KR20100113976A - 제품, 적층체 및 관련 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공성 막(11), 상기 다공성 막(11)에 의해 지지된 제 1 선택적 투과성 코팅(12) 및 상기 다공성 막(11) 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 제 1 선택적 투과성 코팅(12)의 박리에 대해 보호성인 성분을 포함하는 제품(10)에 관한 것이다. 상기 제 1 선택적 투과성 코팅(12)은 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함한다. 상기 보호 성분은 단독으로, 또는 제 1 선택적 투과성 코팅 또는 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소로서 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 다공성 막, 상기 다공성 막에 의해 지지된 제 1 선택적 투과성 코팅 및 상기 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 제 1 선택적 투과성 코팅의 박리(delamination)에 대해 보호성인 성분을 포함하는 제품에 관한 것이다.
높은 다공성, 화학적 내성을 갖고, 화학 제제 또는 생물 제제에 대한 선택적인 투과성을 갖는 막이 고성능 제품, 예컨대 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대한 보호를 제공하는 보호성 덮개, 쉘터(shelter), 예컨대 텐트 또는 의복의 제조에 유용하다. 이러한 보호적인 특성 외에, 상기 보호성 장비는 또한 바람직하게는 다양한 환경에서의 그리고 다양한 활동을 수행하는 동안의 운송 또는 사용에 용이하고/하거나 착용하기 편하다.
팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)은 화학적 내성 및/또는 온도 내성, 또는 막을 통한 높은 기류가 바람직하거나 요구되는 제품내의 선택적 투과성 막으로서 사용되어 왔다. 그러나, ePTFE를 기제로 하는 현재 시판중인 선택적 투과성 보호 시스템은 전형적으로 의복에 보호 특성을 제공하는 물질 또는 물질의 층으로 처리된다. 전형적으로, 이러한 물질은 친수성일 수 있고, 액체 물에 노출되는 경우(예컨대, 세척 사이클 동안, 또는 습윤 환경에서 이용되는 경우) 습기를 흡수하고 덜 내구적으로 될 수 있다. 또한, 이러한 물질이 다중적인 목적 특성을 제공하기 위하여 다른 물질과 함께 적층체로서 제공되는 경우에, 이러한 물 흡수는 박리를 야기할 수 있다.
따라서, 매우 효과적인 보호 제품, 및 이의 많은 이로운 특성에 기인하여, 넓은 범위의 가능한 노출 장소에 대해 효과적일 뿐만 아니라, 바람직하게 적층될 수 있는 다른 막으로부터의 박리에 대해 더욱 내구적이고/이거나 내성이 있는, ePTFE를 기제로 하는 보호 제품을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 보호 제품은 이의 수분 전송률을 더욱 바람직하게 실질적으로 유지한다. 현재의 제조 방법 또는 현재 이용가능한 방법보다 심지어 덜 복잡한 제조 방법을 사용하여 상기 제품을 제조하는 능력이 또한 상기 제품의 제공에 도움을 줄 수 있다.
한 양태에서, 제품이 제공된다. 제품은 다공성 막; 상기 막에 의해 지지되고, 효과량의 항화학제(antichemical agent), 항생물제(antibiological agent), 항방사선제(antiradiological agent) 및/또는 항균제(antimicrobial agent)를 포함하는 제 1 선택적 투과성 코팅; 및 상기 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분을 포함한다.
다른 양태에서, 적층체가 제공된다. 적층체는 다공성 막; 상기 막에 의해 지지되고, 효과량의 항균제 및/또는 항화학생물제(antichembio agent)를 포함하는 제 1 선택적 투과성 코팅; 상기 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분; 및 하나 이상의 부가적인 막을 포함하는 제품을 포함한다. 상기 적층체를 포함하는 의류 물품이 또한 제공된다.
또 다른 양태에서, 방법이 제공된다. 상기 방법은 (i) 효과량의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함하는 제 1 선택적 투과성 코팅; 및 (ii) 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 제 1 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분을 다공성 막에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 및 다른 특징, 양상 및 이점은 도면 전체에 유사한 부분으로 나타나는 첨부된 도면을 참고하여 하기 상세한 기술내용을 읽는 경우에 보다 잘 이해된다.
도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 한 양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 한 양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 한 양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 한 양태에 따른 제품의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 한 양태에 따른 적층체의 단면도를 도시한다.
하기 명세서 및 특허청구범위에서, 하기 의미를 갖는 다수의 용어를 언급한다. 단수 형태는 본원에서 명백히 달리 지시되지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 명세서 및 특허청구범위 전반에 걸쳐 본원에 사용된 근사적인 언어는 관련된 기본 작용의 변화를 야기하지 않고 변화가 허용될 수 있는 임의의 양적인 표현을 한정하기 위해 적용될 수 있다. 따라서, "약"과 같은 용어에 의해 한정된 값은 특정된 정확한 값으로 제한되지 않는다. 일부 경우에, 근사적인 언어는 값을 측정하기 위한 기기의 정확도에 상응할 수 있다. 유사하게, "존재하지 않는"이 임의의 용어와 조합되어 사용될 수 있고, 적은, 또는 미량을 포함할 수 있고, 여전히 한정된 용어가 존재하지 않는 것으로 간주된다.
본원에 사용된 용어 "할 수 있는" 및 "일 수 있는"은 일련의 환경내에서의 발생의 가능성; 및 특정 특성, 특징 또는 작용의 소유를 지시하고/하거나 한정된 동사와 관련된 하나 이상의 능력, 성능 또는 가능성을 표현함으로써 다른 동사를 한정한다. 따라서, "할 수 있는" 및 "일 수 있는"의 사용은 한정된 용어가 지시된 성능, 작용 또는 용법에 대해 명백히 적절하고, 능력이 있고 적합하지만, 일부 경우에 한정된 용어가 종종 적절하거나, 능력이 있거나, 또는 적합하지 않을 수 있음을 고려한다. 예를 들어, 일부 경우에, 사건 또는 성능이 기대될 수 있지만, 다른 경우에, 이러한 사건 또는 성능이 발생할 수 없고, 이러한 구별이 용어 "할 수 있는" 및 "일 수 있는"에 포함된다.
본 발명은 적어도 제 1 선택적 투과성 코팅을 지지하는 다공성 막, 및 상기 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분을 포함하는 제품에 관한 양태를 포함한다. 상기 제품을 포함하는 적층체 및 의류 물품이 또한 제공되고, 상기 제품을 제공하는 방법이 제공된다.
한 양태에서, 제품이 제공된다. 제품은 다공성 막, 상기 막에 의해 지지된 제 1 선택적 투과성 코팅, 및 상기 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분을 포함한다. 제 1 선택적 투과성 코팅은 하나 이상의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 화학 제제, 생물 제제, 방사선 제제 또는 미생물 제제의 활성을 불활성화시키거나 감소시키거나, 또는 제품을 통한 화학 제제, 생물 제제 또는 미생물 제제의 이동을 감속시키기에 충분한 양으로 포함한다. 성분은 제 1 선택적 투과성 코팅의 구성요소일 수 있거나, 또는 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소로서 제공될 수 있다. 보호 성분은 바람직하게는 유기 중합체를 포함한다.
다공성 막 또는 제품 또는 적층체의 다른 층으로부터의 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분(또한, 본원에서 "보호 성분"으로서 지칭됨)은 이렇게 할 수 있는 임의의 성분일 수 있다. 제 1 선택적 투과성 코팅이 바람직하게는 친수성일 수 있으므로, 보호 성분이 또한 유리하게는 친수성일 수 있지만, 제 1 선택적 투과성 코팅보다 덜 친수성인 것이 바람직하다.
본원에 기술된 바와 같은 막의 제조에 있어서의 특정 처리의 사용이 막을 친수성으로 만드는 것이 현재 밝혀졌다. 액체 물에 노출되는 경우(예컨대, 세척 사이클 동안, 또는 습윤 환경에서 사용되는 경우), 이러한 처리는 습기를 흡수하여 잠재적으로 막과 적층된 다른 층 또는 막 사이의 임의의 결합이 박리에 더욱 영향을 받기 쉽게 할 수 있다. 보다 구체적으로, 이렇게 처리된 막이 다른 성분/막과 함께 적층되는 경우에, 적층 접착제가 임의의 흡수된 물에 노출될 수 있고, 박리가 야기될 수 있다. 박리에 대해 보호성인 성분의 사용은, 액체 물 또는 수증기에 노출 시, 막을 포함하는 적층물을 박리로부터 보호하면서, 제 1 선택적 투과성 층, 및 하부 막이 이의 수분 전송률을 실질적으로 유지할 수 있게 한다. 막, 제 1 선택적 투과성 층, 및 박리에 대해 보호성인 성분을 포함하는 본 발명의 제품은 막, 제품 또는 이들을 포함하는 적층체에 이용된 각각의 개별 층이 손상 없이 이의 고유의 특정 특성을 실질적으로 유지하도록 한다.
보호 성분은 제 1 선택적 투과성 층보다 덜 친수성이고, 이에 따라 제 1 선택적 투과성 층에 도달하는 습기의 양을 감소시킬 수 있는 임의의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 보다 적은 습기가 제 1 선택적 투과성 층에 의한 흡수에 이용가능하다. 바람직하게는, 보호 성분을 위해 선택된 물질은 막 및 제 1 선택적 투과성 층이, 막 및 제 1 선택적 투과성 층 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅을 박리로부터 보호하면서, 이를 통한 수분 전송률을 실질적으로 유지하도록 한다.
특정 양태에서, 박리에 대해 보호성인 성분은 제 1 선택적 투과성 코팅의 성분일 수 있거나, 다르게는 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소일 수 있거나, 또는 이의 전체를 포함할 수 있다. 즉, 박리에 대해 보호성인 일부 성분은 또한 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대해 활성을 나타낼 수도 있고, 다공성 막에 적용될 수 있다. 이러한 양태에서, 보다 적은 물질, 제조 장비 및 시간이 본원에 기술된 제품을 제공하는데 요구될 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 폴리우레탄, 폴리알릴아민, 폴리비닐아민, 폴리비닐알콜 또는 이들의 공중합체 또는 배합물을 비롯한 유기 중합체가 보호 성분으로서 사용하기에 적합한 것으로 여겨진다. 특정 양태에서, 제 2 선택적 투과성 코팅은 하나 이상의 폴리비닐알콜 및 하나 이상의 폴리비닐아민의 공중합체를 포함한다.
한 양태에서, 보호 성분은 폴리비닐 친핵성 중합체, 및 차단된 이소사이안에이트 및 우레탄중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있다. 차단된 이소사이안에이트 또는 우레탄은 폴리비닐 친핵성 중합체를 위한 경화제로서 작용할 수 있다. 한 양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체는 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 아민중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체는 폴리비닐 아민을 본질적으로 포함할 수 있다.
적합한 폴리비닐 친핵성 중합체는 소정 범위의 단량체 단위인 분자량을 갖는 폴리비닐 친핵성 중합체를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체 분자량은 2,500 미만일 수 있다. 한 양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체 분자량은 2,500 초과일 수 있다. 한 양태에서, 폴리비닐 친핵성 중합체 분자량은 약 2,500 내지 약 31,000, 약 31,000 내지 약 50,000, 약 50,000 내지 약 100,000, 약 100,000 내지 약 200,000, 또는 약 200,000 초과의 범위일 수 있다.
적절한 차단된 이소사이안에이트는 차단제, 및 하나 이상의 방향족 폴리이소사이안에이트, 지방족 폴리이소사이안에이트 또는 지환족 폴리이소사이안에이트를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 폴리이소사이안에이트는 하나 이상의 톨루엔 다이이소사이안에이트, 다이페닐 메탄 다이이소사이안에이트, 헥사메틸렌 다이이소사이안에이트, 메틸렌 비스(4-사이클로헥실이소사이안에이트), 나프탈렌 다이이소사이안에이트, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소사이안에이트, 메타-테트라메틸자일렌 다이이소사이안에이트 또는 다이메틸 메타-이소프로펜일 벤질 이소사이안에이트를 포함할 수 있다.
적합한 차단된 이소사이안에이트는 시판중일 수 있거나, 또는 예를 들어 이소사이안에이트와 차단제, 예컨대 말론산 에스터의 반응으로부터 제조될 수 있다. 다른 적합한 차단제는 하나 이상의 아민, 예컨대 다이이소프로필 아민(DIPA) 또는 t-부틸 벤질 아민(BEBA)을 포함할 수 있다. 또 다른 적합한 차단제는 하나 이상의 3,5-다이메틸 피라졸, 메틸 에틸 케톡심, 카프로락탐 또는 알킬화된 페놀을 포함할 수 있다.
일부 차단제는 열의 적용에 반응하여 비차단(unblocking)될 수 있다. 예를 들어, 3,5-다이메틸 피라졸은 110℃에서 비차단될 수 있고, 메틸 에틸 케톡심은 150℃에서 비차단될 수 있고, 말론산 에스터는 90℃에서 비차단될 수 있고, 카프로락탐은 160℃에서 비차단될 수 있고, 알킬화된 페놀은 약 110℃ 초과에서 비차단될 수 있다. 선택적인 촉진제는 존재하는 경우 대략 실온까지의 낮은 온도로 비차단 온도를 감소시킬 수 있다.
한 양태에서, 차단된 이소사이안에이트는 헥사메틸렌 다이이소사이안에이트 또는 메틸렌 비스(4-사이클로헥실 이소사이안에이트)를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 차단된 이소사이안에이트는 차단제 및 헥사메틸렌 다이이소사이안에이트를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 차단된 이소사이안에이트는 차단제 및 메틸렌 비스(4-사이클로헥실 이소사이안에이트)를 포함할 수 있다. 다른 적합한 이소사이안에이트는 하나 이상의 이소사이안에이트 작용기를 갖는 반응성 트라이아진을 포함할 수 있다.
적합한 우레탄은 우레탄 물질 및 차단된 이소사이안에이트중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 우레탄은 하나 이상의 우레탄 작용기를 갖는 트라이아진을 포함할 수 있다. 암모늄 염 또는 아민(예컨대, 4-다이메틸 아미노피리딘)은 우레탄 경화를 촉진하는데 사용될 수 있고, 예를 들어, 약 100 내지 약 110℃에서 달리 수행될 수 있다. 한 양태에서, 약 0.5중량%의 도데실 벤젠 설폰산이 가수분해 안정성 및/또는 경도를 개선하기 위해 첨가될 수 있다.
적합한 양의 차단된 이소사이안에이트 또는 우레탄은 친수성 코팅의 약 1중량% 초과일 수 있다. 한 양태에서, 존재하는 차단된 이소사이안에이트 또는 우레탄의 양은 친수성 코팅의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 5중량%, 약 5 내지 약 10중량%, 약 10 내지 약 15중량%, 약 15 내지 약 20중량%, 약 20 내지 약 25중량%, 또는 약 30중량% 이하의 범위일 수 있다.
본원에 기술된 제품에 사용하기에 적합한 다공성 막은 하나 이상의 폴리알킬렌, 폴리아릴렌, 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리설폰, 폴리에터, 폴리아크릴, 폴리스타이렌, 폴리우레탄, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리카본에이트, 폴리실록산, 폴리페닐렌 산화물, 셀룰로스 중합체, 또는 이들의 치환된 유도체를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 막은 생체적합성 물질 또는 생체분해성 물질, 예컨대 지방족 폴리에스터, 폴리펩티드 및 다른 천연 발생 중합체를 포함한다.
한 양태에서, 다공성 막은 불화된 중합체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 어구 "불화된 중합체"는 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소로 대체된 중합체를 지칭한다. 한 양태에서, 막은 불화된 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "불화된 폴리올레핀"은 에틸렌계 불포화를 함유하는 하나 이상의 불화된 중합체 전구체로부터 유도된 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 직쇄 또는 분지쇄 화합물일 수 있다. 한 양태에서, 적합한 중합체 전구체는 하나 이상의 헥사플루오로프로필렌, 펜타플루오로프로필렌, 테트라플루오로에틸렌, 비닐리딘 플루오라이드, 또는 퍼플루오로알킬 비닐 에터, 예를 들어 퍼플루오로 (메틸 비닐 에터) 또는 (프로필 비닐 에터)를 포함할 수 있다.
한 양태에서, 불화된 폴리올레핀은 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리테트라플루오로에틸렌중 하나 또는 둘다를 본질적으로 포함한다. 한 양태에서, 불화된 폴리올레핀은 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)을 본질적으로 포함한다. 적합한 ePTFE 막은 제너럴 일렉트릭 에너지(미국 미주리주 캔사스 시티 소재)에서 시판중인 막을 포함한다.
한 양태에서, 다공성 막은 미세 분말 입자 및 윤활제의 혼합물을 압출함으로써 제조될 수 있다. 이어서, 압출물은 칼렌더링(calendering)될 수 있다. 칼렌더링된 압출물은 하나 이상의 방향으로 "팽창"되거나 연신되어 3차원 매트릭스 또는 격자형의 구조물을 한정하기 위해 노드를 연결하는 피브릴을 형성할 수 있다. "팽창된"은 피브릴에 영구적인 세트 또는 신장을 도입하기 위해서 물질의 탄성 한계 너머로 연신됨을 의미한다. 막 물질의 부분을 결정질 상태에서 비결정질 상태로 변화시킴으로써 막내의 잔류 응력을 감소시키고 최소화하기 위하여 막을 가열하거나 "소결"시킬 수 있다. 한 양태에서, 고려되는 막의 최종 용도를 위해 적절하게 막을 소결시키지 않거나 부분적으로 소결시킬 수 있다. 한 양태에서, 막은 막의 반대 대향 주요 측면과 인접한 환경과 유체 연통하는, 많은 상호연결된 공극을 한정할 수 있다.
다른 물질 및 방법이 개방 공극 구조를 갖는 막을 형성하는데 사용될 수 있다. 막은, 예를 들어 기본 막의 천공, 연신, 팽창, 발포, 침전 및 추출중 하나 이상에 의해 투과성이 될 수 있다. 막의 적합한 제조 방법은 임의의 적합한 물질의 포말화, 스카이빙(skiving) 또는 주조를 포함한다. 선택적인 양태에서, 막은 직포 또는 부직포로부터 형성될 수 있다.
특정 양태에서, 막에 비교적 연속적인 공극을 제공할 수 있다. 비교적 연속적이고/이거나 실질적으로 불연속적이든지 아니든지, 막의 적합한 공극률은 약 10부피% 초과의 범위일 수 있다. 한 양태에서, 공극률은 약 10 내지 약 20부피%, 약 20 내지 약 30부피%, 약 30 내지 약 40부피%, 약 40 내지 약 50부피%, 약 50 내지 약 60부피%, 약 60 내지 약 70부피%, 약 70 내지 약 80부피%, 약 80 내지 약 90부피%, 또는 약 90부피% 초과의 범위일 수 있다. 본원 명세서 및 특허청구범위에 걸쳐, 범위 한계는 조합되고/되거나 상호교환될 수 있다. 이러한 범위는 이의 범위 한계에 의해 확인되고, 이의 모든 하위-범위를 포함한다.
막내의 공극의 공극 직경은 공극마다 균일할 수 있고/있거나 공극은 소정 패턴을 한정할 수 있다. 선택적으로, 공극 직경은 공극마다 상이할 수 있고/있거나 공극은 불규칙한 패턴을 한정할 수 있다. 적합한 공극 직경은 약 500㎛ 미만일 수 있다. 한 양태에서, 평균 공극 직경은 약 1 내지 약 10㎛, 약 10 내지 약 50㎛, 약 50 내지 약 100㎛, 약 100 내지 약 250㎛, 약 250 내지 약 500㎛의 범위 일 수 있다. 한 양태에서, 평균 공극 직경은 약 1nm 미만, 약 1 내지 약 50nm, 약 50nm 내지 약 0.1㎛, 약 0.1 내지 약 0.5㎛, 또는 약 0.5 내지 약 1㎛의 범위일 수 있다. 한 양태에서, 평균 공극 직경은 약 1nm 미만일 수 있다. 한 양태에서, 공극은 약 10nm 내지 약 10㎛의 범위인 평균 공극 직경을 본질적으로 가질 수 있다.
막내의 공극의 평균 유효 공극 크기는 ㎛ 범위일 수 있다. 다른 양태에서, 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.
한 양태에서, 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 대해 수직인 방향으로 취해진 직경이 약 0.05 내지 약 0.5㎛의 범위일 수 있다. 막의 비표면적은 막 물질 1g 당 약 9 내지 약 110m2의 범위일 수 있다.
본 발명의 양태에 따른 막은 상이한 치수를 가질 수 있고, 일부는 적용-특이적인 기준을 참고하여 선택된다. 한 양태에서, 막은 유체 유동의 방향으로 약 10㎛ 미만의 범위의 두께를 가질 수 있다. 다른 양태에서, 막은 유체 유동의 방향으로 약 10㎛ 초과의 범위, 예를 들어 약 10 내지 약 100㎛, 약 100㎛ 내지 약 1mm, 약 1 내지 약 5mm, 또는 약 5mm 초과의 범위의 두께를 가질 수 있다. 한 양태에서, 막은 약 0.0005인치(12.7㎛) 내지 약 0.005인치(127㎛)의 범위의 평균 두께를 가질 수 있다. 한 양태에서, 막은 동일하거나 상이한 두께의 다수의 층으로부터 제조될 수 있다.
유체 유동의 방향에 수직으로, 막은 약 10mm 초과의 너비를 가질 수 있다. 한 양태에서, 막은 약 10 내지 약 45mm, 약 45 내지 약 50mm, 약 50mm 내지 약 10cm, 약 10 내지 약 100cm, 약 100 내지 약 500cm, 약 500cm 내지 약 1m, 또는 약 1m 초과의 범위의 너비를 가질 수 있다. 너비는 원형 면적의 직경일 수 있거나, 또는 다각형 면적의 가장 가까운 주변 모서리까지의 거리일 수 있다. 한 양태에서, 막은 m 범위의 너비 및 무한대의 길이를 갖는 직사각형일 수 있다. 즉, 막은 연속적인 제조 조작중에 소정 거리에서 막을 절단함으로써 결정된 길이를 갖는 롤로 형성될 수 있다.
한 양태에서, 막은 약 0.05oz/yd2 미만의 범위의 단위 평균 중량을 가질 수 있다. 한 양태에서, 막은 약 0.05 내지 약 0.1oz/yd2, 약 0.1 내지 약 0.5oz/yd2, 약 0.5 내지 약 1oz/yd2, 약 1 내지 약 2oz/yd2, 또는 약 2 내지 약 3oz/yd2의 범위의 단위 평균 중량을 가질 수 있다.
바람직한 막은 제 1 선택적 투과성 코팅을 지지한다. 본원에 사용된 "선택적 투과성"은 바람직하지 않은 침투물(예를 들어, 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제)에 비해 바람직한 화학적 침투물(예를 들어, 수증기)에 대해 상당히 상이한 투과성을 갖는 코팅을 지칭한다. 일부 양태에서, 선택적 투과성 코팅은 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제에 대한 투과성에 비해 수증기에 대한 투과성이 약 5의 인자만큼 크거나, 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 범위의 인자만큼 큰 하부 막을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 수증기에 대한 투과성은 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제에 대한 투과성(이 자체는 바람직하게는 0임)보다 훨씬 크므로, 상기 인자는 무한대에 가깝게 된다.
제 1 선택적 투과성 코팅은 하나 이상의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제의 효과량을 포함한다. 상기 제제는 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제의 활성, 또는 제제를 포함하는 제품을 통해 이동하는 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제를 능력을 감소시키거나 제거하는 임의의 제제 또는 제제의 조합일 수 있다. 일부 양태에서, 상기 제제는 상기 제제를 불활성화시키는 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제와 반응하거나 상호작용할 수 있다. 본원에 사용된 제제의 "불활성화"라는 용어는 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제의 활성의 감소, 및 미반응되고 생물학적으로 활성인 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제의 상당한 양이 제품을 통과하는 시간의 양의 증가중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있다. 제제의 "불활성화"는 또한 미반응된 미생물 제제의 활성보다 낮은 활성을 가질 수 있는 개질된 제제를 형성하기 위한 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제와의 반응을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 개질된 제제는 미반응된 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제의 활성보다 80% 이상 낮은 활성을 가질 수 있다.
적합한 항균제의 예는 비제한적으로 할아민; 4급 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 화합물, 예컨대 하이포클로라이트, 나트륨 다이클로로-s-트라이아진트라이온, 트라이클로로-s-트라이아진트라이온 또는 이들의 조합을 포함한다.
화학 및/또는 생물 제제, 및 미생물 제제에 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, 아연 염; 에틸 지람, 티오사이안산, (2-벤조티아조일티오)메틸 에스터; 테트라하이드로-3,5-다이메틸-2H-1,3,5-티아다이아진-2-티온; 티오사이안산 (2-벤조티아조일티오)메틸 에스터; 카바모다이티오산, 칼륨 염; 카바모다이티오산, 나트륨 염; 티오사이안산, 메틸렌 에스터; 티오사이안산, (2-벤조티아조일티오)메틸 에스터; N-하이드록시메틸-N-메틸다이티오카본에이트; 2(3H)-벤조티아졸티온, 나트륨 염; 카밤산, [1-((부틸아미노)카본일)-1H-벤즈이미디아졸-2-일]-, 메틸 에스터; 벤젠, 1-[(다이요오도메틸)설폰일]-4-메틸-3(2H)-이소티아졸론; 폼알데하이드, 티오퍼옥시다이카본산 다이아마이드; 카바모다이티오산, 나트륨 염; 테트라메틸 티우라미다이설파이드; 티오퍼옥시다이카본산 다이아마이드([(H2N)C(S)]2S2); 아연, 비스(다이메틸카바모다이티오에이토-S,S'; 2-머캡토벤조티아졸, 2(3H)-벤조티아졸티온; 아연 산화물; 2(3H)-벤조티아졸티온, 폼알데하이드; 티오퍼옥시다이오카본산 다이아마이드; 3(2H)-이소티아졸론, 2-메틸-; 2(1H)-피리딘티온, 1-하이드록시-아연 염; 3(2H)-이소티아졸론; 보락스 데카하이드레이트; 황산 다이암모늄 염; 붕산; 보론산; 암모늄 포스페이트; 암모늄 설페이트 또는 이들의 조합을 포함한다.
항균제가 바람직하게 이용되는 한 양태에서, 항균제는 임의의 하기 구조 (1) 내지 (10)을 갖는 할아민을 포함할 수 있다:
상기 구조 (1) 내지 (8)의 경우에, R1, R2 및 R3은 C1-C4 알킬, 아릴, C1-C4 알콕시, 하이드록실, 클로로 또는 C1-C4 에스터 기로부터 독립적으로 선택되고, 이때, R1, R2 및 R3중 하나 이상은 C1-C4 알콕시, 하이드록실, 클로로 또는 C1-C4 에스터 기이고; m은 0, 1 또는 2이고; 구조 (1), (3), (7) 및 (8)의 경우에, n은 1, 2 또는 3이고; p는 1, 2 또는 3이고; m+n+p는 4이고; R은 하기 정의된 바와 같다.
L은 R을 Si 잔기에 부착시키기 위해 이용될 수 있는 연결기이다. 특정 양태에서, L은 1 내지 13개의 탄소, 0 내지 3개의 질소 또는 산소 원자로 이루어진 알킬렌, 아민 또는 에터 기이고, 다르게는 L은 1 내지 13개의 탄소의 알킬렌 기, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기이다.
상기 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 적합한 R 기는 하기 구조 (11) 내지 (21)을 갖는다:
이때, R4 및 R5는 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 독립적으로 선택되고, X는 염소 또는 브롬이다. X는 또한, 화합물이 구조 (5) 실록산, 또는 구조 (9) 개질된 기질인 경우, 수소일 수 있다.
이때, R4 및 R5는 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 독립적으로 선택되고, X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 기 (11) 또는 (12)를 포함하는 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 따른 대표적인 화합물은 R1, R2 및 R3이 메틸, 에틸, 페닐, 메톡시, 에톡시 및 하이드록시 기로부터 독립적으로 선택되고, R4 및 R5가 메틸, 에틸, 하이드록실메틸 및 페닐 기로부터 독립적으로 선택된 화합물이다.
이때, R4, R5, R6 및 R7은 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 독립적으로 선택되고, X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 기 (13), (14) 또는 (15)를 포함하는 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 따른 대표적인 화합물은 R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 및 하이드록시 기로부터 독립적으로 선택되고, R4, R5, R6 및 R7이 메틸 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 및 0 또는 1개의 질소 또는 산소 원자로 이루어진 알킬렌, 아민 또는 에터 기이고, 다른 양태에서, L이 1 내지 4개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기인 화합물이다.
이때, R4는 하나 이상의 C1-C4 알킬, 아릴 또는 하이드록시메틸 기이고, X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 기 (16)을 포함하는 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 따른 대표적인 화합물은 R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 및 하이드록시 기로부터 독립적으로 선택되고, R4가 메틸, 에틸 또는 하이드록시메틸 기이고, L이 1 내지 3개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기이거나, 또는 L이 1 내지 3개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기인 화합물이다.
이때, R4 및 R5는 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 독립적으로 선택되고, X는 수소, 염소, 브롬 및 하이드록시메틸로부터 독립적으로 선택되고, 하나 이상의 X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 기 (17)을 포함하는 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 따른 대표적인 화합물은 R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 또는 하이드록시 기이고, R4가 메틸, 에틸 또는 하이드록시메틸 기이고, L이 1 내지 3개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기이거나, 또는 L이 1 내지 3개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기인 화합물이다.
이때, X는 수소, 염소, 브롬 및 하이드록시메틸로부터 독립적으로 선택되고, 하나 이상의 X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 기 (18) 또는 (19)를 포함하는 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 따른 대표적인 화합물은 R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 또는 하이드록시 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 및 0 또는 1개의 질소 또는 산소 원자로 이루어진 알킬렌, 아민 또는 에터 기이거나, 또는 L이 1 내지 4개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기인 화합물이다.
이때, R4 및 R5는 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 독립적으로 선택되고, X는 수소, 염소, 브롬 및 하이드록시메틸로부터 독립적으로 선택되고, 하나 이상의 X는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 기 (20)을 포함하는 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 따른 대표적인 화합물은 R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 또는 하이드록시 기로부터 독립적으로 선택되고, R4 및 R5가 메틸 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 및 0 또는 1개의 질소 또는 산소 원자로 이루어진 알킬렌, 아민 또는 에터 기이거나, 또는 L이 1 내지 4개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기인 화합물이다.
이때, R4, R5, R6 및 R7은 C1-C4 알킬, 아릴 및 하이드록시메틸 기로부터 독립적으로 선택되고, X는 구조 (1) 또는 (2)의 경우에는 염소 또는 브롬이지만, 구조 (5), (7) 또는 (9)의 경우에는 수소, 염소 또는 브롬이다.
R이 기 (21)을 포함하는 구조 (1), (2), (5), (7) 및 (9)에 따른 대표적인 화합물은 R1, R2 및 R3이 메톡시, 에톡시 및 하이드록시 기로부터 독립적으로 선택되고, R4, R5, R6 및 R7이 메틸 기이고, L이 1 내지 4개의 탄소 및 0 또는 1개의 질소 또는 산소 원자로 이루어진 알킬렌, 아민 또는 에터 기이거나, 또는 L이 1 내지 4개의 탄소로 이루어진 알킬렌 기, 및 카밤에이트, 티오카밤에이트 또는 우레아 작용기인 화합물이다.
구조 (3), (4), (6), (8) 및 (10)에 적합한 R 기는 하나 이상의 N-클로로 또는 N-브로모 기를 포함하는 아미노 알킬렌 또는 폴리아미노 알킬렌 기이다. 구조 (3), (4), (6), (8) 및 (10)을 위한 하나의 대표적인 R 기는 아미노 프로필 기이다.
기 (5), (6), (9) 및 (10)의 경우에, n은 반복 단위의 개수이고, n이 Si상 R 잔기의 개수인 구조 (1), (3), (6) 및 (7)의 n과 혼동하지 말아야 한다. 단위의 반복 개수 n은 2 이상이지만, n은 500 초과일 수 있다. 적합한 할아민 및 이의 유도체는 반손 할로소스 인코퍼레이티드(미국 워싱텅주 레드몬드 소재)에서 상업적으로 입수할 수 있다.
항균제가 제 1 선택적 투과성 코팅에 바람직하게 이용되는 본 발명의 다른 양태에서, 항균제는 하나 이상의 4급 암모늄 염을 포함할 수 있다. 이들중 다수는 공지되어 있고/있거나 시판중이고, 항균제로서 작용할 수 있는 임의의 제제는 본 발명의 선택적 투과성 코팅에 사용하기에 적합한다. 이들중에서 규소-함유 4급 암모늄 염, 예컨대 하기 식 (22)를 갖는 것은 본 발명의 특정 양태에서 항균제로서 바람직하게 사용될 수 있다:
(22) R3N+R0 nSiX4-nY-
이때, 각각의 R 및 각각의 R0은 독립적으로 비가수분해성 유기 기이고; 각각의 X는 독립적으로 가수분해성 기이고; n은 0 내지 3의 정수이고; Y-는 화학식 1의 화합물의 염을 형성하기 위한 적합한 음이온성 잔기이다. Y-는 일부 양태에서 할라이드일 수 있다. 일부 양태에서, 2개의 R이 메틸일 수 있고, 하나의 R이 옥타데실일 수 있다. 한 양태에서, R0이 프로펜일이고, 각각의 X가 메톡시일 수 있고, n이 1일 수 있고, Y가 클로라이드일 수 있다. 식 (22)에 따른 하나의 예시적인 규소-함유 4급 암모늄 단량체는 3-(트라이메톡시실릴)프로필다이메틸옥타데실 암모늄 클로라이드이다.
이러한 규소-함유 4급 암모늄 항균제가 전형적으로 제조되고, 예를 들어 메탄올과 같은 용매중에서 공급될 수 있다. 이러한 용매의 사용은 규소-함유 4급 암모늄 염이 막에 의해 흡수되도록 하여 상호침투하는 망상조직이 이의 공극내에 형성될 수 있다.
본 발명의 추가의 양태에서, 식 (22)의 규소-함유 4급 암모늄 염 단량체가 식 (23)의 반복 단위를 포함하는 항미생물 중합체를 제조하기 위해 사용될 수 있다:
(23) R3N+R0 nSiX1 4-nY-
이때, 각각의 R 및 각각의 R0은 독립적으로 비가수분해성 유기 기, 예컨대 비제한적으로 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 또는 아릴 기, 예를 들어 페닐이고; 각각의 X1은 -OR1, -OH 또는 -O-Si이고, 이때 R1은 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 또는 6개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기이고; n은 0 내지 3의 정수이고; Y는 식 (23)의 반복 단위의 염을 형성하기에 적합한 음이온성 잔기, 예컨대 할라이드, 하이드록실, 아세테이트, SO4 -2, CO3 -2 및 PO4 -2 대이온이다. 일부 양태에서, Y는 할라이드이다. 일부 양태에서, 각각의 R 기는 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 옥틸, 도데실, 테트라데실 또는 옥타데실이고; 각각의 R0 기는 독립적으로 메틸렌일, 에틸렌일, 프로필렌일, 부틸렌일, 옥틸렌일, 도데실렌일, 테트라데실렌일 또는 옥타데실렌일이고; 각각의 X1은 -OR1이고, 이때 R1은 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이다.
4급 암모늄 염 단량체는 또한 일부 양태에서 식 (24) 및 (25)에 따를 수 있다:
(24) (R1)3SiR2N+(R3)(R4)(R5)Y-
(25) (R1)3SiR2N(R3)(R4)
이때, 각각의 R1은 독립적으로 할로겐 또는 R6O이고, 이때 R6은 H, 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아세틸, 아세톡시, 아실, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜; 에틸렌 및 프로필렌 글리콜, 및 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜의 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬 모노에터의 블록 중합체 또는 공중합체; 에틸렌 및 프로필렌 글리콜 또는 1 내지 약 22개의 탄소 원자 및 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜로 이루어진 카본산의 모노에스터의 블록 중합체 또는 공중합체; 에틸렌 및 프로필렌 글리콜의 블록 중합체 또는 공중합체; 옥틸페놀; 노닐페놀; 또는 소르비탄 에터이고;
R2는 벤질, 비닐, 또는 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고;
R3 및 R4는 독립적으로 1 내지 약 6개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬, 1 내지 약 6개의 탄소 원자를 갖는 저급 알콕시, 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬이거나, 또는 R3 및 R4는 함께 식 (26)의 모폴린 또는 환형 또는 헤테로화형 불포화 또는 포화 5 내지 7원 고리를 형성할 수 있다:
(26) -R3-(R7)k-R4-
이때, k는 0 내지 2의 정수이고;
고리가 포화된 경우에, R7은 CH2, O, S, NH, NH2 +, NCH2CH2NH2 NCH2CH2NH3 +, NCH2CH2N(R8)(R9), NCH2CH2N+(R8)(R9)(R10), N(알킬), N(아릴), N(벤질)이고, 이때 각각의 R8, R9 및 R10은 독립적으로 벤질, 폴리에터, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬 알콜, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 저급 알콕시, 또는 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고, 고리가 불포화된 경우에, R7은 CH, N, N+H, N+(알킬), N+(아릴), N+(벤질), NCH2N, N+HCH2N, N+(알킬)CH2N, N+(아릴)CH2N 또는 N+(벤질)CH2N이고;
고리는 1 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 에스터, 알데하이드, 카복실레이트, 아마이드, 티오아마이드, 나이트로, 아민 또는 할라이드로 치환되거나 치환되지 않고;
R5는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬 알콜, CH2C6H5, 폴리에터, 알킬, 알콕시, 퍼플루오로알킬, 퍼플루오로알킬설폰에이트 또는 퍼플루오로알킬카복실레이트이되, 알킬, 알콕시, 퍼플루오로알킬, 퍼플루오로알킬설폰에이트 또는 퍼플루오로알킬카복실레이트는 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖거나, 또는 상기 화학식 5의 5 내지 7원 고리를 형성하고;
Y-는 식 (24) 또는 (25)의 화합물의 염을 형성하기에 적합한 음이온성 잔기이고, 바람직하게는 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드이다.
규소-함유 4급 암모늄 염 반복 단위의 구체적인 예는 2개의 R이 메틸이고 하나의 R이 옥타데실이고, R0이 프로펜일이고, n이 1이고, Y가 클로라이드인 것을 포함하고, 예컨대 중합체는 중합체성 3-(트라이메톡시실릴) 프로필다이메틸옥타데실 암모늄 클로라이드이다. 유용한 중합체성 규소-함유 4급 암모늄 염의 다른 예는 옥타데실아미노다이메틸트라이메톡시실릴프로필 암모늄 클로라이드이다. 본 발명의 특정 양태에서 항균제로서 유용한 상기 4급 암모늄 염 및 다른 것은 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재 바이오세이프 인코퍼레이티드(BIOSAFE, Inc.)에서 시판중이다.
규소-함유 4급 암모늄 중합체를 제조하는 하나의 방법은 중합 공정을 개시하는 열 및/또는 무기 또는 유기 산 또는 염기와 같은 촉매와 함께 규소-함유 단량체를 과량의 용매, 예컨대 물에 교반하면서 첨가하는 단계를 포함한다. 중합체는 침전 생성 또는 용매 제거로부터 회수된다.
화학 제제는 독성 특성을 갖는 무생물 화학 물질일 수 있다. 화학 제제는 또한 살아있는 유기체에 의해 생성된 무생물 독성 생성물, 예를 들어 톡신을 포함할 수 있다. 생물 제제는 독성 특성을 갖는 생물 또는 유사-생물 물질(예컨대, 프리온)일 수 있다. 방사선 제제는 알파, 베타 및/또는 감마 방사물, 예컨대 알파, 베타 및/또는 감마 먼지 입자를 포함할 수 있다. 미생물 제제는 미생물, 특히 병원성 미생물을 포함한다. 주요한 부류의 미생물은 박테리아, 균류, 예컨대 곰팡이, 효모 및 조류를 포함한다.
제 1 선택적 투과성 코팅에 사용되는 제제는 또한 제제가 활성을 나타내는 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제에 의해 한정될 수 있다. 한 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 하나 이상의 화학 작용제에 대해 활성을 나타낼 수 있다. 화학 작용제의 예는 비제한적으로 하나 이상의 무능화제, 최루 가스, 미란성 독가스 또는 발포제, 신경 가스, 폐 작용제, 혈액 작용제 또는 악취제를 포함한다.
무능화제의 예는 신경계 작용제, 구토 작용제, 숨막힘 작용제, 환각제, 진정제, 마취제, 억제제 등, 및 이들중 2개 이상의 조합을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 무능화제는 3-퀴누클리딘일 벤질레이트(QNB, BZ)를 포함할 수 있고, 이는 예를 들어 콜린을 포함하는 프로브와 반응할 수 있는 항콜린제일 수 있다. 선택적인 신경계 시스템 작용제는 시판중인 일반 판매약(OTC) 또는 처방 약학 조성물을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 무능화제는 큐라레, 큐라레 유사체 또는 유도체를 포함할 수 있다.
최루 가스의 예는 하나 이상의 o-클로로벤질말로나이트릴, 클로로메틸 클로로폼에이트, 주석 클로라이드, 심-다이클로로메틸 에터, 벤질 브로마이드, 자일릴 브로마이드, 메틸 클로로설폰에이트, 에틸 요오도아세테이트, 브롬아세톤, 브로모메틸-에틸 케톤, 아크롤레인 (2-프로펜알), 캡사이신, 이들의 유사체 및/또는 유도체 등을 포함할 수 있다.
미란성 독가스의 예는 하나 이상의 유황 겨자, 질소 겨자, 또는 루이사이트와 같은 비소 화합물을 포함할 수 있다. 유황 겨자는 하나 이상의 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-클로로에틸티오에틸) 에터를 포함할 수 있다. 질소 겨자는 하나 이상의 비스(2-클로로에틸)-에틸아민, 비스(2-클로로에틸)-메틸아민 또는 트리스(2-클로로에틸)-아민을 포함할 수 있다. 루이사이트는 하나 이상의 2-클로로비닐 다이클로로아신 또는 비스(2-클로로비닐) 클로로아신, 또는 트리스(2-클로로비닐) 아신을 포함할 수 있다.
신경 작용제의 예는 콜린에스터라제 억제제를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 콜린에스터라제 억제제는 하나 이상의 o-알킬(Me, Et, n-Pr 또는 i-Pr)-포스포노플루오리데이트, 예컨대 o-이소프로필 메틸포스포노플루오리데이트(사린) 또는 o-피나콜릴 메틸포스포노플루오리데이트(소만); o-알킬 N,N-다이알킬(Me, Et, n-Pr 또는 i-Pr) 포스포르아미도사이아니데이트, 예컨대 o-에틸 N,N-다이메틸 포스포르아미도사이아니데이트(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 염 또는 양성자화된 염, 예컨대 o-에틸 S-2-다이이소프로필아미노에틸 메틸 포스포노티올레이트를 포함할 수 있다.
폐 작용제의 예는 포스겐(카본일 클로라이드) 및 퍼플루오로이소부틸렌중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있다. 예시적인 화학적 톡신은 하나 이상의 팔리톡신, 리신, 색시톡신 또는 보툴리늄 톡신을 포함할 수 있다.
혈액 작용제의 예는 염과 같은 사이아나이드의 형태, 사이아나이드 염의 유사체 및 유도체를 포함할 수 있다. 사이아나이드의 고체 염은 나트륨, 칼륨 및/또는 칼슘을 포함할 수 있다. 사이아나이드의 휘발성 액체 형태는 수소 사이아나이드 및/또는 사이아노겐 클로라이드를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 하나 이상의 독성 산업용 물질(TIM)에 대해 활성을 나타낼 수 있다. 독성 산업용 물질은 하나 이상의 암모니아, 아신, 붕소 트라이클로라이드, 붕소 트라이플루오라이드, 탄소 다이설파이드, 염소, 다이보란, 에틸렌 옥사이드, 폼알데하이드, 포스겐, 포스포러스 트라이클로라이드, 황 다이옥사이드, 황산, 사이아노겐 클로라이드, 수소 브로마이드, 수소 클로라이드, 수소 플루오라이드, 수소 설파이드 또는 수소 사이아나이드를 포함할 수 있다.
항생물제가 또한 제 1 선택적 투과성 코팅에 사용될 수 있고, 생물 제제, 예컨대 병원균에 대해 활성을 나타낼 수 있다. 병원균은 숙주(동물 또는 식물)에 질병 또는 질환을 야기할 수 있는 감염원이다. 일부 양태에서, 항생물제는 병원균, 예컨대 하나 이상의 박테리아, 원생동물, 균류, 기생충, 포자, 바이러스 또는 프리온에 대해 활성을 나타내는 제 1 선택적 투과성 코팅에 이용될 수 있다.
박테리아성 생물 제제(및 이에 의해 유발된 질병 또는 효과)의 일부 예는 하나 이상의 대장균(escherichia coli)(복막염, 식중독), 결핵균(mycobacterium tuberculosis)(결핵), 탄저균(bacillus anthracis)(탄저병), 살모넬라균(salmonella)(식중독), 황색 포도상구균(staphylococcus aureus)(독성 충격 증후군), 폐렴 연쇄상구균(streptococcus pneumoniae)(폐렴), 화농성 연쇄상구균(streptococcus pyogenes)(패혈성 인두염), 헬리코박터 파일로리(helicobacter pylori)(위궤양) 또는 야토병균(francisella tularensis)(야토병)을 포함할 수 있다.
바이러스(및 이에 의해 유발된 질병 또는 효과)의 일부 예는 하나 이상의 헤파티티스(hepatitis) A, B, C, D 및 E(간 질병), 인플루엔자 바이러스(influenza virus)(플루, 조류 독감), SARS 코로나바이러스(coronavirus)(중증 급성 호흡기 증후군), 단순 헤르페스 바이러스(herpes simplex virus)(포진), 전염성 연속 종(molluscum contagiosum)(발진) 또는 인간 면역결핍 바이러스(AIDS)를 포함할 수 있다.
원생동물(및 이에 의해 유발된 질병 또는 효과)의 일부 예는 하나 이상의 크립토스포리디움(cryptosporidium)(크립토스포리디움증), 람블 편모충(giardia lamblia)(람블 편모충증), 말라리아 원충(plasmodium)(말라리아) 또는 트리파노소마 크루지(trypanosoma cruzi)(샤가스병)를 포함할 수 있다. 균류(및 이에 의해 유발된 질병 또는 효과)의 일부 예는 하나 이상의 폐 포자충(pneumocystis jiroveci)(기회감염 폐렴), 백선(tinea)(백선증) 또는 칸디다(candida)(칸디다증)를 포함할 수 있다.
기생충의 일부 예는 하나 이상의 회충, 옴, 촌충 또는 편충을 포함할 수 있다. 단백질계 병원균의 일부 예는 프리온(광우병 또는 변종 크로이츠펠트-야콥병(variant Creutzfeldt-Jakob disease, vCJD)으로서 통상적으로 공지된 소 해면상 뇌증(Bovine spongiform encephalopathy, BSE))을 포함할 수 있다.
톡신은 생물 거대분자와 상호작용함으로써 신체 조직과 접촉하거나 신체 조직에 의해 흡수되는 경우에 질병을 유발할 수 있는 단백질을 포함하고, 생물 무기로서 사용될 수 있다. 톡신의 예는 리신, SEB, 보툴리누스 톡신, 색시톡신 및 많은 마이코톡신을 포함할 수 있다.
생물 제제에 의해 유발된 질병의 일부 다른 예는 탄저병, 에볼라(Ebola)병, 선페스트, 콜레라, 야토병, 브루셀라증, Q 열병, 마추포(Machupo)병, 코크시디오이데스(Coccidioides) 진균증, 마비저, 멜리오이도증(Melioidosis), 시겔라(Shigella)병, 로키산 홍반열, 반진티푸스, 앵무새병, 황열병, 일본 뇌염, 리프트 밸리 열(Rift Valley Fever) 또는 천연두를 포함할 수 있다.
어떠한 항화학제, 항생물제, 항방사선제 또는 항균제가 제 1 선택적 투과성 코팅에 이용되더라도, 바람직하게는 효과량으로 존재한다. 항화학제, 항생물제, 항방사선제 또는 항균제의 효과량은 하나 이상의 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제의 활성을 불활성화시키거나 감소시키거나, 제품을 통한 하나 이상의 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제의 이동을 감속시키기에 충분한 제제의 양을 지칭한다. 바람직하게는, 이용된 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제의 양은 또한 하부 막 및/또는 제품이 최종 용도 제품의 성능 요구조건에 부합하도록 한다. 한 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
한 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1 내지 약 1중량%, 약 1 내지 약 2중량%, 약 2 내지 약 5중량%, 또는 약 5 내지 약 10중량%의 범위로 존재할 수 있다. 한 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 10 내지 약 20중량%, 약 20 내지 약 30중량%, 약 30 내지 약 40중량%, 또는 약 40 내지 약 50중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 한 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 50중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다. 한 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1 내지 약 20중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
한 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제는 약 0.1 내지 약 0.5mg/cm2, 약 0.5 내지 약 1mg/cm2, 약 1 내지 약 2mg/cm2, 약 2 내지 약 5mg/cm2, 약 5 내지 약 10mg/cm2, 약 10 내지 약 25mg/cm2, 약 25 내지 약 50mg/cm2, 또는 약 50 내지 약 100mg/cm2의 범위의 양으로 제품내에 존재할 수 있다.
일부 양태에서, 제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅은 하나 이상의 효소적-활성 물질, 촉매적-활성 물질 또는 화학적-흡수 물질을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 상기 제품 및, 예를 들어 내부 및/또는 외부 직물 층 또는 다른 부가적인 층을 포함하는 적층체는 하나 이상의 효소적-활성 물질, 촉매적-활성 물질 또는 화학적-흡수 물질을 포함할 수 있다.
효소적-활성 물질은 화학 또는 미생물 제제의 화학 반응을 촉매화시킬 수 있는 효소를 포함할 수 있다. 효소적-활성 물질은 하나 이상의 유기인 가수분해효소, 다이이소프로필플루오로포스파타제, 유기인산 언하이드로라제(anhydrolase), 포스포트라이에스터라제, 할로아민 또는 4급 암모늄 염을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 효소적-활성 물질은 라이브라딘(Lybradyn)-OPH, 바이오캐탈리틱스 DFPase(BioCatalytics DFPase) 또는 제넨코르 데펜즈(Genencor Defenz)를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 촉매적-활성 나노입자는 활성 종을 갖는 입자, 또는 자극(예를 들어, UV 조사)에 반응하여 활성 종을 발생시킬 수 있는 입자를 포함한다. 활성 종은 이의 활성을 감소시키거나, 막을 통한 이의 여과 시간을 증가시키거나, 또는 이를 해로운 부산물 또는 최종 생성물로 전환시키기 위한 화학 또는 미생물 제제와 반응하거나 상호작용할 수 있다. 본원에 사용된 나노입자는 나노 규모의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 지칭한다.
나노 입자는 약 1 내지 1,000nm의 범위의 최대 치수(예를 들어, 직경 또는 길이)를 가질 수 있다. 본원에 사용된 나노입자는 단일 나노입자, 다수의 나노입자, 또는 서로 결합된 다수의 나노입자를 지칭할 수 있다. "결합된"은 하나 이상의 다른 금속 나노입자와 접촉하는 금속 나노입자를 지칭한다. 한 양태에서, "결합된"은 하나 초과의 다른 입자와 접촉하는 금속 나노입자를 지칭한다.
촉매적-활성 물질은 은, 구리, 마그네슘 산화물, 티타늄 산화물 및 알루미늄 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 다수의 나노입자를 포함할 수 있다. 화학적-흡수 물질은 활성 탄소를 포함할 수 있다.
제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅 또는 보호 성분은 중합체 성분을 추가로 포함할 수 있고, 필요에 따라 제품의 막 또는 층에 적용되고 경화되는 경우, 막 또는 다른 층의 공극를 상호연결함으로써 코팅을 막 또는 다른 층에 기계적으로 결합시킬 수 있는 상호침투 망상조직 또는 가교결합된 중합체 구조를 형성한다. 이러한 양태에서, 선택적 투과성 코팅은 비가역적인 가교결합 또는 중합 공정에 의해 막에 기계적으로 고정될 수 있다. 다른 양태에서, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제, 또는 제 1 선택적 투과성 코팅의 다른 성분은 막에 대한 화학적 친화도, 또는 제 1 선택적 투과성 코팅이 막에 부착되도록 막과 상호작용할 수 있는 작용기를 가질 수 있다.
한 양태에서, 제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅 또는 보호 성분은 아민 또는 이민 함유 중합체, 예를 들어 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민 또는 폴리비닐 알콜-코아민을 포함할 수 있다. 유리하게는, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 중합체 성분, 및 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제로서 작용할 수 있다. 이러한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 하기 화학식 1의 구조 단위를 포함할 수 있다:
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 각각의 경우에 독립적으로 지방족 라디칼이고;
R9는 수소, 지방족 라디칼 또는 하기 화학식 2의 기이다:
[상기 식에서,
R10, R11 및 R12는 각각의 경우에 독립적으로 지방족 라디칼이다].
지방족 라디칼은 하기 정의된 바와 같다.
지방족 라디칼은 하나 이상의 탄소 원자 및 하나 이상의 원자가 전자를 갖는 유기 라디칼이고, 원자의 선형 또는 분지형 배열일 수 있다. 지방족 라디칼은 헤테로원자, 예컨대 질소, 황, 규소, 셀레늄 및 산소를 포함할 수 있거나, 또는 탄소 및 수소로 배타적으로 구성될 수 있다. 지방족 라디칼은 광범위한 작용기, 예컨대 알킬 기, 알켄일 기, 알킨일 기, 할로알킬 기, 공액된 다이엔일 기, 알콜 기, 에터 기, 알데하이드 기, 케톤 기, 카복실산 기, 아실 기(예를 들어, 카복실산 유도체, 예컨대 에스터 및 아마이드), 아민 기, 나이트로 기 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 4-메틸펜트-1-일 라디칼은 작용기인 메틸 기를 포함하는 C6 지방족 라디칼이고, 이는 알킬 기이다. 유사하게, 4-나이트로부트-1-일 기는 작용기인 나이트로 기를 포함하는 C4 지방족 라디칼이다. 지방족 라디칼은 동일하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 할로알킬 기일 수 있다. 할로겐 원자는, 예를 들어 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함한다. 하나 이상의 할로겐 원자를 갖는 지방족 라디칼은 알킬 할라이드, 예컨대 트라이플루오로메틸, 브로모다이플루오로메틸, 클로로다이플루오로메틸, 헥사플루오로이소프로필리덴, 클로로메틸, 다이플루오로비닐리덴, 트라이클로로메틸, 브로모다이클로로메틸, 브로모에틸, 2-브로모트라이메틸렌(예컨대, -CH2CHBrCH2-) 등을 포함한다. 지방족 라디칼의 추가의 예는 알릴, 아미노카본일(-CONH2), 카본일, 다이사이아노이소프로필리덴(-CH2C(CN)2CH2-), 메틸(-CH3), 메틸렌(-CH2-), 에틸, 에틸렌, 폼일(-CHO), 헥실, 헥사메틸렌, 하이드록시메틸(-CH2OH), 머캡토메틸(-CH2SH), 메틸티오(-SCH3), 메틸티오메틸(-CH2SCH3), 메톡시, 메톡시카본일(CH3OCO-), 나이트로메틸(-CH2NO2), 티오카본일, 트라이메틸실릴((CH3)3Si-), t-부틸다이메틸실릴, 트라이메톡시실릴프로필((CH3O)3SiCH2CH2CH2-), 비닐, 비닐리덴 등을 포함한다. 추가의 예로서, "C1-C30 지방족 라디칼"은 1개 이상 및 30개 이하의 탄소 원자를 함유한다. 메틸 기(CH3-)는 C1 지방족 라디칼의 예이다. 데실 기(CH3(CH2)9-)는 C10 지방족 라디칼의 예이다.
한 양태에서, 하나 이상의 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 에틸 라디칼을 포함할 수 있다. 한 양태에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 에틸 라디칼을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 하이드록시에틸-치환된 폴리에틸렌이민을 포함할 수 있다.
폴리알킬렌이민은 하이드록실 수치에 의해 특징지어질 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 반복 단위 당 평균 하이드록실 수치는 약 0.5 내지 약 3의 범위일 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 반복 단위 당 평균 하이드록실 수치는 약 1 내지 약 3의 범위일 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 반복 단위 당 평균 하이드록실 수치는 3 초과의 범위일 수 있다.
폴리알킬렌이민은 중량-평균 분자량으로 특징지어질 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 몰 당 약 1,000g 초과의 범위의 중량-평균 분자량을 가질 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 약 1,000 내지 약 2,000g/mol, 약 2,000 내지 약 4,000g/mol, 약 4,000 내지 약 8,000g/mol, 약 8,000 내지 약 10,000g/mol, 또는 약 10,000 내지 약 25,000g/mol의 범위의 중량-평균 분자량을 가질 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 약 25,000 내지 약 50,000g/mol, 약 50,000 내지 약 75,000g/mol, 약 75,000 내지 약 100,000g/mol, 약 100,000 내지 약 200,000g/mol, 또는 약 200,000 내지 약 250,000g/mol의 범위의 중량-평균 분자량을 가질 수 있다.
하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민이 바람직하게는 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대해 활성을 나타내는 양태에서, 이는 효과량으로 존재할 수 있다. 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 효과량은 최종 용도 제품의 성능 요구조건에 부합하기에 충분한 작용기를 제공하는데 필요한 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민의 양을 지칭한다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 0.1 내지 약 1중량%, 약 1 내지 약 2중량%, 약 2 내지 약 5중량%, 또는 약 5 내지 약 10중량%의 범위로 존재할 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 10 내지 약 20중량%, 약 20 내지 약 30중량%, 약 30 내지 약 40중량%, 또는 약 40 내지 약 50중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막 및 선택적 투과성 코팅의 조합된 중량의 약 50중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다. 한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 막, 및 제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅, 또는 보호 성분의 조합된 중량의 약 0.1 내지 약 20중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
한 양태에서, 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민은 약 0.5 내지 약 1mg/cm2, 약 1 내지 약 2mg/cm2, 약 2 내지 약 5mg/cm2, 약 5 내지 약 10mg/cm2, 약 10 내지 약 25mg/cm2, 약 25 내지 약 50mg/cm2의 범위의 양으로 제품내에 존재할 수 있다.
다른 양태에서, 임의의 중합체 성분은 유리하게는 폴리비닐 알콜-코아민을 포함할 수 있다. 폴리비닐 알콜-코아민 중합체는, 예를 들어 에르콜(Erkol, 등록상표명)이라는 상표하에 셀라니즈(Celanese)에서 시판중이다.
제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분내에 포함된 임의의 중합체 성분은 경화할 수 있는 반응기를 포함할 수 있다. 반응기는, 하나 이상의 열 에너지, 전자기 조사, 습기 경화, 자외선(UV) 경화 또는 화학 시약에 노출되는 경우에, 화학 반응에 참가할 수 있다. 경화는 선택적 투과성 코팅 또는 보호 성분의 중합, 가교결합 또는 둘다를 야기하는 반응을 지칭할 수 있다.
제 1 또는 제 2 선택적 투과성 코팅 또는 보호 성분이 경화할 수 있는 반응기를 비롯한 중합체 성분을 포함하는 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 경화제를 포함할 수 있다. 경화제는 중합체 성분의 경화 반응을 촉매화(촉진)할 수 있다. 한 양태에서, 경화제는 하나 이상의 에폭사이드, 산 클로라이드 또는 클로로폼에이트를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 경화제는 반응성 트라이아진을 포함할 수 있다. 반응성 트라이아진은 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분의 중합체 성분내의 하나 이상의 반응기와 반응할 수 있는 하나 이상의 반응기를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 경화제는 선택적 투과성 코팅의 중합체 성분과 막 또는 적층체의 임의의 다른 층 사이의 화학 반응을 개시할 수 있다.
한 양태에서, 반응성 트라이아진은 하기 화학식 3의 구조 단위를 포함할 수 있다:
상기 식에서,
R13, R14 및 R15는 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민과 반응할 수 있는 하나 이상의 반응기를 포함한다.
한 양태에서, 반응성 트라이아진은 하나 이상의 카밤에이트 작용기를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 반응성 트라이아진은 트리스(알콕시카본일아미노)트라이아진을 포함할 수 있다.
한 양태에서, 경화제는 선택적 투과성 코팅의 약 0.1 내지 약 2중량%, 약 2 내지 약 5중량%, 약 5 내지 약 10중량%, 약 10 내지 약 15중량%, 약 15 내지 약 20중량%, 약 20 내지 약 25중량%, 또는 약 25 내지 약 30중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
한 양태에서, 제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅 또는 보호 성분을 경화될 수 있다. "경화된"은 중합체 성분의 반응기의 약 5% 초과가 반응하였거나, 선택적으로 약 5% 초과의 범위의 전환율을 갖는 중합체 성분을 포함하는 선택적 투과성 코팅 또는 보호 성분을 지칭할 수 있다. 전환율은 반응기의 총 개수에 대한 반응된 기의 총 개수의 백분율을 지칭할 수 있다. 한 양태에서, 제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분은, 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분이 막, 또는 제품 또는 적층체의 다른 층에 화학적으로 또는 기계적으로 결합될 수 있도록 경화될 수 있다. 제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분은, 이들이 이용되는 본 발명의 양태에서, 실질적인 분획의 하이드록실 기가 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민내에서 실질적으로 영향을 받지 않은 채로 존재하도록 경화될 수 있다.
하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민을 포함하는 본 발명의 양태에서, 제 1 및/또는 제 2 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분은 폴리알킬아민을 추가로 포함할 수 있다. 폴리알킬아민은 다수의 아민 기 및 알킬계 중합체 골격을 포함하는 중합체를 지칭한다. 적합한 폴리알킬아민은 단독중합체, 공중합체 또는 이들의 유도체일 수 있다. 적합한 유도체는 1급 아민 대신에 하나 이상의 2급 아민 기를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 폴리알킬아민은 선택적 투과성 코팅에 부가적인 작용 특성, 예를 들어 수분 전송률(moisture vapor transmission rate; MVTR), 공기 투과도, 화학 또는 미생물 제제 흡수 등을 제공할 수 있다.
이러한 양태에서, 폴리알킬아민은 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분의 약 0.5 내지 약 1중량%, 약 1 내지 약 2중량%, 약 2 내지 약 5중량%, 약 5 내지 약 10중량%, 약 10 내지 약 20중량%, 약 20 내지 약 30중량%, 약 30 내지 약 40중량%, 또는 약 40 내지 약 50중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
한 양태에서, 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분은 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민 및 폴리비닐아민을 포함할 수 있다. 폴리비닐 아민은 비닐아민계 중합체 전구체로부터 유도된 중합체를 지칭할 수 있다. 한 양태에서, 선택적 투과성 코팅 및/또는 보호 성분은 폴리비닐알콜-비닐아민 공중합체 및 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민을 포함할 수 있다. 적합한 폴리비닐아민 및 이들의 유도체는 바스프 코퍼레이션(BASF Corporation, 미국 뉴저지주 마운트 올리브 소재)으로부터 상업적으로 입수될 수 있다.
이러한 양태에서, 폴리비닐아민은 선택적 투과성 막 및/또는 보호 성분의 약 0.5 내지 약 1중량%, 약 1 내지 약 2중량%, 약 2 내지 약 5중량%, 약 5 내지 약 10중량%, 약 10 내지 약 20중량%, 약 20 내지 약 30중량%, 약 30 내지 약 40중량%, 또는 약 40 내지 약 50중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
한 양태에서, 폴리알킬렌이민을 위한 경화제가 또한 폴리알킬아민 및/또는 폴리비닐아민을 경화할 수 있다. 선택적인 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 폴리알킬아민 및/또는 폴리비닐아민의 경화 반응을 개시할 수 있는 반응성 트라이아진과는 상이한 경화제를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 경화된 제 1 선택적 투과성 코팅은 폴리알킬렌이민 및 폴리알킬아민 및/또는 폴리비닐아민의 경화된 반응 생성물을 포함할 수 있다.
제 1 선택적 투과성 코팅은 막의 표면에, 공극의 내부에, 또는 막의 표면 및 공극의 내부 둘다에 존재할 수 있다. 한 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 공극의 내부 표면을 실질적으로 코팅할 수 있다. 한 양태에서, 코팅은 막내의 공극을 한정하는 노드 및 피브릴을 둘러쌓거나 이에 부착될 수 있다. 한 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 또한 막내의 공극을 한정하는 노드 및 피브릴의 표면에 맞춰질 수 있다. 이러한 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 본질적으로 약 0의 두께를 가질 수 있고, 즉, 제 1 선택적 투과성 코팅은 단지 막의 공극의 내부 표면을 코팅할 수 있다.
다른 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 막의 공극을 차단하지 않고 막에 침착될 수 있다. 또는, 제 1 선택적 투과성 코팅은 빈 공간 및/또는 "핀 홀" 없이 연속적인 코팅을 형성할 수 있다. 또 다른 양태에서, 코팅은 불연속적인 부분을 가질 수 있다. 코팅 층은 두께가 균일할 수 있거나, 또는 구역마다 상이한 두께를 가질 수 있다.
한 양태에서, 제 1 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㎛, 또는 약 360 내지 약 400㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다. 한 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 약 400 내지 약 600㎛, 약 600 내지 약 800㎛, 또는 약 800 내지 약 1,000㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다.
유사하게, 보호 성분은, 단독으로 제공되든지 또는 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소로서 제공되든지, 제 1 선택적 투과성 코팅에 비해 효과적으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 보호 성분은 제 1 선택적 투과성 코팅보다 덜 친수성이고, 이에 따라 다른 경우에 제 1 선택적 투과성 코팅에 도달할 수 있는 습기의 양을 감소시키고, 이를 촉진하는 제 1 선택적 투과성 막과 함께 제공된다. 또한, 보호 성분은 제 1 선택적 투과성 코팅의 구성요소일 수 있거나, 제 1 선택적 투과성 코팅과는 별개로 제공될 수 있거나, 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소로서 제공될 수 있거나, 또는 제 2 선택적 투과성 코팅 전체를 실질적으로 포함할 수 있다.
보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅은 제 1 선택적 투과성 코팅의 매우 실질적으로는 전부, 또는 단지 부분일 수 있다. 바람직하게는, 보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅은 제 1 선택적 투과성 코팅의 매우 실질적으로는 전부일 수 있다. 보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅도 제 1 선택적 투과성 코팅이 막의 표면상에 존재하는 정도까지 존재한다. 또는, 제 1 선택적 투과성 코팅인 막의 공극의 내부 표면을 코팅하고, 이에 따라 본질적으로 약 0의 두께를 갖는 경우에, 보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅도 마찬가지일 수 있다. 보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅은 또한, 제 1 선택적 투과성 코팅과 같이, 빈 공간 및/또는 "핀 홀"이 없이 연속적인 코팅을 형성할 수 있다. 또 다른 양태에서, 보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅은 불연속적인 부분을 가질 수 있다. 보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅은 두께가 균일할 수 있거나, 또는 구역마다 상이한 두께를 가질 수 있다.
한 양태에서, 보호 성분/제 2 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㎛, 또는 약 360 내지 약 400㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다. 한 양태에서, 보호 성분/제 2 선택적 투과성 코팅은 약 400 내지 약 600㎛, 약 600 내지 약 800㎛, 또는 약 800 내지 약 1,000㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다.
본원에 기술된 제품은 편안함 및 보호성 장벽 특성의 조합에 의해 특징지어질 수 있다. 편안함 및 보호성 장벽 특성은 제품의 두께, 단위 평균 중량, 공기 투과도, 수분 전송률(MVTR), 및 화학 또는 미생물 제제 투과도중 하나 이상에 의해 특징지어질 수 있다. 한 양태에서, 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 1,000㎛, 또는 약 1,000 내지 약 10,000㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다.
한 양태에서, 제품은 약 5 내지 약 30mg/cm2, 약 30 내지 약 40mg/cm2, 약 40 내지 약 50mg/cm2, 약 50 내지 약 60mg/cm2, 약 60 내지 약 70mg/cm2, 약 70 내지 약 80mg/cm2, 약 80 내지 약 90mg/cm2, 또는 약 90 내지 약 200mg/cm2의 범위의 단위 평균 중량을 가질 수 있다.
한 양태에서, 제품은 0.5인치 H2O에서 약 6cfm의 공기 투과도를 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 0.01 내지 약 0.1cfm, 약 0.1 내지 약 0.5cfm, 약 0.5 내지 약 1cfm, 약 1 내지 약 2cfm, 약 2 내지 약 3cfm, 약 3 내지 약 4cfm, 약 4 내지 약 5cfm, 또는 약 5 내지 약 6cfm의 범위의 공기 투과도를 가질 수 있다. 본원에 기술된 공기 투과도는 본원 명세서에 기술된 시험 조건을 사용하여 측정될 수 있다. 본원에 사용된 cfm/ft는 분 당 입방 피트이다.
한 양태에서, 제품은 약 500g/m2/일 초과의 수분 전송률(MVTR)을 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 500 내지 약 600g/m2/일, 약 600 내지 약 800g/m2/일, 약 800 내지 약 1,000g/m2/일, 약 1,000 내지 약 1,500g/m2/일, 또는 약 1,500 내지 약 2,000g/m2/일의 범위의 수분 전송률을 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 2,000g/m2/일 초과의 수분 전송률(MVTR)을 가질 수 있다.
한 양태에서, 제품은 약 4,000g/m2/일 초과의 수분 전송률(MVTR)을 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 4,000 내지 약 5,000g/m2/일, 약 5,000 내지 약 6,000g/m2/일, 약 6,000 내지 약 7,000g/m2/일, 약 7,000 내지 약 8,000g/m2/일, 또는 약 8,000 내지 약 10,000g/m2/일의 범위의 수분 전송률을 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 10,000 내지 약 15,000g/m2/일, 약 15,000 내지 약 20,000g/m2/일, 약 20,000 내지 약 25,000g/m2/일, 약 25,000 내지 약 30,000g/m2/일, 또는 약 30,000 내지 약 40,000g/m2/일의 범위의 수분 전송률을 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 40,000 초과의 수분 전송률(MVTR)을 가질 수 있다.
한 양태에서, 제품은 약 50㎍/24시 미만의 DFP에 대한 투과도(사린에 대해 모의 실험함)를 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 1 내지 약 5㎍/24시, 약 5 내지 약 10㎍/24시, 약 10 내지 약 20㎍/24시, 약 20 내지 약 30㎍/24시, 약 30 내지 약 40㎍/24시, 또는 약 40 내지 약 50㎍/24시의 범위의 DFP에 대한 투과도(사린에 대해 모의 실험함)를 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 약 1㎍/24시의 DFP에 대한 투과도(사린에 대해 모의 실험함)를 가질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 특정 화학 또는 미생물 제제에 대한 독성 수준보다 낮은, 화학 또는 미생물 제제에 대한 투과도를 가질 수 있다.
제품의 성능 특징은 또한 하나 이상의 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제 불활성화 속도에 의해 특징지어질 수 있다. 한 양태에서, 제품은 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대해 약 2g/시/m2의 범위의 불활성화 속도를 나타낼 수 있다. 한 양태에서, 제품은 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대해 약 2 내지 약 3g/시/m2, 약 3 내지 약 4g/시/m2, 또는 약 4 내지 약 5g/시/m2의 범위의 불활성화 속도를 나타낼 수 있다. 한 양태에서, 제품은 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대해 약 5g/시/m2 초과의 범위의 불활성화 속도를 나타낼 수 있다.
한 양태에서, 10g/m2의 투여 수준에서, 제품은 24시간의 기간 후 약 5% 초과의 불활성화를 나타낼 수 있다. 한 양태에서, 10g/m2의 투여 수준에서, 제품은 24시간의 기간 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 불활성화율을 나타낼 수 있다. 한 양태에서, 10g/m2의 투여 수준에서, 제품은 24시간의 기간 후 약 100%의 불활성화를 나타낼 수 있다.
한 양태에서, 제품은 미반응된 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대한 약 30분 초과의 범위의 파괴 시간(breach time)을 나타낼 수 있다. 한 양태에서, 제품은 미반응된 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대한 약 30분 내지 약 1시간, 약 1 내지 약 2시간, 약 2 내지 약 3시간, 약 3 내지 약 4시간, 약 4 내지 약 6시간, 약 6 내지 약 7시간, 약 7 내지 약 8시간, 약 8 내지 약 9시간, 또는 약 9 내지 약 10시간의 범위의 파괴 시간을 나타낼 수 있다. 한 양태에서, 제품은 미반응된 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대한 약 10시간 초과의 범위의 파괴 시간을 나타낼 수 있다.
한 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅(12)은 다공성 막(11)상에 지지된 단일 층을 포함하여 도 1에 도시된 바와 같은 제품(10)을 형성할 수 있다. 본원 명세서 및 특허청구범위에 걸쳐서, 제품 및/또는 적층체 구조의 다양한 묘사는 단지 대표적인 것이고, 본 발명의 가능한 양태를 모두 나타내는 것이 아니다. 도 1에 도시된 양태에서, 박리에 대해 보호성인 성분은 제 1 선택적 투과성 코팅(12)의 구성요소이다. 제 1 선택적 투과성 코팅은 상기 범위의 두께 및/또는 중량을 가질 수 있다. 선택적인 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 상기 범위의 조합된 두께 및/또는 중량을 갖는 2개 이상의 층을 포함할 수 있다. 제 1 선택적 투과성 코팅내의 하나 이상의 층은 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, 성분은 다공성 막(11)으로부터의 박리로부터 제 1 선택적 투과성 코팅(12)을 보호한다.
다른 양태에서, 성분은 도 2에 도시된 바와 같은 제 2 선택적 투과성 층(23)의 구성요소일 수 있거나, 또는 제 2 선택적 투과성 층의 실질적으로 전부를 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, 제 2 선택적 투과성 층(23)은 제 1 선택적 투과성 층(22)상에 실질적으로 가로놓일 수 있다. 제 1 선택적 투과성 층(22)은 하나 이상의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함한다.
한 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅은 단일한 두꺼운 층 대신에 다수의 얇은 층을 포함할 수 있고, 이때 다수의 층내의 각각의 층은 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함할 수 있다. 도 3은, 제 1 선택적 투과성 코팅이 각각 하나 이상의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 갖는 2개의 층(34 및 35)을 포함하는, 막(31)상에 지지된 선택적 투과성 코팅(32)을 갖는 제품(30)을 나타낸다. 한 양태에서, 선택적 투과성 코팅은 동일한 두께를 갖는 다수의 얇은 층을 포함할 수 있다. 선택적인 양태에서, 선택적 투과성 코팅은 최종 용도 제품 및 막상에 선택적 투과성 코팅을 침착하기 위해 사용된 방법에 따라 변하는 일정 범위의 두께 및/또는 중량을 갖는 다수의 얇은 층을 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, 비록 보호 성분이 층(34 및 35)중 하나 또는 둘다에 포함될 수 있지만, 보호 성분은 제 2 선택적 투과성 층(33)의 구성요소로서, 또는 실질적으로 제 2 선택적 투과성 층의 전부로서 도시된다.
한 양태에서, 적층체가 제공된다. 적층체는 상기 기술된 제품 및 소유성 막을 포함할 수 있다. 제품은 소유성 막상에 지지될 수 있다. 한 양태에서, 소유성 막은 오일, 그리스 또는 체액, 예컨대 땀 및 임의의 다른 오염성 제제를 흡수하거나 흡착함으로써 오염에 대해 저항하는 막을 지칭할 수 있다. 한 양태에서, 소유성 막은 기체 투과성 및 액체 침투 내성일 수 있고, 70,000g/m2/일 이상의 속도로 수분을 전송할 수 있다.
한 양태에서, 소유성 막은 막을 통해 확대되고, 오일 및 임의의 오염성 계면활성제, 예를 들어 ePTFE를 흡수하는 경향이 있는 물질로부터 제조된 다수의 상호결합하는 공극을 포함할 수 있다. 코팅은 막내의 상호연결 통로를 한정하는 노드 및 피브릴의 표면상에 배치될 수 있다. 코팅은, 막내의 공극의 완전한 차단 없이 생성된 소유성 막에 오일 및 계면활성제 내성을 제공하는 노드 및 피브릴의 표면상에 응집된 소유성 플루오로중합체 고체를 포함할 수 있다.
적합한 소유성 플루오로중합체 고체는 플루오로카본 측쇄를 갖는 아크릴계 중합체 및 상대적으로 소량의 물, 수용성 조용매 및 글리콜을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 적합한 소유성 플루오로중합체 고체는 존일(Zonyl) 계열의 불소 함유 중합체(시바 스페셜티 케미칼스(CIBA Specialty Chemicals)에서 시판중)를 포함할 수 있다. 선택적인 양태에서, 적합한 소유성 플루오로중합체 고체는 TLF-8868, TLF-9312, TLF-9373, TLF-9404A 및 TLF-9494B(듀퐁(DuPont)에서 시판중)라는 상표하에 시판중인 플루오로중합체를 포함할 수 있다.
한 양태에서, 소유성 막은 공극의 표면을 소유성 플루오로중합체 고체의 희석되고 안정화된 분산액으로 적심으로써 형성될 수 있다. 이어서, 분산액의 소유성 플루오로중합체 고체는 막내의 공극을 한정하는 표면상에 응집될 수 있다. 한 양태에서, 소유성 막은 이벤트(eVENT; 미국 미주리주 소재 비에이치에이 테크놀로지스(BHA Technologies))라는 상표하에 상업적으로 입수될 수 있다.
한 양태에서, 제 1 선택적 투과성 코팅(42)은, 이 또한 도 4에 도시된 바와 같은 소유성 막(46)상에 지지되는 막(41)상에 지지되어 적층체(40)를 형성할 수 있다. 이러한 양태에서, 보호 성분은 제 1 선택적 투과성 코팅(42)의 구성요소, 예를 들어 하이드록시알킬-치환된 폴리에틸렌이민이다. 비록 도 4가 단지 하나의 선택적 투과성 코팅(42)을 나타내지만, 선택적 투과성 코팅의 다중 층이 적층체 구조(40)내에서 가능할 수 있다. 예를 들어, 보호 성분은 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소로서 제공될 수 있거나, 또는 제 2 선택적 투과성 코팅의 전부를 실질적으로 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 5는 막(51)상에 지지된 제 1 선택적 투과성 코팅(52)을 포함하는 적층체(50)를 도시한다. 막(51)은 소유성 막(56)상에 지지된다. 보호 성분을 포함하는 제 2 선택적 투과성 코팅(53)은 제 1 선택적 투과성코팅(52)상에 실질적으로 가로놓인다. 비록 하나의 층으로서 도시되지만, 제 1 선택적 투과성 코팅(52)은, 다수의 층내의 하나 이상의 층이 항균제를 포함할 수 있는 다수의 층을 포함할 수 있다.
한 양태에서, 적층체는 하나 이상의 직물, 막 및 필름으로부터 선택된 껍질 층을 포함할 수 있다. 도 6은 소유성 막(66)의 제 1 표면상에 지지된 막(61)상에 지지된 제 1 선택적 투과성 코팅(62)을 함유하는 적층체(60)를 도시한다. 도 6에 도시된 양태에서, 보호 성분은 제 1 선택적 투과성 코팅(62)의 구성요소이다. 껍질 층(67)은 소유성 막(66)의 제 2 표면상에 지지된다.
한 양태에서, 껍질 층은 하나 이상의 직물 층을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 직물 층은 의류 또는 인클로저(enclosure), 예컨대 의복, 텐트, 침낭, 사상자 가방 등의 제품에 사용하기 위해 충분하게 가요성이고 잘 휘어지고 내구적일 수 있다.
한 양태에서, 하나 이상의 직물 층은 폴리(지방족 아마이드), 폴리(방향족 아마이드), 폴리에스터, 폴리올레핀, 양모, 셀룰로스계 섬유, 예컨대 면, 레이온, 리넨, 셀룰로스 아세테이트 및 다른 개질된 셀룰로스, 폴리우레탄, 아크릴, 메타크릴 또는 이들중 임의의 것을 포함하는 배합물을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 하나 이상의 직물 층을 면, 폴리(지방족 아마이드), 폴리(방향족 아마이드), 폴리에스터, 폴리우레탄 또는 이들의 배합물을 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 하나 이상의 직물 층은 직포로부터 제조될 수 있다. 선택적인 양태에서, 하나 이상의 직물 층은 부직포로부터 제조될 수 있다. 부직포는 편직(knitting)되거나, 브레이딩(braiding)되거나, 터프팅(tufting)되거나, 또는 펠팅(felting)될 수 있다.
한 양태에서, 적층체는 본원에 기술된 제품, 소유성 막 및 2개 이상의 직물 물질을 포함할 수 있다. 2개의 직물 층은 동일한 직물 물질을 포함할 수 있거나, 또는 상이한 직물 층을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 적층체(70)는 도 7에 도시된 바와 같이 외부 직물 층(78) 및 내부 직물 층(77)을 포함할 수 있다. 제 1 선택적 투과성 코팅(72)은 소유성 막(76)상에 지지된 막(71)상에 지지된다. 박리에 대해 보호성인 성분을 포함하는 제 2 선택적 투과성 코팅(73)은 제 1 선택적 투과성 코팅(74)상에 실질적으로 가로놓이고, 생성된 구조는 외부 직물 층(78)과 내부 직물 층(77) 사이에 샌드위칭된다. 비록 도 7이 단지 하나의 선택적 투과성 막을 나타내지만, 다중 층의 선택적 투과성 막이 적층체 구조(80)에서 가능할 수 있다.
외부 직물 층은 구성요소에 노출되는 적층체의 최외각 층이다. 한 양태에서, 외부 직물 층은 폴리(지방족 아마이드), 폴리(방향족 아마이드), 폴리에스터, 아크릴, 면, 양모 등으로부터 제조된 직포일 수 있다. 한 양태에서, 외부 직물 층은 소수성 또는 소유성이 되도록 처리될 수 있다. 한 양태에서, 내부 직물은 편직물, 직포 또는 부직포일 수 있고, 습기 위킹(wicking) 특성을 강화시키거나 소수성 또는 소유성 특성을 부여하도록 처리될 수 있다.
일부 양태에서, 직물 층은 난연성, 정전기방지 특성, 자외선 내성, 제어된 적외선(I. R.) 반사, 카무플라주(camouflage) 등과 같은 특성을 부여하기 위해 적합한 물질로 처리될 수 있다.
한 양태에서, 적층체는 하나 이상의 부가적인 층, 예를 들어 하나 이상의 친수성 막 층, 소유성 막 층 또는 다공성 막 층을 포함할 수 있다. 도 8은 본 발명의 한 양태에 따른 적층체(80)를 도시한다. 제 1 선택적 투과성코팅(82)은 소유성 막(86)상에 지지된 막(81)상에 지지된다. 보호 성분은, 제 1 선택적 투과성 코팅(82)상에 실질적으로 가로놓인 제 2 선택적 투과성 코팅(83)의 구성요소이거나, 이의 전부를 실질적으로 포함한다. 제 1 부가 층(89)은 소유성 막(86)과 내부 직물 층(87) 사이에 존재한다. 제 1 부가 층(89)은 친수성 막, 소유성 막 또는 미세다공성 막일 수 있다. 비록 단지 하나의 상기 부가 층이 도시되지만, 다중 부가 층이 적층체 구조(80)내에서 가능할 수 있다. 생성된 구조는 외부 직물 층(88) 및 내부 직물 층(87) 사이에 샌드위칭된다.
한 양태에서, 적층체내의 하나 이상의 층은 하나 이상의 효소적-활성 물질, 촉매적-활성 물질 또는 화학적-흡수 물질을 포함할 수 있다. 효소적-활성 물질, 촉매적-활성 물질 또는 화학적-흡수 물질은 적층체 구조의 임의의 층에 존재할 수 있다. 예를 들어, 효소적-활성 물질, 촉매적-활성 물질 또는 화학적-흡수 물질은 선택적 투과성 코팅, 친수성 막, 소유성 막, 외부 직물 층, 내부 직물 층 및 다른 적합한 층중 하나 이상에 존재할 수 있다. 일부 양태에서, 적층체내의 상이한 층은 독립적으로 효소적-활성 물질, 촉매적-활성 물질 또는 화학적-흡수 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 직물 층은 효소적-활성 물질을 포함할 수 있고, 내부 직물 층은 화학-흡수 물질을 포함할 수 있고, 선택적 투과성 코팅은 촉매적-활성 입자를 포함할 수 있다.
한 양태에서, 적층체는 보호 의류를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 제품은 하나 이상의 직물 층상에 지지되어 상기한 바와 같은 보호 의류를 형성할 수 있다. 한 양태에서, 보호 의류는 수분을 전송할 수 있고, 해로운 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제로의 인간의 노출을 감소시킬 수 있다. 한 양태에서, 보호 의류는, 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제의 활성을 감소시키거나, 또는 상당한 양의 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제가 제제 보호 의류를 통과하는 시간의 양을 증가시킴으로써, 해로운 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제로의 인간의 노출을 감소시킬 수 있다.
한 양태에서, 보호 의류는 겉옷을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 보호 의류는 내연마성일 수 있는 외부 대향 표면을 갖는 겉옷을 포함할 수 있다. 겉옷은 재킷, 상의, 치마, 바지, 모자, 장갑, 커버올(coverall) 등중 하나 이상을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 화학 또는 미생물 제제 보호 의류는 정화 수트(decontamination suit)를 포함할 수 있다.
한 양태에서, 보호 의류는 노출된 피부에 입을 수 있는 속옷을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 화학 또는 미생물 제제는 피부와 유체 연통하도록 입을 수 있는 속옷을 포함한다. 한 양태에서, 화학 또는 미생물 제제 보호 의류는 양말, 구두, 부츠 등과 같은 신발류를 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 상기 제품은 보호 인클로저, 예컨대 텐트, 침낭, 사망자 가방, 쉘터 등에 사용될 수 있다.
한 양태에서, 방법이 제공된다. 방법은 제 1 선택적 투과성 코팅을 다공성 막에 적용함을 포함한다. 제 1 선택적 투과성 코팅은 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함한다. 제제는 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제의 활성을 감소시키거나, 또는 상당한 양의 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제가 제품을 통과하는 시간의 양을 증가시키기 위하여, 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제와 반응하기에 충분한 양으로 존재한다. 다공성 막으로부터의 제 1 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분은 또한 단독으로 또는 제 1 선택적 투과성 코팅의 구성요소로서, 또는 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소로서 적용된다.
한 양태에서, 제 1 및/또는 제 2(존재하는 경우) 선택적 투과성 코팅은 코팅 기술, 예를 들어 침지 코팅, 슬롯-다이 코팅, 막대 코팅, 그라비아 코팅 등에 의해 막에 적용될 수 있다. 한 양태에서, 선택적 투과성 코팅은, 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제 및/또는 보호 성분의 용액을 막 제조 공정에 첨가함으로써 다공성 막에 혼입될 수 있다. 선택적 투과성 코팅을 형성하도록 조합된 다수의 층을 포함하는 양태에서, 상이한 층이 일련의 막에 적용될 수 있거나, 또는 선택적 투과성 코팅이 사전에 제조된 후 다공성 막에 적층될 수 있다.
일부 양태에서, 선택적 투과성 코팅은 본원에 개시된 방법을 사용하여 본질적으로 표면상에 존재하는 다공성 막을 코팅하거나 도포하도록 제조될 수 있다. 선택적인 양태에서, 선택적 투과성 코팅은 막 두께를 통해 매우 적은 정도까지 또는 선택적 투과성 코팅이 이의 전체 두께를 통해 막내의 공극을 실질적으로 코팅하는 정도까지 막에 흡수되도록 부가적으로 제조될 수 있다. 일부 양태에서, 선택적 투과성 코팅은 상기 막 공극내에 완전히 존재하도록 제조될 수 있거나, 또는 단지 선택적 투과성 코팅의 일부분이 공극내에 존재하도록 제조될 수 있다.
한 양태에서, 선택적 투과성 코팅의 용액은 막에 적용될 수 있다. 적합한 용매는 특정 용매내의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제의 용해도에 따라 수성이거나 비수성일 수 있다. 적합한 용매는 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 및 수소 결합 허용 능력을 갖는 화합물 또는 물과 혼화성인 용매를 포함할 수 있다. 적합한 지방족 및 방향족 탄화수소 화합물은 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 알킬 기로 치환될 수 있는 하나 이상의 헥산, 사이클로헥산 및 벤젠을 포함할 수 있다. 수소 결합 허용 능력을 갖는 적합한 화합물은 하기 작용기, 예컨대 하이드록실 기, 아미노 기, 에터 기, 카본일 기, 카복실산 에스터 기, 카복실산 아마이드 기, 우레이도 기, 설폭사이드 기, 설폰일 기, 티오에터 기 및 나이트릴 기중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적합한 용매는 하나 이상의 알콜, 아민, 에터, 케톤, 알데하이드, 에스터, 아마이드, 우레아, 우레탄, 설폭사이드, 설폰, 설폰아마이드, 설페이트 에스터, 티오에터, 포스핀, 포스파이트 에스터 및 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다. 적합한 비수성 용매의 일부 다른 예는 톨루엔, 헥산, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 아세토페논, 사이클로헥사논, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온, 이소프로판올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 벤질 알콜, 푸르푸릴 알콜, 글리세롤, 사이클로헥산올, 피리딘, 피페리딘, 모폴린, 트라이에탄올아민, 트라이이소프로판올아민, 다이부틸 에터, 2-메톡시에틸 에터, 1,2-다이에톡시에탄, 테트라하이드로푸란, p-다이옥산, 아니솔, 에틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 다이아세테이트, 부틸 아세테이트, 감마-부티로락톤, 에틸 벤조에이트, N-메틸피롤리딘온, N,N-다이메틸아세트아마이드, 1,1,3,3-테트라메틸우레아, 티오펜, 테트라하이드로티오펜, 다이메틸설폭사이드, 다이메틸설폰, 메탄설폰아마이드, 다이에틸 설페이트, 트라이에틸포스파이트, 트라이에틸포스페이트, 2,2'-티오다이에탄올, 아세토나이트릴 또는 벤조나이트릴을 포함한다. 한 양태에서, 방법은 공기 건조, 진공 건조, 열 건조 또는 이들의 조합에 의해 막으로부터 잔류하는 임의의 용매를 제거함을 포함할 수 있다.
한 양태에서, 방법은, 예를 들어 보호 장비 및/또는 의류에 사용될 수 있는 적층체의 제조를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 선택적 투과성 막은 막, 필름 또는 의류 직물의 하나 이상의 층에 적층될 수 있다. 한 양태에서, 선택적 투과성 막은 친수성 막, 소유성 막, 외부 층 직물 또는 내부 층 직물중 하나 이상의 층에 적층될 수 있다. 한 양태에서, 적층은 열 결합, 고온 롤 적층, 초음파 적층, 접착 적층, 강제된 고온 공기 적층(forced hot air lamination), 또는 바느질과 같은 기계적인 부착에 의해 달성될 수 있다.
한 양태에서, 적층체는 시밍(seaming) 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 시밍 기술은 모서리를 바느질하거나 열 밀봉하여 결합한 후 솔기를 적층체의 내부에 열 밀봉함을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 적층체는 접착제 또는 바느질을 사용하여 제조될 수 있다. 사용되는 경우 바느질은, 예를 들어 퀼팅(quilting) 또는 점 결합된 부직 물질내의 층 전반에 존재할 수 있거나, 또는 예를 들어 의복, 장갑 및 다른 의류 제품내의 솔기 또는 커프에만 존재할 수 있다.
한 양태에서, 방법은 제품, 적층체, 보호 장비 또는 보호 의류를 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제와 접촉시킴을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 하나 이상의 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제에 대한 인간의 노출을 감소시키기 위한 방법이 제공된다. 방법은 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제를 공극 및 제 1 선택적 투과성 코팅을 갖는 막에 노출시킴을 포함할 수 있다. 방법은 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제를 공극에 침윤시키고, 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제를 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제와 반응시킴을 포함할 수 있다.
한 양태에서, 방법은 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제의 생물학적 활성을 감소시키는 것과 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제의 상당한 양이 제품, 적층체 또는 의류를 통과하는 시간의 양을 증가시키는 것중 하나 또는 둘다를 포함할 수 있다. 한 양태에서, 방법은 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제의 생물학적 활성을 80% 이상만큼 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 방법은 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제의 상당한 양이 제품을 통과하는 시간의 양을 약 1시간만큼 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
한 양태에서, 방법은 인간과 화학, 생물, 방사선 및/또는 미생물 제제 사이에, 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제에 비해 우수한 수증기에 대한 투과도를 갖는 막을 포함하는 화학, 생물, 방사선 또는 미생물 제제 보호 의류를 삽입함을 포함할 수 있다.
에톡실화된 폴리에틸렌이민의 25중량% 저장 용액을 사이텍 인더스트리스 인코퍼레이티드(Cytec Industries Inc.)에서 시판중인 사일링크(Cylink, 등록상표명) 2000 가교결합 용액 20중량%와 함께 2-프로판올에서 제조한다. 상기 용액을 사용하여 20g/m2의 코팅 수준으로 ePTFE 막상에 코팅을 적용하고, 180℃에서 10분 동안 경화시킨다. 이어서, 미세다공성 폴리우레탄의 제 2 층을 약 3g/m2의 수준으로 초기 처리하는 동안 적용하고, 충분히 경화시킨다. 이어서, 생성된 아키텍쳐를 직물 기재에 적층하고, 박리 없이 수회 세탁한다.
상기 예는 본 발명의 일부 특징을 예시한다. 첨부된 특허청구범위는 이해되는 한 넓게 본 발명을 청구하는 것으로 의도되고, 본원에 제공된 예는 모든 가능한 다수의 양태로부터 선택된 양태를 예시한다. 따라서, 첨부된 특허청구범위가 이용된 예의 선택에 의해 본 발명의 예시된 특징을 제한하지 않는 것이 출원인의 의도이다. 특허청구범위에 사용된 단어 "포함하는" 및 이의 문법적인 변형은 또한, 예를 들어 비제한적으로 "본질적으로 ~으로 이루어진" 및 "~로 이루어진"과 같은 변화하고 상이한 정도의 어구의 범위를 논리적으로 정하고 포함한다. 필요에 따라, 범위가 제공되었고, 이러한 범위는 이의 모든 하위 범위를 포함한다. 이러한 범위내의 다양한 변형이 당업자에게 시사되는 것으로 기대되고, 공중에게 이미 공개되지 않은 경우에, 첨부된 특허청구범위는 이러한 변형을 포함하여야 한다. 과학 및 기술의 진보는 언어의 불명확성의 이유에 의해 현재 고려되지 않는 등가물 및 치환을 가능하게 할 수 있고, 이러한 변형이 첨부된 특허청구범위에 포함되어야 한다.
10 제품
11 다공성 막
12 선택적 투과성 코팅
20 제품
21 다공성 막
22 제 1 선택적 투과성 층
23 제 2 선택적 투과성 층
30 제품
31 다공성 막
32 선택적 투과성 코팅
33 제 2 선택적 투과성 층
34 제 1 선택적 투과성 코팅의 제 1 층
35 제 1 선택적 투과성 코팅의 층
40 적층체
41 막
42 제 1 선택적 투과성 코팅
46 소유성 막
50 적층체
51 막
52 제 1 선택적 투과성 코팅
53 제 2 선택적 투과성 코팅
56 소유성 막
60 적층체
61 막
62 제 1 선택적 투과성 코팅
66 소유성 막
67 껍질 층
70 적층체
71 막
72 제 1 선택적 투과성 코팅
73 제 2 선택적 투과성 코팅
76 소유성 막
77 내부 직물 층
78 외부 직물 층
80 적층체
81 막
82 제 1 선택적 투과성 코팅
83 제 2 선택적 투과성 코팅
86 소유성 막
87 내부 직물 층
88 외부 직물 층
89 제 1 부가 층
11 다공성 막
12 선택적 투과성 코팅
20 제품
21 다공성 막
22 제 1 선택적 투과성 층
23 제 2 선택적 투과성 층
30 제품
31 다공성 막
32 선택적 투과성 코팅
33 제 2 선택적 투과성 층
34 제 1 선택적 투과성 코팅의 제 1 층
35 제 1 선택적 투과성 코팅의 층
40 적층체
41 막
42 제 1 선택적 투과성 코팅
46 소유성 막
50 적층체
51 막
52 제 1 선택적 투과성 코팅
53 제 2 선택적 투과성 코팅
56 소유성 막
60 적층체
61 막
62 제 1 선택적 투과성 코팅
66 소유성 막
67 껍질 층
70 적층체
71 막
72 제 1 선택적 투과성 코팅
73 제 2 선택적 투과성 코팅
76 소유성 막
77 내부 직물 층
78 외부 직물 층
80 적층체
81 막
82 제 1 선택적 투과성 코팅
83 제 2 선택적 투과성 코팅
86 소유성 막
87 내부 직물 층
88 외부 직물 층
89 제 1 부가 층
Claims (10)
- 다공성 막;
상기 다공성 막에 의해 지지되고, 효과량의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함하는 제 1 선택적 투과성 코팅; 및
상기 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 제 1 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분
을 포함하는 제품. - 제 1 항에 있어서,
성분이 제 1 선택적 투과성 코팅의 구성요소를 포함하는 제품. - 제 1 항에 있어서,
성분이 제 2 선택적 투과성 코팅의 구성요소를 포함하는 제품. - 제 1 항에 있어서,
제 1 선택적 투과성 코팅이 화학 제제, 생물 제제, 방사선 제제 또는 항균제에 대해 활성인 중합체 성분을 추가로 포함하는 제품. - 제 4 항에 있어서,
중합체 성분이 하이드록시알킬-치환된 폴리알킬렌이민을 포함하는 제품. - 제 1 항에 따른 제품 및 하나 이상의 부가적인 막을 포함하는 적층체.
- 제 6 항에 따른 적층체를 포함하는 의류 물품으로서, 겉옷을 포함하는 의류 물품.
- (i) 효과량의 항화학제, 항생물제, 항방사선제 및/또는 항균제를 포함하는 제 1 선택적 투과성 코팅; 및
(ii) 다공성 막 및/또는 적용된 임의의 다른 코팅으로부터의 상기 제 1 선택적 투과성 코팅의 박리에 대해 보호성인 성분
을 다공성 막에 적용하는 단계를 포함하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
성분이 또한 제 1 선택적 투과성 코팅의 구성요소인 방법. - 제 8 항에 있어서,
제 1 선택적 투과성 코팅이 중합체 성분을 추가로 포함하는 방법으로서, 상기 중합체 성분을 경화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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