스터, 폴리우레탄 또는 이들의 브렌드를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 패브릭 층은 직물로 구성될 수 있다. 선택적 실시양태에서, 하나 이상의 패브릭 층은 부직물로 구성될 수 있다. 부직물은 편성되거나(knit), 편조되거나(braided), 방상되거나(tufted), 축융될(felted) 수 있다.
하나의 실시양태에서, 라미네이트는 본원에서 기술한 바와 같은 제품 , 소유성 막, 및 2종 이상의 패브릭 물질을 포함할 수 있다. 2개의 패브릭 층은 동일한 패브릭 물질을 포함하거나 상이한 패브릭 물질을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 도 8에서 도시한 바와 같이 라미네이트(80)는 외부 패브릭 층(85) 및 내부 패브릭 층(86)을 포함할 수 있다. 선택적 투과성 코팅(82)은 막(81)상에 지지되어 있고, 상기 막(81)은 소유성 막(83) 상에 지지되어, 결과물인 구조물은 외부 패브릭 층(85)과 내부 패브릭 층(86) 사이에 개재된다. 일부 실시양태에서, 부가적 친수성 코팅(84; 임의 성분)은 선택적 투과성 코팅(82)과 막(81) 사이에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 선택적 투과성 코팅은 하나의 층 또는 여러개의 층을 포함할 수 있고, 여기서 여러개의 층 중 하나 이상의 층은 미생물제를 포함할 수 있다. 도 8이 단지 하나의 선택적 투과성 막을 도시하지만, 선택적 투과성 막 중 여러개의 층이 라미네이트 구조물(80)내에서 가능할 수 있다.
외부 패브릭 층은 라미네이트의 최외각 층이고, 이는 구성요소에 노출된다. 하나의 실시양태에서, 외부 패브릭 층은 폴리(지방족 아마이드), 폴리(방향족 아마이드), 폴리에스터, 아크릴류, 면, 모 등으로 제조된 직물일 수 있다. 하나의 실 시양태에서, 외부 패브릭 층은 이것을 소수성 또는 소유성이 되도록 처리될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 내부 패브릭은 편물, 직물 또는 부직물일 수 있고, 수분-위킹(moisture wicking) 특성을 개선하거나 소수성 또는 소유성 특성을 부여하도록 처리될 수 있다.
일부 실시양태에서, 패브릭 층은, 난연성, 대전방지성, 자외선 내성, 제어된 적외선 반사, 카무플라주(camouflage) 등과 같은 특성을 부여하도록 적합한 물질로 처리될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 라미네이트는 하나 이상의 부가 층, 예를 들어 하나 이상의 친수성 막 층, 소유성 막 층, 또는 다공성 막 층을 포함할 수 있다. 도 9는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트(90)을 나타낸다. 선택적 투과성 코팅(92)은 막(91)상에 지지되고, 상기 막(91)은 소유성 막(93)상에 지지되고, 생성된 구조물은 외부 패브릭 층(95)와 내부 패브릭 층(96) 사이에 개재된다.
제 1 부가 층(97)은 선택적 투과성 코팅(92)과 내부 패브릭 층(96) 사이에 존재한다. 제 1 부가 층(97)은 친수성 막, 소유성 막, 또는 다공성 막일 수 있다. 선택적 실시양태에서, 제 2 부가 층(98)은 소유성 막(93)과 외부 패브릭 층(95) 사이에 존재할 수 있다. 부가 층(98)은 친수성 막, 소유성 막, 또는 다공성 막일 수 있다. 일부 실시양태에서, 부가적 친수성 코팅(94; 임의 성분)은 선택적 투과성 코팅(92)과 막(91) 사이에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 선택적 투과성 코팅은 하나의 층 또는 여러개의 층을 포함할 수 있되, 여기서 여러개 중 하나 이상의 층이 하나 이상의 미생물제를 포함할 수 있다. 도 9가 단지 하나의 선택적 투과성 막을 나타내지만, 선택적 투과성 막 중 여러 개의 층이 적층 구조물(90)내에서 가능할 수 있다.
일부 실시양태에서, 라미네이트는 다른 보호 층과 조합되어 부가적인 특징을 달성할 수 있다. 예를 들어, 제 2 선택적 투과성 층은 도 10에서 도시하는 바와 같이 라미네이트의 어느 부분에도 도입될 수 있다. 도 10의 라미네이트(100)는 제 1 선택적 투과성 코팅(102)과 제 2 투과성 코팅(109)을 사용한다. 제 1 선택적 투과성 코팅(102)은 막(101) 상에 지지되고, 상기 막(101)은 소유성 막(103)상에 지지되어, 생성된 구조물은 외부 패브릭 층(105)와 내부 패브릭 층(106) 사이에 개재된다. 제 2 선택적 투과성 코팅(109)은 선택적 투과성 코팅(102)과 내부 패브릭 층(106) 사이에 존재한다. 일부 실시양태에서, 제 2 선택적 투과성 코팅(109)은 미생물제와는 상이한 선택적 투과성 물질을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 선택적 투과성 코팅은 하나의 층 또는 여러개의 층을 포함할 수 있고, 여기서 여러개 중 하나 이상의 층이 하나 이상의 미생물제를 포함할 수 있다.
도 11은 2개 이상의 다공성 막을 포함하는 라미네이트(110)를 나타낸다. 도 11의 라미네이트(110)는 제 1 선택적 투과성 코팅(112) 및 제 2 선택적 투과성 코팅(119)을 사용한다. 제 1 선택적 투과성 코팅(112)은 제 1 다공성 막(111)상에 지지되고, 상기 막(111)은 소유성 막(13) 상에 지지된다. 제 2 선택적 투과성 코팅(119)은 제 2 다공성 막(118) 상에 지지되고, 결과물인 투과성 코팅(112)과 내부 패브릭 층(116) 사이에 존재한다. 생성된 구조물은 외부 패브릭 층(115)과 내부 패브릭 층(116) 사이에 개재된다. 일부 실시양태에서, 제 2 선택적 투과성 층은 미생물제와는 상이한 선택적 투과성 물질을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 선택적 투과성 코팅은 하나의 층 또는 여러개의 층을 포함할 수 있고, 여기서 여러개 중 하나 이상의 층이 하나 이상의 미생물제를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 라미네이트의 하나 이상의 층은 하나 이상의 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화학물질-흡착 물질을 포함할 수 있다. 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화학물질-흡착 물질은 라미네이트 구조물의 임의의 층에 존재할 수 있다. 예를 들어, 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화학물질-흡착 물질이 하나 이상의 선택적 투과성 코팅, 친수성 막, 소유성 막, 외부 패브릭 층, 내부 패브릭 층 또는 다른 적당한 층에 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 라미네이트내 상이한 층들은 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화합물질-흡수 물질을 독립적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 패브릭 층은 효소-활성 물질을 포함하고, 내부 패브릭 층은 화학물질-흡착 물질을 포함하고, 선택적 투과성 코팅은 촉매 활성 입자를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 하나 이상의 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화학물질-흡착 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 외부 패브릭 층은 하나 이상의 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화학물질-흡착 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 내부 패브릭 층은 하나 이상의 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화학물질-흡착 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 부가적 막 층은 하나 이상의 효소-활성 물질, 촉매 활성 물질 또는 화학물질-흡착 물질을 포함할 수 있다.
효소 활성 물질은 화학물질 또는 미생물제의 화학 반응을 촉매작용할 수 있는 효소를 포함할 수 있다. 효소-활성 물질은 하나 이상의 오가노포스포러스 하이드로라제, 다이아이소프로필플루오로포스파타제, 오가노포스포러스 산 언하이드로라제, 포스포트라이에스터라제, 할로아민, 또는 4급 암모늄 염을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 효소-활성 물질은 리브라딘-OPH(Lybradyn-OPH), 바이오캐탈리틱스 DFP아제[(BioCatalytics DFPase), 또는 제넨코르 데펜즈(Genencor Defenz)를 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 촉매 활성 나노입자는 활성 종을 갖는 입자 또는 자극(예를 들어, UV광)에 대해 활성 종을 발생할 수 있는 입자를 포함한다. 활성 종은 화학물질 또는 미생물제와 반응하거나 상호작용하여 이들의 활성을 감소시키거나 막을 통한 이들의 침투 시간을 증가시키거나, 이들을 무해한 부산물 또는 최종 생성물로 전환시킬 수 있다. 본원에서 사용된 나노입자는 나노 규모의 평균 입경을 갖는 입자를 지칭한다.
나노입자는 약 1 nm 내지 1000 nm의 최대 크기(예를 들어, 직경 또는 길이)를 가질 수있다. 본원에서 사용된 나노입자는 단일 나노입자, 다수의 나노입자들 또는 서로 회합된 다수의 나노입자를 지칭할 수 있다. "회합된"이란, 하나 이상의 다른 금속 나노입자와 접촉된 금속 나노입자를 지칭한다. 하나의 실시양태에서, "회합된"이란, 하나 초과의 다른 입자와 접촉하는 금속 나노입자를 지칭한다.
촉매 활성 물질은 은, 구리, 마그네슘 옥사이드, 티타늄 옥사이드 및 알루미늄 옥사이드로 구성된 군 중에서 선택된 다수의 나노입자를 포함할 수 있다. 화학 물질-흡착 물질은 활성탄을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 제품은 화학물질 또는 미생물제 보호 의료를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 막은 하나 이상의 패브릭 층 상에 지지되어 전술한 바와 같은 화학생물제 보호 의류(protective apparel)를 형성할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 화학물질 또는 미생물제 보호 의류는 수분을 투과할 수 있고 해로운 화학물질 또는 미생물제에 대한 인간의 노출을 줄일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 화학물질 또는 미생물제 보호 의류는 화학물질 또는 미생물제의 생물학적 활성을 감소시키거나, 상당량의 미처리된 생물학적 활성 화학물질 또는 미생물제가 화학물질 또는 미생물제 보호 의류를 통과하는 시간을 증가시킴으로써 해로운 화학물질 또는 미생물제의 노출을 감소시킬 수 있다.
하나의 실시양태에서, 화학물질 또는 미생물제 보호 의류는 겉옷과 같은 가멘트를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 화학물질 또는 미생물제 보호 의류는 내마모성일 수 있는 외부 대향면을 갖는 겉옷을 포함할 수 있다. 겉옷은 자켓류, 웃옷류, 셔츠류, 바지류, 두건류, 장갑류, 작업복류(coverall) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 화학물질 또는 미생물제 보호 의류는 양말류, 신발류, 부츠류 등과 같은 풋웨어(footwear)들을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 화학물질 또는 미생물제 보호 의류는 노출된 피부에 착용될 수 있는 이너웨어(innerwear) 또는 풋웨어를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 화학물질 또는 미생물제는 피부와 유체 연통되도록 착용될 수 있는 이너웨어를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 화학물질 또는 미생물제 보호 의류 는 오염 제거 슈트(decontamination suit)를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 전술한 바와 같은 제품은 텐트류, 침낭류, 사상자용 백(casualty bag), 쉘터(shelter) 등과 같은 보호용 덮개에서 사용될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 방법이 제공된다. 방법은 다공성 막으로의 선택적 투과성 코팅의 적용을 포함한다. 선택적 투과성 코팅은 미생물제를 포함한다. 미생물제는 화학물질 또는 미생물제와 화학적으로 반응하여 화학물질 또는 미생물제의 생물학적 활성을 감소시키거나 상당량의 미반응된 생물학적 활성 화학물질 또는 미생물제가 제품을 통과하는 시간을 연장시키는 양으로 존재한다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 코팅 기법, 예를 들어 침지, 슬롯 다이 코팅(slot die coating) 등에 의해 막에 적용될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은, 막 제조 과정에서 항미생물제의 용액을 첨가함으로써 다공성 막으로 도입될 수 있다. 선택적 투과성 코팅을 형성하도록 조합된 다수의 층을 포함하는 실시양태에서, 상이한 층은 막에 연속적으로 적용되거나, 선택적 투과성 코팅이 미리 제조된 다음, 막에 적층될 수 있다.
일부 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은, 본원에서 개시한 방법을 사용하여 상기 표면상에 필수적으로 존재하는 다공성 막을 코팅 또는 피복하도록 제조될 수 있다. 선택적 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은, 매우 적은 정도로 또는 선택적 투과성 코팅이 실질적으로 이들의 전체 두께를 통해 막 내부의 공극을 실질적으로 코팅하는 수준으로 막 두께를 통해 막 또는 막들에 추가로 흡수되도록 할 수 있다. 일부 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅은 이러한 막 공극 내부에 완전히 존재하거나 선택적 투과성 코팅의 단지 일부가 공극 내부에 존재하도록 만들 수 있다.
하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 코팅 용액이 상기 막에 적용될 수 있다. 적합한 용매는 특정 용매 내 상기 항균제의 용해도에 따라 수성 또는 비-수성일 수 있다. 적합한 용매는 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 수소 결합 수용 능력을 갖는 화합물 또는 물과 혼화성인 용매를 포함할 수 있다. 적합한 지방족 및 방향족 탄화수소 화합물은 헥세인, 사이클로헥세인 및 벤젠 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 알킬 기로 치환될 수 있다. 수소-결합 수용 능력을 갖는 적합한 화합물은 하이드록실 기, 아미노 기, 에터 기, 카보닐 기, 카복실릭 에스터 기, 카복실릭 아마이드 기, 유레이도 기, 설폭사이드 기, 설포닐 기, 티오에터 기 및 나이트릴 기로 구성된 작용기들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적합한 용매는 하나 이상의 알코올, 아민, 에터, 케톤, 알데하이드, 에스터, 아마이드, 유레아, 유레테인, 설폭사이드, 설폰, 설폰아마이드, 설페이트 에스터, 티오에터, 포스핀, 포스파이트 에스터 또는 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다. 적합한 비-수성 용매의 몇몇 다른 예는 톨루엔, 헥세인, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 아세토페논, 사이클로헥사논, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논, 아이소프로판올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 벤질 알코올, 퓨퓨릴 알코올, 글리세롤, 사이클로헥산올, 피리딘, 피페리딘, 모폴린, 트라이에탄올아민, 트라이아이소프로판올아민, 다이뷰틸에터, 2-메톡시에틸 에터, 1,2-다이에톡시에테인, 테트라하이드로퓨란, p-다이옥세인, 아니솔, 에틸 아세 테이트, 에틸렌 글리콜 다이아세테이트, 뷰틸 아세테이트, 감마-뷰티로락톤, 에틸 벤조에이트, N-메틸피롤리디논, N,N-다이메틸아세트아마이드, 1,1,3,3-테트라메틸유레아, 티오펜, 테트라하이드로티오펜, 다이메틸설폭사이드, 다이메틸설폰, 메테인설폰아마이드, 다이에틸 설페이트, 트라이에틸포스파이트, 트라이에틸포스페이트, 2,2'-티오다이에탄올, 아세토나이트릴 또는 벤조나이트릴을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 방법은 공기-건조, 진공 건조, 열 건조 또는 이들의 조합에 의해 막으로부터 임의의 잔류 용매를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 방법은 예컨대 화학제 또는 미생물제 보호성 제품에 사용될 수 있는 라미네이트의 제조를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 막은 하나 이상의 막, 필름 또는 어패럴 직물 층으로 라미네이션될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 선택적 투과성 막은 하나 이상의 친수성 막, 소유성(oleophobic) 막, 외부 직물 또는 내부 직물 층으로 라미네이션될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 라미네이션은 열 접합, 열간 압연 라미네이션, 초음파 라미네이션, 접착제 라미네이션, 강제 열풍 라미네이션 또는 기계적 부착 예컨대 스티치(stitch)에 의해 달성될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 라미네이트는 봉합(seaming) 기법을 사용하여 제조될 수 있다. 봉합 기법은 모서리 부분을 스티칭하거나 열 밀봉하여 결합시킨 다음, 상기 봉합선을 라미네이트 내측으로 열 밀봉하는 것을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 라미네이트는 접착제 또는 스티칭을 사용하여 제조될 수 있다. 스티칭을 이용하는 경우, 이는 퀼팅(quilting)에서와 같은 층 전반에 걸쳐 또는 점 -접합된 부직 재료 전반에 걸쳐 존재하거나, 또는 예컨대 의복, 장갑 및 기타 의류 제품에서 봉합선 또는 커프스에만 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 방법은 상기 제품을 화학제 또는 미생물제와 접촉시키는 것을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 생물학적 활성 화학제 또는 미생물제에 대한 신체의 노출을 감소시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 공극 및 선택적 투과성 코팅을 갖는 막에 화학제 또는 미생물제를 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 공극 내로 상기 화학제 또는 미생물제를 침투시키고, 상기 화학제 및 미생물제를 상기 항균제와 반응시키는 것을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 방법은 상기 화학제 또는 미생물제의 생물학적 활성을 감소시키거나, 또는 미반응된 생물학적 활성 화학제 또는 미생물제의 상당량이 상기 제품을 통과하는 시간의 양을 증가시키는 것 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 방법은 상기 화학제 또는 미생물제의 생물학적 활성을 80% 이상으로 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 방법은 미반응된 생물학적 활성 화학제 또는 미생물제의 상당량이 상기 제품을 통과하는 시간의 양을 1시간 정도 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 방법은 신체와 화학제 또는 미생물제 사이에, 상기 화학제 또는 미생물제보다 수증기에 대한 투과도가 더 우위에 있는 막을 포함하는 화학제 또는 미생물제 보호성 어패럴을 개재시키는 것을 포함할 수 있다.
하기 실시예는 본 발명에 따른 방법 및 실시양태를 예시하기 위한 것일 뿐, 이를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
시험 방법
수증기 투과율(MVTR)은, 달리 기재되지 않는 한, ASTM E99 방법을 사용하여 측정한다. 통기성은, 달리 기재되지 않는 한, ASTM 737을 사용하여 측정한다. 화학제 또는 미생물제 투과도는, 달리 기재되지 않는 한, 미군 테스트 운용 프로토콜(US Army Test operating Protocol)(TOP 8-2-501 방법) 또는 ASTM F739 방법에 의해 측정한다. TOP 8-2-501 방법은, 화학제 또는 유사물을 갖는 공기-투과성, 반투과성 및 불투과성 재료의 투과 및 침투 시험을 위한 방법이다(스와치(swatch) 시험). 이는 유타주 덕웨이에 소재한 미군 덕웨이 테스트 센터[U.S. Army Dugway Proving Ground West Desert Test Center]에 의해 발간되었다. 상기 막의 단위 평균 중량은, 달리 기재되지 않는 한, ASTM D3776 방법에 의해 결정한다. IPA 기포점은, 달리 기재되지 않는 한, ASTM M F 316 방법에 의해 결정한다.
실시예 1
PTFE 막상에 항균제 코팅
항균제 BA-1은 워싱턴주 레드몬드 소재 할로소스 인코포레이티드(HaloSource, Inc.)로부터 입수한다. 평균 약 0.2 미크론 및 최대 0.5 미크론의 평균 공극 크기를 갖는 e-PTFE 막(QM012 등급)은 캔사스 시티 소재 지이 에너지(GE Energy)로부터 입수한다.
5.0 그램의 BA-1과 95.0 그램의 아이소프로판올(IPA)을 혼합하여 5% BA-1(w/w) 용액 100 그램을 제공한다. PTEE 막을 상기 5% BA-1 용액에 15분간 침지시키고, 상기 용액을 파라핀으로 덮어 증발을 막는다. 상기 막을 상기 용액으로부터 제거하고 금속 선반으로 옮겨 상기 코팅 용액을 경화 전에 증발시킨다. 상기 막이 그 본래의 비-습윤된 색상을 회복하는 경우, 건조한 상태인 것으로 추정한다. 상기 막을 약 100℃로 예열된 오븐으로 옮기고 60분간 경화시킨다. 이어서, 상기 막을 상기 오븐에서 제거하고 실온으로 냉각시킨다. 이어서, 상기 막을 50 ml의 IPA에 놓고 1분간 교반하여 임의의 결합되지 않은 BA-1을 제거한다. 이어서, 상기 막을 다시 공기 건조시킨다.
30 ml의 클로록스(Clorox) 통상의 블리치(bleach)를 270 ml의 수돗물과 혼합하고, 시트르산을 사용하여 상기 블리치 용액의 pH를 7.0 내지 7.5로 조정한다. 상기 샘플과 상기 블리치 용액 간에 최대의 접촉을 형성하도록 교반하면서, 상기 샘플을 상기 블리치 용액 내로 30분간 침지시킨다. 이어서, 상기 샘플을 상기 블리치 용액으로부터 제거하고, 공기 건조하거나, 또는 약 65℃에서 2시간 동안 오븐에서 건조할 수도 있다.
상기 샘플에 부여된 염소 작용성 수준을 결정하기 위해, 0.50 그램의 샘플을 자르고 에를렌마이어(Erle nmeyer) 플라스크 내에 놓는다. 35 ml의 에탄올과 10방울의 20% 산성 산을 상기 플라스크에 가한 다음, 0.30 그램의 요오드화 칼륨(KI)을 가한다. 상기 샘플을 파라핀으로 덮고 선회시켜 상기 성분들을 혼합하고 확실히 접촉시킨 다음, 20분간 방치시키며, 이 시간 동안 상기 리쿼(liquor)가 황색으로 변해야 한다. 이어서, 상기 샘플이 투명해질 때까지 상기 샘플을 0.002 N 티오설페이트로 적정한다. 투명한 종말점으로 1회 더 적정하기 전, 상기 샘플을 덮고 30분간 방치시킨다. 상기 샘플에 부여된 염소 작용성 수준은 하기 식의 적용을 통해 약 519 ppm으로 계산되었다:
Figure 112009060967045-PAT00025
실시예 2
E- coli 에 대한 BA -1 코팅된 PTFE 막 샘플의 항미생물 효능
BA-1은 워싱턴주 레드몬드 소재 할로소스 인코포레이티드로부터 입수한다. 평균 약 0.2 미크론 및 최대 0.5 미크론의 평균 공극 크기를 갖는 ePTFE 막(QMO12 등급)은 캔사스 시티 소재 지이 에너지로부터 입수한다. 상기 ePTFE 막은 실시예 1에 기재된 방법에 따라 BA-1으로 코팅되었다.
상기 BA-1 코팅된 PTFE 막 1인치×1인치 스와치 4개를 캐리어로 사용하고 멸균 페트리 접시에 놓는다. 상기 스와치 두 개를 1:50 세척된 E-coli 현탁액 10 μl로 접종하였다. 소량의 세제 예컨대 트리톤(Triton) X-100을 상기 접종액의 흡수를 보조하기 위해 상기 캐리어 내로 첨가하였다. 이어서, 상기 나머지 두 개의 스와치를 25 g 중량으로 상부에 놓았다.
타이머를 1시간 및 4시간으로 설정하였다. 이어서, 상기 페트리 접시를 실 온에서 상기 필요한 접촉 시간 동안 습도 챔버 내에 놓았다. 챌런지 카운트(challenge count)를 위해, 10 μl의 접종액을 10 ml 0.02 N 나트륨 티오설페이트에 가하고 1분간 진탕하였다. TSA상에 10-3 및 10-5배로 희석 플레이팅하고 37℃에서 24시간 배양하였다. 특정 접촉 시간 후, 상기 캐리어를 10 ml 0.02 N 나트륨 티오설페이트 내에서 중화시키고 1분간 진탕하였다. 활성화된 샘플의 경우, TSA상에 10-2 및 10-4배로 희석 플레이팅하였다. 모든 플레이트를 37℃에서 밤새 배양하였다. 다음날 아침 콜로니(colony) 카운트를 수행하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 접촉 시간(hr) cfu/10μl LRV %감소율
대조군 1 8.5×104 0.37 57.29
BA-1 1 2.65×103 1.51 96.88
대조군 4 4.89×104 0.61 75.38
BA-1 4 0 4.69 100
표 1에 나타낸 바와 같이, 5% BA-1 막이 4시간의 접촉 시간 후 5 log의 E.coli를 박멸할 수 있었다.
본 발명에 따른 하나 이상의 물질, 성분 또는 재료와 처음 접촉되거나, 동일계에서 형성되거나, 블렌딩되거나, 또는 혼합되기 바로 직전에 존재하는 물질, 성분 또는 재료를 참조한다. 반응 생성물로 확인된 물질, 성분 또는 재료, 생성 혼합물 등은 접촉 과정, 동일계 형성, 블렌딩 또는 혼합 작업 중의 화학 반응 또는 변형(이들이 일반 상식의 적용에 의해 그리고 당해 분야 숙련자(예컨대, 화학자)의 통상의 기술에 의해 본원의 개시 내용에 따라 수행되는 경우)을 통해 동일성, 성질 또는 특성을 얻을 수 있다. 화학적 반응물 또는 출발 물질의 화학적 생성물 또는 최종 물질로의 변형은 그 변형이 일어나는 속도와는 무관하게 지속적으로 발전하는 과정이다. 따라서, 이러한 변형 과정이 진행함에 따라, 출발 물질과 최종 물질 사이뿐만 아니라, 당해 분야 통상의 숙련자에게 공지되어 있는 최신의 분석 기법에 의해, 이들의 역학적 수명에 따라, 검출하기가 쉽거나 어려울 수 있는 중간체 종들 사이에 혼합이 있을 수 있다.
본원의 명세서 또는 첨부된 특허청구범위의 화학명 또는 화학식으로 나타낸 반응물 및 성분은, 이들이 단일물이든 복수물이든, 화학명 또는 화학적 유형으로 나타낸 또 다른 물질(예컨대, 또 다른 반응물 또는 용매)과 접촉하기 전에 존재하기 때문에 그 확인이 가능하다. 생성 혼합물, 용액 또는 반응 매질에서 일어나는 예비 및/또는 전이 화학적 변화, 변형 또는 반응은, 존재하는 경우, 중간체 종, 마스터 배치 등과 동일할 수 있고, 반응 생성물 또는 최종 물질의 용도와 확연히 구별되는 용도를 가질 수 있다. 다른 후속적인 변화, 변형 또는 반응은 본원에 따른 조건 하에 구체적인 반응물 및/또는 성분들을 함께 조합시킴으로써 초래될 수 있다. 이러한 다른 후속적인 변화, 변형 또는 반응에서, 함께 조합되는 상기 반응물, 재료 또는 성분은 반응 생성물 또는 최종 물질을 확인하거나 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 일부 특징들을 예시하기 위한 것이다. 첨부된 특허청구범위는 본 발명을 파악될 수 있는 한 넓게 청구하기 위한 것이고, 본원에 제시된 실시예는 여러 가지 모든 가능한 실시양태들 중에서 선택된 실시양태를 예시한 것이다. 따라서, 본 출원인의 의도는, 첨부된 특청구범위가 본 발명의 예시된 특징들을 상기 선택적으로 기재된 실시예에 의해 제한되지 않는 것이다. 또한, 청구범위에 사용된 "포함하는" 및 이와 문법적으로 유사한 용어는 논리적으로 변형 및 상이한 수준의 문구 예컨대, 이로 국한되지 않지만, "본질적으로 구성되는" 및 "구성되는"이란 문구를 내포 및 포함한다. 필요한 경우, 범위가 제공되었으며, 범위는 그 범위 내 모든 하위-범위들을 포함한다. 이들 범위에서의 변형은 이미 공공연한 것이 아닌 경우 당해 분야 통상의 기술을 가진 숙련자라면 생각할 수 있는 것이고, 이러한 변형도 하기에 첨부된 특허청구범위에 의해 포괄되어야 한다. 과학과 기술의 진보는 언어의 부정확성 이유로 현재 고찰해내지 못한 등가 및 대체물을 만들어낼 수 있으며, 이들 변형물도 하기에 첨부된 특허청구범위에 의해 포괄되어야 한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 라미네이트의 단면도를 도시한다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10: 제품
11: 막
12: 선택적 투과성 코팅
20: 제품
21: ePTFE 막
22: 선택적 투과성 코팅
23: 비-작용화된 ePTFE 막
24: 항균제
30: 제품
31: 막
32: 선택적 투과성 코팅
33: 선택적 투과성 코팅 층 1
34: 선택적 투과성 코팅 층 2
35: 선택적 투과성 코팅 층 3
40: 제품
41: 막
42: 선택적 투과성 코팅
44: 친수성 코팅
50: 라미네이트
51: 막
52: 선택적 투과성 코팅
53: 소유성 막
60: 라미네이트
61: 막
62: 선택적 투과성 코팅
63: 소유성 막
64: 친수성 코팅
70: 라미네이트
71: 막
72: 선택적 투과성 코팅
73: 소유성 막
74: 추가의 친수성 코팅
75: 쉘 층
80: 라미네이트
81: 막
82: 선택적 투과성 코팅
83: 소유성 막
84: 추가의 친수성 코팅
85: 외부 직물 층
86: 내부 직물 층
90: 라미네이트
91: 막
92: 선택적 투과성 코팅
93: 소유성 막
94: 추가의 친수성 코팅
95: 외부 직물 층
96: 내부 직물 층
97: 제 1 추가 층
98: 제 2 추가 층
100: 라미네이트
101: 막
102: 제 1 선택적 투과성 코팅
103: 소유성 막
105: 외부 직물 층
106: 내부 직물 층
109: 제 2 선택적 투과성 코팅
110: 라미네이트
111: 제 1 다공성 막
112: 제 1 선택적 투과성 코팅
113: 소유성 막
115: 외부 직물 층
116: 제 2 다공성 막
118: 제 2 다공성 막
119: 제 2 선택적 투과성 코팅

Claims (14)

  1. 공극을 갖는 막(membrane)(11); 및
    상기 막에 의해 지지된 선택적 투과성(selectively permeable) 코팅(12)
    을 포함하며, 이때 상기 선택적 투과성 코팅이 효과량의 하나 이상의 항균제를 포함하는, 제품(article)(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 막이, 불화된 중합체를 포함하는, 제품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 불화된 중합체가, 인장된(expanded) 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는, 제품.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 항균제가, 하나 이상의 할아민(halamine); 4급 암모니아 화합물; 은 이온-함유 화합물; 설폰아마이드; N-클로로-4-메틸-, 나트륨 염; 아연 이온-함유 화합물; 구리 이온-함유 화합물; 염소 방출 화합물; 나트륨 다이클로로-s-트라이아진트라이온; 트라이클로로-s-트라이아진트라이온; 또는 이들의 조합을 포함하는, 제품.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 항균제가 하나 이상의 할아민을 포함하는, 제품.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 항균제가, 하기 화학식 23을 갖는 반복 단위를 추가로 포함하는 하나 이상의 중합가능한 규소-함유 4급 암모늄 화합물을 포함하는, 제품:
    [화학식 23]
    R3N+R0 nSiX1 4 - nY-
    상기 식에서,
    각각의 R 및 R0은 독립적으로, 비-가수분해성 유기 기이고;
    각각의 X1은 -OR1, -OH 또는 -O-Si이며, 이때 R1은 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 6개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기이고;
    n은 0 내지 3의 정수이고;
    Y는 할라이드, 하이드록실, 아세테이트, SO4 2 -, CO3 2 - 또는 PO4 2 -이다.
  7. 공극을 갖는 막(11); 및
    상기 막에 의해 지지된 선택적 투과성 코팅(12)
    을 포함하며, 이때 상기 선택적 투과성 코팅이 효과량의 하나 이상의 항균제, 및 아민 또는 이민-함유 중합체를 포함하는, 제품(10).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 아민 또는 이민-함유 중합체가 하나 이상의 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민, 폴리비닐 알코올-코아민 또는 이들의 조합을 포함하는, 제품.
  9. 제 1 항에서 정의된 제품(10); 및
    소유성(oleophobic) 막(53)
    을 포함하며, 이때 상기 제품이 상기 소유성 막상에 지지된, 라미네이트(50).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 항균제가, 하나 이상의 할아민; 4급 암모니아 화합물; 은 이온-함유 화합물; 설폰아마이드; N-클로로-4-메틸-, 나트륨 염; 아연 이온-함유 화합물; 구리 이온-함유 화합물; 염소 방출 화합물; 나트륨 다이클로로-s-트라이아진트라이온; 트라이클로로-s-트라이아진트라이온; 또는 이들의 조합을 포함하는 복수 개의 나노입자들을 포함하는, 라미네이트.
  11. 내마모성일 수 있는 외향 표면을 갖는 겉옷(outwear)을 포함하는, 제 9 항에 따른 라미네이트를 포함하는 어패럴(apparel).
  12. 노출된 피부에 착용할 수 있는 이너웨어(innerwear) 또는 풋웨어(footwear)를 포함하는, 제 9 항에 따른 라미네이트를 포함하는 어패럴.
  13. 효과량의 항균제를 포함하는 선택적 투과성 코팅을 다공성 막에 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 선택적 투과성 코팅이 중합체 성분을 추가로 포함하고, 상기 방법이 상기 중합체 성분을 경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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