KR20130067231A - 국소화된 비대칭성을 갖는 막 - Google Patents

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Abstract

국소화된 비대칭성을 갖는 막, 상기 막을 포함하는 장치, 상기 막을 제조하는 방법 및 상기 막을 사용하는 방법이 개시된다.

Description

국소화된 비대칭성을 갖는 막{Membrane with localized asymmetries}
이 특허 출원은 미국 임시 특허출원 제 61/569,993 호 (출원일: 2011년 12월 13일)의 이익을 주장한다. 미국 임시 특허출원 제 61/569,993 호는 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
다양한 대칭(등방성) 및 비대칭(이방성) 미세다공성 막이 공지되어 있다.
대칭 막에 있어서 그 기공 구조(예를 들어, 평균 기공 크기)는, 일 표면으로부터 타 표면까지의 막 전체에 걸쳐서 실질적으로 동일하다. 비대칭 미세다공성 막에 있어서는, 그 기공 구조(예를 들어, 평균 기공 크기)가 막에 걸쳐서 변화하며, 통상적으로는, 막의 일 표면으로부터 타 표면으로 갈수록 그 크기가 증가한다. 또 다른 유형의 비대칭 막에 있어서는, 그 기공 구조가 모래시계의 형태와 유사하여, 막의 두께 내에서의 일 위치에서는 그 크기가 감소하다가 그 반대쪽 표면에서는 다시 그 크기가 증가한다.
그러나, 특정한 적용분야에서 원하는 시간 동안 원하는 수준의 투과유량을 유지하는 막이 필요하다. 본 발명의 이러한 이점 및 다른 이점은, 이하에 기술되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따라 제공되는 국소화된 비대칭성을 갖는 비대칭 미세다공성 막은 제1 표면 및 제2 표면을 갖고 있는데, 이때, 제1 표면의 일 부분은 제1 기공 구조를 갖고 있고, 제1 표면의 다른 부분은 제2 기공 구조를 갖고 있으며, 제2 기공 구조는 제1 기공 구조와 다르다. 제2 표면이 갖는 기공 구조는 제1 표면의 상기 부분들의 기공 구조와 다를 수도 있고, 제1 표면의 일 부분의 기공 구조와 실질적으로 동일할 수도 있다.
막은 제1 표면과 제2 표면 사이에 다공성 몸체를 갖는다. 본 발명의 구현예에 있어서, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께는 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께와 다를 수 있다. 또는, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께는 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께와 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 국소화된 비대칭성을 갖는 막을 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다: (a) 국소화된 비대칭성에 상보적인 미리 결정된 기하(geometry)를 갖는 주형을 얻는 단계; (b) 주형을 상태조절 물질로 상태조절(preconditioning)하는 단계; (c) 폴리머 용액을 상태조절된 주형 위에 부착하는 단계; (d) 선택적으로, 하나 이상의 폴리머 용액을 이전에 부착된 폴리머 용액 위에 부착하는 단계; (e) 부착된 폴리머 용액(들)을 고체화(precipitating)하여 막을 형성하는 단계; 및, (f) 막을 주형으로부터 분리하는 단계.
국소화된 비대칭성을 갖는 막을 제조하는 방법의 또 다른 구현예는 다음의 단계를 포함한다: (a) 주형을 얻는 단계; (b) 주형을 상태조절 물질로 상태조절하여, 국소화된 비대칭성에 상보적인 미리 결정된 기하를 갖는 캐스팅(casting) 면을 제공하는 단계; (c) 폴리머 용액을 상태조절된 주형 위에 부착하는 단계; (d) 선택적으로, 하나 이상의 폴리머 용액을 이전에 부착된 용액 위에 부착하는 단계; (e) 부착된 폴리머 용액(들)을 고체화하여 막을 형성하는 단계; 및, (f) 막을 주형으로부터 분리하는 단계.
국소화된 비대칭성을 갖는 막을 제조하는 방법의 일부 구현예에 있어서, 상기 방법은, (h) 막을 침출(leaching)하는 단계; 및/또는, (g) 막을 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
다른 구현예로서, 유체를 처리하는 방법이 제공되며, 이는, 예를 들면, 유체를 막의 제1 또는 제2 표면을 따라 흐르도록 하는 단계; 유체를 막의 제1 표면으로부터 막의 제2 표면을 향하여 통과시키는 단계; 또는, 유체를 막의 제2 표면으로부터 막의 제1 표면을 향하여 통과시키는 단계;를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 막의 단면도로서, 막의 제1 표면의 제1 및 제 2 부분을 보여주는데, 상기 두 부분은 서로 다른 기공 구조를 갖고 있고, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 막의 두께는 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 막의 두께와 다르다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 막의 상부 표면의 일 부분의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 막의 단면도로서, 상부 표면을 더욱 자세하게 보여준다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 막의 단면도로서, 막의 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주는데, 상기 두 부분은 서로 다른 기공 구조를 갖고 있고, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 막의 두께는, 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 막의 두께와 실질적으로 동일하다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 막의 단면도로서, 상부 표면을 자세하게 보여준다.
도 6은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 막의 상부 표면의 일 부분의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 막의 단면도로서, 상부 표면을 자세하게 보여준다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 막을 포함하는 여러가지 막에 대하여 처리량 대비 BSA 유속을 보여준다.
도 9는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 이중 캐스팅된 막의 단면도이다.
유리하게도, 국소화된 비대칭성을 갖는 막은, 종래의 대칭 막 및 종래의 비대칭 막에 비하여, 파울링(fouling)에 대한 더 큰 내성을 갖는다.
본 발명의 일 구현예에 따라 국소화된 비대칭성을 갖는 비대칭 미세다공성 막이 제공되며, 상기 막은 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 제1 표면의 제1 부분은 제1 기공 구조를 갖고, 제1 표면의 제2 부분은 제2 기공 구조를 갖고, 제2 기공 구조는 제1 기공 구조와 다르다. 제2 표면이 갖는 기공 구조는 제1 표면의 상기 부분들의 기공 구조와 다를 수도 있고, 제1 표면의 일 부분의 기공 구조와 실질적으로 동일할 수도 있다. 상기 막은, 제1 표면과 제2 표면의 사이에 다공성 몸체를 갖는다. 일부 구현예에 있어서, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께는, 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께와 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 일부 구현예에 있어서, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께는, 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 몸체의 두께와 다를 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에 있어서, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 두께는 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 두께보다 적어도 약 10 % 더 클 수 있고, 다른 구현예에 있어서, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 두께는 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 두께보다 적어도 약 15 %, 또는 적어도 약 30 % 더 클 수 있다. 바람직하게는, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 두께가 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 두께보다 더 큰 구현예에 있어서, 제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 두께는 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 두께보다 약 10 % 내지 약 50 % 더 클 수 있다.
일 구현예에 있어서, 국소화된 비대칭성을 갖는 막이 제공되는데, 상기 국소화된 비대칭성을 갖는 막은 비대칭 미세다공성 막을 포함하고, 상기 비대칭 미세다공성 막은 제1 표면, 제2 표면, 및 제1 및 제2 표면에 의하여 한정되는 내부 몸체를 포함하며, 제1 표면은 적어도 제1 부분 및 제2 부분을 갖고, 제1 부분이 갖는 제1 기공 구조는 제1 부분으로부터 내부 몸체 내로 연장하고, 제2 부분이 갖는 제2 기공 구조는 제2 부분으로부터 내부 몸체 내로 연장하며, 그 표면에서의 제1 기공 구조는 그 표면에서의 제2 기공 구조와 적어도 약 2 배의 차이가 난다. 예를 들어, 제1 기공 구조 대 제2 기공 구조의 비율은 약 3:1 내지 약 75:1의 범위일 수 있으며, 이보다 더 클 수도 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 비대칭 미세다공성 막은 제1 표면, 제2 표면, 및 제1 및 제2 표면에 의하여 한정되는 내부 몸체를 포함하는데, 제1 표면은 적어도 제1 부분 및 제2 부분을 갖고, 제1 부분은 제1 평균 기공 크기를 포함하는 제1 기공도를 갖고, 제2 부분은 제2 평균 기공 크기를 포함하는 제2 기공도를 가지며, 제1 기공 크기는 제2 기공 크기보다 적어도 약 2 배 더 크다. 예를 들어, 제1 평균 기공 크기 대 제2 평균 기공 크기의 비율은 약 3:1 내지 약 75:1의 범위일 수 있으며, 이보다 더 클 수도 있다. 통상적으로는, 제1 평균 기공 크기 대 제2 평균 기공 크기의 비율은 적어도 약 5:1일 수 있고, 바람직하게는, 상기 비율은 적어도 약 10:1일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 비율은 적어도 약 25:1일 수 있으며, 더욱 구체적인 예를 들면, 적어도 약 40:1, 또는 적어도 약 50:1, 또는 적어도 약 60:1일 수 있다.
제2 표면은 제1 표면의 부분들의 기공 구조와 다른 기공 구조를 가질 수 있다. 또는, 제2 표면은 제1 표면의 일 부분의 기공 구조와 실질적으로 동일한 기공 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 표면은 제3 기공도를 가질 수 있고, 제3 기공도는 제3 평균 기공 크기를 포함할 수 있는데, 이때, 제3 평균 기공 크기는 제1 평균 기공 크기보다 적어도 약 10 배 더 작거나, 및/또는, 제3 평균 기공 크기는 제2 평균 기공 크기보다 적어도 약 2 배 더 작다. 통상적으로는, 제1 표면의 제2 평균 기공 크기 대 제2 표면의 평균 기공 크기의 비율은 적어도 약 2:1일 수 있고, 바람직하게는, 제1 표면의 제2 평균 기공 크기 대 제2 표면의 평균 기공 크기의 비율은 적어도 약 25:1일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 비율은 적어도 약 50:1일 수 있으며, 더욱 구체적인 예를 들면, 적어도 약 100:1, 적어도 약 125:1, 또는 적어도 약 140:1일 수 있다. 통상적으로, 제1 표면의 제1 평균 기공 크기 대 제2 표면의 평균 기공 크기의 비율은 적어도 약 5:1일 수 있고, 바람직하게는, 제1 표면의 제1 평균 기공 크기 대 제2 표면의 평균 기공 크기의 비율은 적어도 약 15:1일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 비율은 적어도 약 75:1일 수 있으며, 구체적인 예를 들면, 적어도 약 100:1, 또는 적어도 약 150:1일 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 제1 표면의 제1 또는 제2 부분의 평균 기공 크기 대 제2 표면의 평균 기공 크기의 비율은 약 500:1 이상, 또는 약 700:1 이상, 또는 약 1000:1 이상일 수 있고, 이때, 구체적인 예를 들면, 제1 표면의 제1 부분의 제1 평균 기공 크기는 약 20 내지 약 30 ㎛일 수 있고, 제2 표면은 바이러스 포집이 가능한 절대 평균 기공 크기를 가질 수 있다.
통상적으로, 제2 표면의 평균 기공 크기는 제2 표면에 걸쳐서 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 일부 구현예에 있어서, 제2 표면은 서로 다른 평균 기공 크기를 갖는 부분들을 가질 수 있다.
상기 막의 구현예는 적어도 하나의 원하는 기능 및/또는 원하는 특성을 가질 수 있으며, 예를 들면, 항균 기능 및/또는 전하를 가질 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 상기 막의 일 부분(예를 들어, 상기 막의 일 표면에 있거나 및/또는 그 근처에 있는)은, 상기 막의 나머지 부분에 비하여, 더 높은 농도의 원하는 기능(들) 및/또는 특성(들)을 가질 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 국소화된 비대칭성을 갖는 막을 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다: (a) 국소화된 비대칭성에 대하여 상보적인 미리 결정된 기하를 갖는 주형을 얻는 단계; (b) 상태조절 물질(바람직하게는, 상태조절 유체)을 주형에 가하여, 상태조절된 주형을 제공하는 단계; (c) 폴리머 용액을 상태조절된 주형 위에 캐스팅(casting)하는 단계; (d) 선택적으로, 하나 이상의 캐스팅 용액을 이전에 캐스팅된 용액 위에 캐스팅하는 단계; (e) 캐스팅된 폴리머 용액(들)을 고체화하여 막을 제공하는 단계; 및, (f) 캐스팅된 폴리머 용액(들)을 고체화하여 제공된 막을 주형으로부터 분리하는 단계. 선택적으로, 상기 방법은, (g) 막을 침출하는 단계; 및/또는, (h) 막을 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 막을 침출하는 단계를 포함하는 상기 방법의 구현예에 있어서, 막은 주형으로부터, 침출 전에 또는 침출 후에, 분리될 수 있다.
국소화된 비대칭성을 갖는 막을 제조하는 방법의 또 다른 구현예는 다음의 단계를 포함한다: (a) 주형을 얻는 단계; (b) 상태조절 물질(바람직하게는, 상태조절 유체)을 일 패턴(바람직하게는, 미리 결정된 패턴)으로 주형에 가하여, 국소화된 비대칭성에 대하여 상보적인 미리 결정된 기하를 갖는 상태조절된 주형을 제공하는 단계; (c) 폴리머 용액을 상태조절된 주형 위에 캐스팅하는 단계; (d) 선택적으로, 하나 이상의 폴리머 용액을 이전에 캐스팅된 용액 위에 캐스팅하는 단계; (e) 캐스팅된 폴리머 용액(들)을 고체화하여 막을 제공하는 단계; 및, (f) 캐스팅된 폴리머 용액(들)을 고체화함으로써 제공된 막을 주형으로부터 분리하는 단계. 선택적으로, 상기 방법은 (g) 막을 침출하는 단계; 및/또는, (h) 막을 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 막을 침출하는 단계를 포함하는 상기 방법의 구현예에 있어서, 막은 주형으로부터, 침출 전에 또는 침출 후에, 분리될 수 있다.
상기 방법의 일부 구현예에 있어서, 상태조절 물질은 하나 이상의 원하는 기능 및/또는 특성을 막에 제공하기 위한 적어도 하나의 성분을 포함한다.
본 발명의 구현예에는 또한, 상기 막을 포함하는 장치, 및 상기 막을 사용하는 방법(예를 들어, 유체를 처리하기 위한) 등이 포함된다.
일부 구현예에 있어서, 유체를 처리하는 방법은, 예를 들면, 유체가 상기 막의 제1 표면을 따라 흐르도록 하거나 또는 상기 막의 제2 표면을 따라 흐르도록 하는 단계; 유체를 상기 막의 제1 표면으로부터 상기 막의 제2 표면을 통하여 통과시키는 단계; 또는, 유체를 상기 막의 제2 표면으로부터 상기 막의 제1 표면을 통하여 통과시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 막은 다음과 같이 제조될 수 있다. 즉, 상태조절된 주형 기재(이때, 주형 기재는 제조하고자 하는 막에 있는 원하는 국소화된 비대칭성에 대하여 상보적인 기하를 가지며, 상태조절 물질이 주형 기재에 도포되어 있다)를 하나 이상의 폴리머 용액으로 코팅한 다음, 코팅된 주형 기재를 경화함으로써 제조될 수 있다. 이때, 또는, 상태조절 물질은 일 패턴(예를 들어, 미리 결정된 패턴)으로 주형 기재(바람직하게는, 주형 기재는 평탄면을 가질 수 있다)에 도포된 후 하나 이상의 폴리머 용액으로 코팅되며, 코팅된 주형 기재는 경화된다.
다양한 재료가 주형 기재로서 적합하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 주형 기재(주형 기재는 친수성 또는 소수성일 수 있다)는, 직물(직조되거나 직조되지 않은), 엠보싱된 호일(embossed foil), 금속 스크린, 압출된 메쉬(extruded mesh), 텍스쳐링된 고무(textured rubber), 엠보싱된 폴리머 필름, 또는 기타 다양한 폴리머 재료로 만들어질 수 있다. 주형이 일 표면으로부터 타 표면에 이르는 개구부를 갖고 있는 구현예에 있어서, 특히, 주형이 개방된 메쉬를 포함하는 구현예에 있어서, 주형은, 상태조절 물질을 도포하기 전에, 일 측면이 덮여지거나, 폐쇄되거나, 및/또는, 밀봉될 수 있으며, 그에 따라, 주형의 상태조절이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
주형 기재를 상태조절 물질로 상태조절한 후, 주형 기재를 폴리머 용액으로 코팅한다.
통상적으로, 상태조절 물질은 비휘발성 성분을 포함할 수 있다. 이때, 비휘발성 성분은, 대기 온도 및 1 기압 하에서, 80 ℃ 이상의 끓는점을 가질 수 있다. 바람직하게는, 비휘발성 성분은, 대기 온도 및 1 기압 하에서, 약 100 ℃ 이상의 끓는점을 가질 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 상태조절 물질은 비휘발성 성분 뿐만 아니라 휘발성 성분을 포함할 수 있다. 이때, 휘발성 성분은, 대기 온도 및 1 기압 하에서, 80 ℃ 보다 낮은 끓는점을 가질 수 있다.
통상적으로, 상태조절 물질은 상태조절 유체, 더욱 바람직하게는 상태조절 액체를 포함하며, 이때, 상태조절 유체 또는 액체는 비휘발성 성분을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 상태조절 물질은 겔(gel), 폼(foam) 또는 페이스트(paste)를 포함하며, 이때, 상기 겔, 폼 또는 페이스트는 비휘발성 성분을 포함한다.
상태조절 물질, 예를 들어, 상태조절 유체는, 통상적으로, 적어도 하나의 강한 용매(막 제조에 사용되는 폴리머(들)를 위한), 및/또는, 상기 폴리머(들)를 위한 적어도 하나의 약한 용매, 및/또는, 상기 폴리머(들)에 대한 적어도 하나의 비용매를 포함할 수 있다 (약한 용매 및 비용매는, 기공 유도제(porogens) 또는 기공 형성제(pore formers)라고 불리우기도 한다).
바람직하게는, 적어도 하나의 강한 용매, 약한 용매 및/또는 비용매는 비휘발성 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 앞에서 언급한 바와 같이, 상태조절 물질은 비휘발성 성분 및 휘발성 성분을 포함할 수 있으며, 그에 따라, 상태조절 물질은 다음 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다: 강한 용매, 약한 용매 및 비용매. 이때, 강한 용매, 약한 용매 및/또는 비용매는 비휘발성 성분을 포함한다. 또한, 상태조절 물질은 다음 중에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다: 강한 용매, 약한 용매 및 비용매. 이때, 강한 용매, 약한 용매 및/또는 비용매는 휘발성 성분을 포함할 수 있다.
적합한 강한 용매의 예로서는, 디메틸 포름아미드(DMF); N,N-디메틸 아세트아미드(DMAC); N-메틸 피롤리돈; 테트라메틸우레아; 디옥산; 디에틸 숙시네이트; 디메틸 술폭사이드; 클로로포름; 테트라클로로에탄; 이들의 혼합물; 등이 있다.
적합한 약한 용매 및 비용매의 예로서는, 물; 여러가지 폴리에틸렌 글리콜계 화합물(PEGs)(예를 들어, PEG-400, PEG-1000 등); 여러가지 알코올계 화합물, 특히 저급 알코올 화합물(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올(IPA), 아밀 알코올계, 헥산올계, 헵탄올계, 옥탄올계, 등); 알칸 화합물(예를 들어, 헥산, 프로판, 니트로프로판, 헵탄계, 옥탄계, 등); 케톤, 에테르 및 에스테르 화합물(예를 들어, 아세톤, 부틸 에테르, 에틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 등); 여러가지 염 화합물(예를 들어, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 리튬 클로라이드, 등); 이들의 혼합물; 등이 있다.
일부 구현예에 있어서, 특히, 상태조절 물질이 주형에 미리 결정된 패턴으로 도포되는 구현예에 있어서, 적어도 하나의 비휘발성 성분을 포함하는 상태조절 물질은, 적어도 하나의 휘발성 성분, 예를 들어, 막 제조 조건 하에서 증발할 수 있는 성분을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상태조절 유체에 포함될 수 있는 실온에서 고체인 비휘발성 성분(예를 들어, PEG-1000)은, 휘발성 성분(예를 들어, 아세톤)과 혼합되어, 액체, 페이스트 또는 겔을 형성할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 휘발성 성분(예를 들어, 아세톤)은 증발할 수 있으며(그에 따라, 예를 들면, PEG-1000이 고체화됨), 그 시점은, 상태조절 유체가 도포된 후, 상태조절된 주형을 폴리머 용액으로 코팅하기 전일 수 있다.
상태조절 물질은 임의의 적합한 농도의 강한 용매(들), 약한 용매(들), 및/또는 비용매(들)을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에 있어서, 강한 및/또는 약한 용매(들)의 농도를 증가시키면, 상전환(phase inversion) 공정의 속도가 감소하게 되고 그 결과로 얻어지는 막은 더 큰 기공을 갖게 되며, 비용매(들)의 농도를 증가시키면, 상전환 공정의 속도가 증가하게 되고 그 결과로 얻어지는 막은 더 작은 기공을 갖게 된다.
상태조절 물질은, 제조되는 막에 하나 이상의 원하는 기능 및/또는 특성을 부여하기 위한 적어도 하나의 성분을 더 포함할 수 있으며, 예를 들면, 다음 중의 하나 이상을 더 포함할 수 있다: 예를 들면 소듐 바이카보네이트와 같은 고체(즉, 침출되어 나와서 기공이 형성되도록 하는 역할을 할 수 있는 고체); 예를 들어 세균 발육 저지 기능 또는 살균 기능과 같은 항균 기능을 제공하기 위한 성분(예를 들어, 은(silver)계 시약, 구체적인 예를 들면, 실버 니트레이트); 음전하와 같은 전하를 제공하기 위한 성분(예를 들어, 세균, 포유류 세포, 자유 핵산, 단백질(특정 pH 환경하에서의), 헤파린과 같은 약물, 등과 같은 음전하 대전된 표적 물질을 흡착하기 위한 성분); 양전하를 제공하기 위한 성분(예를 들어, 단백질(특정 pH 환경하에서의), 도파민과 같은 약물, 등과 같은 양전하 대전된 표적 물질을 흡착하기 위한 성분); 양성 이온; 혼합 전하; 킬레이트 기능을 제공(예를 들어, 킬레이팅 폴리머, 구체적인 예를 들면, 폴리아크릴산, 폴리비닐술폰산, 및 술폰화 폴리스티렌을 포함함으로써 제공되며, 예를 들어, 중금속을 흡착하기 위한 것임); 덴드리머의 포함(예를 들어, 폴리아미도아민(PAMAM). 이는 약제학적으로 활성인 화합물을 결합하기 위한 것임. 이러한 화합물의 예에는 혈액 샘플에서 얻은 약물 대사산물이 포함됨); 리포솜의 포함(이는, 예를 들어, 약물과 같은 원하는 물질을 운반/전달하기 위한 것임. 이때, 약물은, 예를 들면, 막에 기초한 약용 피부 패치를 제공하기 위한 것임); 기능화된 비드(bead) 및/또는 흡수제(또는 흡착제 : sorbent), 예를 들어, 크로마토그래피용 흡수제, 친화력 흡수제(예를 들어, 항체, 항체 절편, 효소, 등. 이는, 단백질 및/또는 내독소(endotoxin)와 같은 표적을 흡착하기 위한 것임), 활성화된 흡수제(예를 들면, 활성탄, 활성 실리카, 및 활성 알루미나) 등의 포함. 유리하게도, 이러한 성분(들)을 상태조절 물질의 일부로서 포함함으로써, 원하는 기능(들) 및/또는 특성(들)을 제공할 수 있는데, 원하는 경우, 막의 원하는 부분 및/또는 측면에만 제공할 수 있다. 물론, 이와 달리, 막 전체에 걸쳐 제공할 수도 있다. 예를 들어, 원하는 기능(들) 및/또는 특성(들)은 상태조절 물질에 의하여 접촉되는 막의 부분에 국소화될 수 있다. 또는, 예를 들면, 상태조절 물질에 의하여 접촉되는 막의 부분은, 상태조절 물질과 대향하는 막 표면의 다른 부분보다, 더 높은 농도의 원하는 기능(들) 또는 특성(들)을 가질 수 있다. 부가적으로, 예를 들어, 캐스팅 용액을 사용하여 막에 하나 이상의 원하는 기능 및/또는 특성(예를 들어, 원하는 전하)을 부여할 수 있고, 상태조절 물질에는 막 상에서 국소화되길 원하는 기능 및/또는 특성을 부여하기 위한 성분을 포함시킬 수 있다. 즉, 예를 들면, 전체적으로 전하를 띠는 막에, 앞에서 열거된 하나 이상의 기능들 또는 특성들(예를 들어, 킬레이션 기능)과 같은, 다른 기능 및/또는 특성을 국소화하여 포함시킬 수 있다.
본 발명의 구현예는 복수의 비대칭 섹션을 갖는 막을 포함한다. 이때, 적어도 두 개의 섹션이, 일부 구현예에 있어서는, 적어도 세 개의 섹션이, 서로 다른 비대칭성을 갖는다. 예를 들어, 일 구현예에 있어서, 제1 표면이 적어도 제1 부분 및 제2 부분을 갖고 있고, 이때, 제1 부분이 갖는 제1 기공 구조는 제1 부분으로부터 내부 몸체 내로 연장하고, 제2 부분이 갖는 제2 기공 구조는 제2 부분으로부터 내부 몸체 내로 연장하는데, 제1 비대칭 섹션은, 제1 부분으로부터 내부 몸체 내로 연장하는 제1 기공 구조를 갖는 제1 부분을 포함하고, 제2 비대칭 섹션은, 제2 부분으로부터 내부 몸체 내로 연장하는 제2 기공 구조를 갖는 제2 부분을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 제3 비대칭 섹션은, 막의 제2 표면까지 연장하는 내부 몸체의 영역을 포함한다.
비대칭 섹션은 그 섹션에 걸쳐서 변화하는 기공 구조(통상적으로, 평균 기공 크기)를 갖는다. 통상적으로, 평균 기공 크기는 일 부분 또는 표면으로부터 또 다른 부분 또는 표면으로 갈수록 크기가 감소한다 (즉, 예를 들면, 평균 기공 크기는 상류 부분 또는 표면으로부터 하류 부분 또는 표면으로 갈수록 감소한다). 그러나, 본 발명의 구현예에는 다른 유형의 비대칭성도 포함된다. 예를 들어, 기공 크기는 비대칭 섹션의 두께 내의 일 위치에서 최소가 될 수 있다(예를 들어, 비대칭 섹션의 일 부분은 "모래시계 유형"의 기공 구조를 가질 수 있다). 비대칭 섹션은 임의의 적합한 기공 크기 구배(gradient) 또는 비율을 가질 수 있으며, 이는, 예를 들면, 약 3 이상, 또는 약 7 이상일 수 있다. 이러한 비대칭성의 측정은, 일 섹션의 하나의 주된 표면에서의 평균 기공 크기를 그 섹션의 다른 주된 표면에서의 평균 기공 크기와 비교함으로써 수행될 수 있다.
상태조절 물질을 기재에 도포하기 위하여(예를 들어, 미리 결정된 기하를 갖는 기재에 도포하거나, 기재에 일정 패턴으로 도포함), 다양한 기법이 사용될 수 있는데, 예를 들면, 슬롯-다이 코팅(slot-die coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating), 메니스커스 코팅(meniscus coating), 프린팅(printing), 등이 사용될 수 있다.
주형이 본 발명에 따라 상태조절된 후에는, 다음 단계 중 하나 이상이 수행된다: 폴리머 용액을 상태조절된 주형 위에 캐스팅하는 단계; 하나 이상의 폴리머 용액을 이전에 캐스팅된 폴리머 용액 위에 캐스팅하는 단계; 캐스팅된 폴리머 용액(들)을 고체화하는 단계; 막을 주형으로부터 분리하는 단계; 막을 침출하는 단계; 및, 막을 건조하거나 막을 젖은 상태로 유지하는 단계. 이들 단계는 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 또한, 적합한 시약, 재료, 및 용액(예를 들어, 폴리머 용액 및 캐스팅 용액) 역시 당해 기술 분야에 공지되어 있다.
다양한 폴리머 용액이 본 발명에서 적합하게 사용될 수 있으며, 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 적합한 폴리머 용액에 포함될 수 있는 폴리머의 예로서는, 폴리아로마틱계 폴리머, 술폰계 폴리머(예를 들어, 폴리술폰계 폴리머. 이는 방향족 폴리술폰계 폴리머를 포함함. 구체적인 예로서는, 폴리에테르술폰, 폴리에테르 에테르 술폰, 비스페놀 A 폴리술폰, 폴리아릴술폰, 폴리페닐술폰, 등이 있음), 폴리아미드계 폴리머, 폴리이미드계 폴리머, 폴리비닐리덴 할라이드계 폴리머(폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 포함), 폴리올레핀계 폴리머(예를 들어, 폴리프로필렌 및 폴리메틸펜텐), 폴리에스테르계 폴리머, 폴리스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 폴리아크릴로니트릴계 폴리머(폴리알킬아크릴로니트릴계 폴리머를 포함), 셀룰로오스계 폴리머(예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트계 및 셀룰로오스 니트레이트계), 플루오로폴리머, 폴리에테르에테르 케톤(PEEK), 등이 있다. 폴리머 용액은 폴리머의 혼합물을 포함할 수 있으며, 그 예로서는, 소수성 폴리머(예를 들어, 술폰계 폴리머)와 친수성 폴리머(예를 들어, 폴리비닐피롤리돈)의 혼합물 등이 있다.
하나 이상의 폴리머 외에도, 통상적인 폴리머 용액은 적어도 하나의 용매를 포함하며, 적어도 하나의 비용매를 더 포함할 수도 있다. 적합한 용매의 예로서는, 디메틸 포름아미드(DMF); N,N-디메틸아세트아미드(DMAC); N-메틸 피롤리돈(NMP); 메틸 술폭사이드; 테트라메틸우레아; 디옥산; 디에틸 숙시네이트; 디메틸술폭사이드(DMSO); 클로로포름; 테트라클로로에탄; 이들의 혼합물; 등이 있다. 적합한 비용매의 예로서는, 물; 다양한 폴리에틸렌 글리콜 화합물(PEGs; 예를 들어, PEG-200, PEG-300, PEG-400, PEG-1000, 등); 다양한 폴리프로필렌 글리콜 화합물; 다양한 알코올 화합물(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올(IPA), 아밀 알코올계, 헥산올계, 헵탄올계, 옥탄올계, 등); 알칸 화합물(예를 들어, 헥산, 프로판, 니트로프로판, 헵탄계, 옥탄계, 등); 케톤, 에테르 및 에스테르 화합물(예를 들어, 아세톤, 부틸 에테르, 에틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 등); 다양한 염 화합물(예를 들어, 칼슘 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 리튬 클로라이드, 등); 이들의 혼합물; 등이 있다.
원하는 경우, 폴리머를 포함하는 용액은, 하나 이상의 중합 개시제(예를 들어, 과산화물, 암모늄 퍼술페이트, 지방족 아조 화합물(예를 들어, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판) 디하이드로클로라이드(V50)), 및 이들의 조합 중의 하나 이상), 및/또는, 미량 성분(예를 들어, 계면활성제 및/또는 이형제)을 더 포함할 수 있다.
막은, 바람직하게는, 상전환 공정에 의하여, 상태조절된 주형 위에서, 제조될 수 있다. 임의의 특정한 메카니즘으로 한정되지는 않지만, 상태조절 물질과 주형 기재의 조합은, 주형 기재가 상태조절 물질을 캐스팅된 폴리머 용액에 대하여 상대적으로 위치시키기 때문에, 주형 표면으로부터 막의 내부에 이르기까지의 상전환 공정을 조절한다.
통상적으로, 상전환 공정은 폴리머 용액을 박막으로 캐스팅 또는 압출하는 단계와 폴리머를 고체화하는 단계를 포함하게 되며, 이때, 폴리머를 고체화하는 단계는 예를 들면 다음 방법 중의 하나 이상에 의하여 수행될 수 있다: (a) 용매 및 비용매의 증발, (b) 비용매 증기(예를 들어, 수증기)에 노출(비용매 증기는 노출된 표면에 흡수됨), (c) 비용매 액체 중에서의(예를 들어, 물 및/또는 다른 비용매를 함유하는 상 담금 조(phase immersion bath)에서의) 급속냉각(quenching), 및 (d) 뜨거운 박막의 열적 급속냉각(thermally quenching)(이를 통하여, 폴리머의 용해도를 급격하게 큰 폭으로 감소시킴). 상전환(phase inversion)은, 예를 들면, 다음의 방법에 의하여 유도될 수 있다: 습식 공정(담금 고체화 : immersion precipitation), 증기 유도 상 분리법(vapor induced phase separation : VIPS), 열 유도 상 분리법(thermally induced phase separation : TIPS), 급속냉각(quenching), 건식-습식 캐스팅(dry-wet casting), 또는 용매 증발법(건식 캐스팅). 건식 상전환법이 습식 또는 건식-습식 절차와 다른 점은, 담금 응고(immersion coagulation) 과정이 없다는 것이다. 이러한 기법들에서는, 초기에는 균질한 폴리머 용액이, 여러가지 외부 효과들에 의하여 열동력학적으로 불안정하게 되고, 그에 따라, 폴리머 빈약 상과 폴리머 풍부 상으로의 상분리를 일으키게 된다. 폴리머 풍부 상은 막의 매트릭스를 형성하게 되고, 폴리머 빈약 상은, 용매 및 비용매의 증가된 농도를 갖게 되어, 기공을 형성하게 된다.
하나의 예시적인 기법에 있어서, 폴리머, 용매, 기공 형성제, 습윤제, 및 선택적으로 소량의 비용매를 함유하는 캐스팅 용액(폴리머 용액)은, 상기 성분들을 한데 넣고 혼합함으로써 제조될 수 있으며, 바람직하게는, 상승된 온도에서 제조될 수 있다. 이렇게 얻어진 용액을 여과하여 임의의 불순물을 제거한다. 본 발명의 일 구현예에 따라, 캐스팅 용액은 캐스팅 또는 압출되어, 상태조절된 주형 기재 상에서 쉬트를 형성한다. 선택적으로, 하나 이상의 추가적인 캐스팅 용액이, 이전에 캐스팅된 용액(들) 위에 캐스팅될 수 있다. 이렇게 얻어진 쉬트는 굳어지거나 또는 겔화되어 상전환된 막의 형태를 갖게 된다. 굳어진 막은 주형으로부터 분리된 후 침출될 수 있고, 그에 따라, 용매 및 기타 가용성 성분들이 제거된다(다른 대안으로서, 굳어진 막은, 침출 전 또는 침출 동안에, 주형으로부터 분리될 수도 있다). 분리된 막은 건조될 수도 있고, 또는, 젖은 상태로 유지될 수도 있다.
원하는 경우, 복합 및/또는 이중 캐스팅된 막이, 본 발명의 구현예에 따라 제공될 수 있는데, 이때, 하나의 층 또는 막은 앞에서 기술된 바와 같은 막의 일 구현예를 포함하고, 여기에, 적어도 하나의 다른 층 또는 막이 조합된다. 이중 캐스팅 기법을 포함한 다양한 캐스팅 기법이 당해 기술분야에 공지되어 있고 적합하게 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상전환 단계 전에, 둘 이상의 층을 캐스팅할 수 있다. 당해 기술분야에 공지되어 있는 다양한 장치가 캐스팅에 사용될 수 있다. 적합한 장치의 예로서는 기계적 스프레더(예를 들어, 스프레딩 나이프), 닥터 블레이드, 스프레이/가압 시스템, 등이 있다. 스프레딩 장치의 일 예로서 압출 다이(extrusion die) 또는 슬롯 코터(slot coater)를 들 수 있는데, 이 장치는 캐스팅 챔버를 포함하고, 캐스팅 챔버에 도입된 캐스팅 제형(폴리머 함유 용액)은 가압하에 좁은 슬롯을 통하여 밀려나오게 된다.
본 발명은 또한 장치를 제공하며, 예를 들면, 필터 장치, 크로마토그래피 장치 및/또는 막 모듈을 제공하는데, 이들 장치는 본 발명의 막을 하나 이상 포함한다. 본 발명의 장치는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 장치는 실질적으로 평면인, 주름진, 또는 나선형 형태의 막을 포함하는 필터 요소를 포함할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 요소는 중공의 전체적으로 원통형인 형태를 가질 수 있다. 원하는 경우, 상기 장치는, 상류 및/또는 하류에 위치하는 지지 또는 드레인 층과 조합하여, 필터 요소를 포함할 수 있다. 상기 장치는 복수의 막을 포함할 수 있는데, 이는, 예를 들면, 다층구조의 필터 요소를 제공하거나, 또는, 적층되어 막 모듈을 제공하기 위한 것이며, 막 모듈은, 예를 들면, 막 크로마토그래피에서 사용될 수 있다. 필터 카트리지를 구성하기 위하여, 하우징 및 단부캡을 포함함으로써 유체 밀봉을 제공하고, 뿐만아니라, 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구를 포함할 수 있다. 상기 장치는, 교차흐름 또는 접촉 흐름 모드(crossflow or tangential flow mode) 뿐만 아니라 데드엔드 모드(dead-end mode)에서 작동하도록, 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 처리 대상 유체는 막의 표면을 따라 흐를 수 있다(예를 들면, 이 경우, 상기 유체의 적어도 하나의 성분 및/또는 부분은 막을 통과하고, 상기 유체의 적어도 하나의 다른 성분 및/또는 부분은 막의 상류쪽 표면을 따라 흐른다). 다른 예를 들면, 처리 대상 유체는 막 표면에 대하여 수직으로 흐르며, 그에 따라, 상기 유체는 막을 통과한다. 제1 또는 제2 표면 중의 어느 하나는 상류쪽 표면일 수 있다. 예를 들어, 제1 표면이 처리 대상 유체로 향할 수 있고, 이때, 임의의 여과 모드로 작동될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 막은 다양한 적용분야에서 사용될 수 있는데, 그 예로서는, 살균 여과 적용분야, 전자 산업용 유체 여과, 제약 산업용 유체 여과, 음식 및 음료 산업용 유체 여과, 정화(clarification), 항체 및/또는 단백질 함유 유체의 여과, 및/또는, 세포 배양 유체의 여과, 등이 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 물론, 하기의 실시예는 본 발명의 범위를 어떤 식으로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이들 실시예들은 국소화된 비대칭성을 갖는 막들이 다양한 주형 기재를 사용하여 제조될 수 있음을 보여 주는데, 이때, 원하는 국소화된 비대칭성에 상보적인 기하를 미리 정할 수도 정하지 않을 수도 있으며, 이때, 주형을 상태조절 재료로 상태조절한 후, 폴리머 용액을 상태조절된 주형 위에 캐스팅한다.
실시예 1 ~ 7 및 9 ~ 13의 각각에 있어서, 폴리머 용액은 한번 만 캐스팅된다.
실시예 1
이 실시예는 미리 결정된 기하를 갖는 주형 기재를 사용하여, 본 발명의 구현예에 따른 두 개의 막을 제조하는 것을 설명하고 있다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌(BP100P, 5.0 mils; Bloomer Plastics Inc., Bloomer, WI)으로서, 상태조절된 주형을 제공하기 위해 PEG-400(실온에서 액체, 25℃에서 점도=90 cP; 끓는 점 250℃)로 처리되었다. 폴리에테르 술폰(PES)를 포함하는 폴리머 용액은 미국 특허 제 4,964,990 호에 일반적으로 기술된 것으로, 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머는 증기 유도 상 분리(vapor induced phase separation)에 의해 고체화되었다. 폴리머 용액의 온도 및 캐스팅 온도는 37 ℃ 였고, 공기 유속은 300 LFM(linear feet/minute), 공기 온도는 24 ℃, 그리고 상대 습도는 75 % 였다. 형성 시간은 약 10분이었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되고 건조되었다.
도 1은 SEM(scanning electron micrograph) 사진으로, 단면도를 통해, 막의 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주고 있는데, 두 부분은 서로 다른 기공 구조를 가지며, 여기서, 제1 표면은 주형의 미리 결정된 기하에 대하여 상보적인 국소화된 비대칭성을 가지며, 여기서, 이 SEM 사진은 또한, 막의 제2 표면을 보여주고 있다.
도 2는 막의 평면도로, 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주는데, 여기에서, 제1 표면은, 주형의 미리 결정된 기하에 대하여 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖고 있다.
제1 표면의 제1 부분(막이 형성되는 동안 상태조절된 기재와 접촉하는 막의 부분)에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 20 μm(제1 평균 기공 크기)이었고, 제1 표면의 제2 부분(막이 형성되는 동안 상태조절된 기재와 접촉하지 않는 막의 부분)에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.5 μm(제2 평균 기공 크기)로, 약 40:1의 비율이었다.
제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.2 μm(제3 평균 기공 크기)이었으며, 제1 표면의 제1 영역과 대향하는 제2 표면의 영역 및 제1 표면의 제2 부분과 대향하는 제2 표면의 부분 모두에서 그러하였다. 제1 표면의 제1 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기의 비는 약 100:1이고, 제1 표면의 제2 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기의 비는 약 2.5:1이었다.
제1 표면의 제1 부분과 제2 표면 사이의 두께가, 제1 표면의 제2 부분과 제2 표면 사이의 두께보다 약 20% 더 두꺼웠다.
실시예 2
이 실시예는, 본 발명의 구현예에 따른 막을 제조함에 있어, 미리 결정된 기하를 갖는 다른 주형 기재를 사용하는 것에 대해 설명하고 있다.
기재는 직조 섬유(woven fabric)(Saatifil 105/52; SaatiTech, Shawnee, KS)로서, 평방 인치당 1,600 개의 돌기를 포함하는 패턴을 가지며, 이것은 PEG-400으로 처리되어, 상태조절된 주형을 제공하였다. PES를 포함하는 고분자 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되고, 폴리머가 증기 유도 상 분리에 의해 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되고 건조되었다.
도 3은 SEM 사진으로, 단면도를 통해, 막의 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주고 있는데, 두 부분은 서로 다른 기공 구조를 가지며, 여기서, 제1 표면은 주형의 미리 결정된 기하에 대하여 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖고 있다.
실시예 3
이 실시예는, 본 발명의 구현예에 따른 막을 제조함에 있어, 상태조절 재료로 상태조절된 다른 주형 기재(평탄한 기재)를 사용하여, 미리 결정된 기하를 포함하는 캐스팅된 표면을 제공하는 것에 대해 설명하고 있다.
기재는 평편한 스테인레스 스틸이다. PEG-1000을 함유하는 페이스트(paste)(25 ℃ 이하에서는 고체; 50% 수용액의 점도= 20 cp)를 아세톤과 섞어, 미리 결정된 패턴으로 스테인레스 스틸 위에 찍어내서, 상태조절된 주형을 제조하였다. PES를 포함하는 고분자 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되고, 폴리머가 증기 유도 상 분리에 의해 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되고 건조되었다.
도 4는 SEM 사진으로, 단면도를 통해, 막의 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주고 있는데, 두 부분은 서로 다른 기공 구조를 가지며, 여기서, 제1 표면은 본질적으로 평탄하다.
제1 표면의 제1 영역에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 5 μm이었고, 제1 표면의 제2 영역에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.5 μm로, 약 10:1의 비율이었다.
제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.2 μm(제3 평균 기공 크기)이었으며, 제1 표면의 제1 부분과 마주보는 제2 표면의 부분 및 제1 표면의 제2 부분과 마주보는 제2 표면의 부분 모두에서 그러하였다. 제1 표면의 제1 부분에 있는 기공 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기 비율은 25:1이었고, 제1 표면의 제2 부분에 있는 기공 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기 비율은 2.5:1이었다.
실시예 4
이 실시예는, 본 발명의 구현예에 따른 막을 제조함에 있어, 미리 결정된 기하를 갖는 다른 주형 기재를 사용하는 것에 대해 설명하고 있다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌으로서, 실시예 1에서 기술한 바와 같으며, 이것은 프로판올로 처리되어 상태조절된 주형을 제공하였다. 셀룰로오스를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머는 용매 증발에 의해 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되고 건조되었다.
도 5는 SEM 사진으로, 단면도를 통해, 막의 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주고 있는데, 두 부분은 서로 다른 기공 구조를 가지며, 여기서, 제1 표면은 주형의 미리 결정된 기하에 대하여 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖고 있다.
제1 표면의 제1 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 5 ㎛이었고, 제1 표면의 제2 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.5 ㎛로, 10:1의 비율이었다.
제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.2 ㎛이었으며, 제1 표면의 제1 부분과 마주보는 제2 표면의 부분 및 제1 표면의 제2 부분과 마주보는 제2 표면의 부분 모두에서 그러하였다. 제1 표면의 제1 부분에 있는 기공 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기 비율은 25:1이었고, 제1 표면의 제2 부분에 있는 기공 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기 비율은 2.5:1이었다.
실시예 5
이 실시예는, 본 발명의 구현예에 따른 막을 제조함에 있어, 미리 결정된 기하를 갖는 다른 주형 기재를 사용하는 것에 대해 설명하고 있다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌으로서, 실시예 1에서 기술한 바와 같으며, 이것은 DMAC로 처리되어 상태조절된 주형을 제공하였다. PVDF를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머는 냉각에 의해 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되고 건조되었다.
도 6은 SEM 사진으로, 평면도를 통해, 막의 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주고 있는데, 여기서, 제1 표면은 주형의 미리 결정된 기하에 대하여 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖고 있다.
제1 표면의 제1 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 5 ㎛이었고, 제1 표면의 제2 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.5 ㎛로, 10:1의 비율이었다.
제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기는 SEM 사진에 의해 측정된 바에 따르면 약 0.2 ㎛이었으며, 제1 표면의 제1 부분과 마주보는 제2 표면의 부분 및 제1 표면의 제2 부분과 마주보는 제2 표면의 부분 모두에서 그러하였다. 제1 표면의 제1 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기(제1 평균 기공 크기) 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기 비율은 25:1이었고, 제1 표면의 제2 부분에 있는 기공의 평균 기공 크기(제2 평균 기공 크기) 대 제2 표면에 있는 기공의 평균 기공 크기 비율은 2.5:1이었다.
실시예 6
이 실시예는, 본 발명의 구현예에 따른 막을 제조함에 있어, 미리 결정된 기하를 갖는 다른 주형 기재를 사용하는 것에 대해 설명하고 있다.
기재는 직조된 섬유로서, 실시예 2에서 기술된 것이며, 이것은 DMF(끓는점 153 ℃)로 처리되어 상태조절된 주형을 제공하였다. PES를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머는 증기 유도 상 분리에 의해 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되고 건조되었다.
도 7은 SEM 사진으로, 단면도를 통해, 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주고 있는데, 여기서, 제1 표면은 주형의 미리 결정된 기하에 대하여 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖고 있다.
실시예 7
이 실시예는, 본 발명의 구현예에 따른 막을 사용함으로써, 종래의 비대칭성 막에 비하여, 향상된 처리량/감소된 오염을 달성할 수 있음을 예증하고 있다. 그 결과는 도 8에 나타나있다.
막이 실시예 1에서 기술된 바와 같이 제조되었다(도 8에서 기호 "■"로 표시됨). 막은 8 mil 두께로, 물 기포점(water bubble point)은 70 psi이고 물의 유속은 37 ml/min이었다.
추가적으로, 3 종류의 막이 얻어졌다: 폴리에테르술폰 대칭성 0.2 ㎛ 기공 크기 막으로, 6.5 mil 두께, 물 기포 점은 64 psi, 물의 유속은 25 ml/min (SUPOR® 200WE4; Pall Corporation, East Hills, NY)(도 8에서 기호 "━"로 표시됨)이며; 또한, 두 개의 폴리에테르술폰 비대칭성 기공 크기 막으로: 8.4 mil 두께, 물 기포 점은 65 psi, 물의 유속은 49 ml/min인 비대칭성 막(SUPOR® machV C200; Pall Corporation, East Hills, NY)(도 8에서 기호 "▲"로 표시됨); 그리고, 4.7 mil 두께, 물 기포 점은 68 psi, 물의 유속은 37 ml/min인 비대칭성 막(BTS-55; Pall Corporation, East Hills, NY)(도 8에서 기호 "●"로 표시됨)이다.
4 개의 막 각각이, 47 mm 디스크형 스테인레스 스틸 하우징내에 있는 폴리에테르술폰 대칭성 0.2 ㎛ 기공 크기 막(SUPOR®200WE4; Pall Corporation, East Hills, NY)의 위에 위치한다.
5% 소 혈청 알부민(BSA) 용액이 탈이온수 중에서 제조되어, 실온에서 하룻밤동안 교반된 후, 0.2 ㎛ 기공 크기 막을 통해 여과되고, 다시 18시간 동안 교반되었다.
BSA를 하우징 안에 있는 막을 통하여 통과시켰는데, 이때, 제조사의 지시에 따라 운전되는 SciLog®ACCUTecTMSystem이 사용되었으며, 이는 탈이온수 처리량(throughput)을 제공하고 그 다음에 BSA 처리량을 제공하는 것을 포함하였다.
시간, 수집된 여과물의 질량 및 물과 BSA 둘 다로부터의 압력을 포함하는 실험 데이타를 사용하여, 플럭스(flux) 대 시간, 처리량 대 시간 및 플럭스 대 처리량과 같은 그래프를 그렸다. Vmax는 처리량 대 시간 그래프의 마지막 다섯 개의 처리량 데이타 점의 평균을 취함으로써 계산되었는데, 이때 플럭스 감쇠는, 처리량 대 시간 데이타 점의 첫 다섯 개의 평균치로부터 >80%이었다. 플럭스 감쇠는, 플럭스 대 처리량 그래프에서 처음 다섯 개의 플럭스 데이타 점과 마지막 다섯 개의 데이타 점의 평균치 간의 차이로 계산되었다.
도 8에서 보여주는 바와 같이, 본 발명의 구현예에 따른 막은 다른 막들에 비해 향상된 플럭스 및 처리량을 보여주고 있다.
실시예 8
이 실시예는 본 발명의 구현예에 따른 이중 캐스팅된 막을 설명하고 있다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌이며(실시예 1에서 기술한 바와 같이), 이것은 PEG-400로 처리되어 상태조절된 주형을 제공하였다. PES를 포함하는 제1 폴리머 용액(PES 고체 함량이 10%보다 적은)이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, PES를 포함하는 제2 폴리머 용액(PES 고체 함량이 10%보다 큰)은 제1 폴리머 용액 위에 캐스팅되었다. 용액은 습기 유도 상 분리(moisture induced phase separation)에 의해 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되고 건조되었다.
도 9는 이중 층 막의 단면도에 대한 SEM사진으로, 제1 층의 제1 표면의 제1 및 제2 부분을 보여주는데, 이 두 부분은 서로 다른 기공 구조를 가지며, 여기서, 제1 표면은 주형의 미리 결정된 기하에 상보적인 국소화된 비대칭성을 가지고 있다. 이것은 또한 제2 층도 보여주고 있다.
실시예 9
이 실시예는 본 발명의 구현예에 따른 막이 은을 포함함으로써 세균 발육 저지성 또는 살균성 막을 제공할 수 있음을 보여주고 있다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌으로(실시예 1에서 기술된 바와 같이), 이것은, 거기에 첨가된 은 분말(5%, 1-3 ㎛)을 갖는 PEG-400과 NMP를 포함하는 용액 (1:1 PEG:NMP)으로 처리되어, 상태조절된 주형을 제공하였다. PES를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머가 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되어 건조되었다.
에너지 분산형 X선 분광법(EDS)의 수행으로, 은이, 기재의 미리 결정된 기하에 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖는 막의 표면에 존재하고, 또한, 은이 막의 다른 표면에서보다 더 높은 농도로 존재함을 보여주고 있다.
실시예 10
이 실시예는 본 발명의 구현예에 따른 막을 설명하는데, 이것은 은을 포함함으로써 살균성 막을 제공한다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌(CH200CN, 3.4 mils; Bloomer Plastics Inc., Bloomer, WI)으로, 이것은, 거기에 첨가된 은 분말(5%, 0.5-1 ㎛)을 갖는 PEG-400 와 NMP (1:1 PEG:NMP)를 포함하는 용액으로 처리되어, 상태조절된 주형을 제공하였다. PES를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머가 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되어 건조되었다. 이 막은 0.2 ㎛ 의 기공 크기를 갖는다.
에너지 분산형 X선 분광법(EDS)의 수행으로, 은이, 기재의 미리 결정된 기하에 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖는 막의 표면에 존재하고, 또한, 은이 막의 다른 표면에서보다 더 높은 농도로 존재함을 보여주고 있다.
미생물 회수 실험을 과제 유기체를 사용하여 수행함에 있어서, 상업적으로 이용가능한 0.45 기공 크기 혼합된 셀룰로오스 막을 사용하였는데, 이 막은 위에 논의된 바와 같이 제조된 막이고, 일반적으로 이 실시예에서 기술된 바대로 제조된 대조군 막(control membrane)이다. 여기서, 이 기재는 PEG-400과 NMP를 포함하지만 은 분말은 포함하지 않는 용액으로 처리되었다.
그 결과, 혼합된 셀룰로오스 막이 제한 콜로니 성장(defined colony growth)을 허용하고, 대조군 막은 표면에 전체에 걸쳐 균일한 콜로니 성장을 허용하였으나, 은을 포함하는 막은 어떠한 콜로니 성장도 허용하지 않았다.
실시예 11
이 실시예는 본 발명의 구현예에 따른 막이, 예를 들어, 유체 내에 있는 음 전하 물질을 제거하는데 사용하기 위해, 양전하를 포함할 수 있음을 보여주고 있다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌으로(실시예 1에서 기술된 바와 같이), 다음과 같이 준비된 용액으로 처리되었다: 5.0g 탈이온수에 1.0 G Gafquat-755N (CAS: 53633-54-8)을 용해한다. 30.0 g NMP (CAS: 874-50-2)에 0.8 g PEI-750 (CAS: 9002-98-6)를 용해한다. 두 용액을 합쳐 혼합하고, 0.4 g Heloxy-67 (CAS: 2425-79-8)이 첨가된다. 기재를 이렇게 생성된 용액으로 처리하여, 상태조절된 주형을 제공하였다. PES를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머가 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되어 건조되었다.
막은 음으로 대전된 염색 용액(탈이온수에 Metanil Yellow Dye, 10 ppm)에 15분 동안 담그었다. 전자 현미경 사진을 통해, 기재의 미리 결정된 기하에 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖는 막의 표면에 염료가 존재하며, 막의 다른 표면에서보다 더 높은 농도로 존재함을 보여주었다.
실시예 12
이 실시예는 본 발명의 구현예에 따른 막이, 예를 들어, 유체 내에 있는 음 전하 물질을 제거하는데 사용하기 위해, 양전하를 포함할 수 있음을 보여주고 있다.
이 기재는 엠보싱된 폴리프로필렌(실시예 10에서 기술된 바와 같이)으로, 실시예 11에서 기술된 바과 같이 제조된 용액으로 처리되었다. 이 기재는 그렇게 얻은 용액으로 처리되었다.
PES를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머가 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되어 건조되었다. 막은 0.2 ㎛ 의 기공 크기를 갖는다.
막은 음으로 대전된 염색 용액(탈이온수에 Metanil Yellow Dye, 10 ppm)에 60분 동안 담궜다. 막이 탈이온수와 메탄올의 용액(water:ethanol 40:60) 내에서 침출되었고, 탈이온수 침출 및 건조가 이어졌다.
전자 현미경 사진을 통해, 기재의 미리 결정된 기하에 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖는 막의 표면에 염료가 존재하며, 막의 다른 표면에서보다 더 높은 농도로 존재함을 보여주었다.
추가적으로, 대조군 막과 양전하를 갖는 막의 FTIR 분석을 통해, 대조군 막은 양이온적 관능성(cationic functionality)이 부족하며, 양전하를 갖는 막은 양이온적 관능성을 가지고 있음을 보여주었다.
실시예 13
이 실시예는 본 발명의 구현예에 따른 막이, 예를 들어, 유체 내에 있는 양으로 대전된 물질을 제거하는데 사용하기 위해, 음 전하를 포함할 수 있음을 보여주고 있다.
기재는 엠보싱된 폴리프로필렌(실시예 10에서 기술된 바와 같이)으로, 다음과 같이 제조된 용액으로 처리되었다: 2-아크릴아미도-2-메틸 프로판술폰산, 하이드록시프로필 아크릴레이트, N-(이소부톡시메틸) 아크릴아미드, 2,3-디브로모프로판올, 암모늄 퍼술페이트, 소듐 메타비술파이트, 및 덱스트란, 탈이온수, 그리고 메탄올로 6% 용액을 형성하여, NMP(CAS: 874-50-2)와 6:1 비로 합쳐졌다. 기재를 이렇게 얻은 용액으로 처리하였다.
PES를 포함하는 폴리머 용액이 상태조절된 주형 위에 캐스팅되었고, 폴리머가 고체화되었다. 침출된 막은 주형으로부터 분리되어 건조되었다. 막은 0.2 ㎛ 의 기공 크기를 갖는다.
막은 음으로 대전된 염색 용액(탈이온수에 Metanil Yellow Dye, 10 ppm)에 60분 동안 담궜다. 막이 탈이온수와 메탄올의 용액(water:ethanol 40:60) 내에서 침출되었고, 탈이온수 침출 및 건조가 이어졌다.
전자 현미경 사진을 통해, 기재의 미리 결정된 기하에 상보적인 국소화된 비대칭성을 갖는 막의 표면에 염료가 존재하며, 막의 다른 표면에서보다 더 높은 농도로 존재함을 보여주었다.
본 명세서에서 인용된, 간행물, 특허출원 및 특허를 포함하는 모든 인용문헌은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되는데, 이는, 각 인용문헌이 인용에 의하여 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 구체적으로 표시되고 그 전체가 본 명세서에 기재되어 있는 것과 마찬가지의 효과를 갖는다.
본 발명을 기술하는 문맥상에서의(특히, 하기 청구항의 문맥 상에서의) 단수 용어 또는 단수 지시어의 사용은 단수 및 복수 모두를 포괄하는 의미로 간주된다. 다만, 본 명세서에 그러하지 않은 것으로 표시되거나 문맥상 명백하게 모순되는 경우에는 그러하지 아니하다. "포함하는(comprising 또는 including)", "갖는", "함유하는" 등의 용어는 말단 개방형 용어(즉, "포함하되 이에 제한되지 않는"의 의미)인 것으로 해석된다. 다만, 달리 표시된 경우에는 그러하지 아니하다. 본 명세서에서의 수치 범위의 언급은, 달리 표시되어 있지 않은 한, 그 범위 내에 들어오는 각각의 수치들을 개별적으로 일일이 언급하는 것의 축약법의 역할을 하고자 하는 것으로 단순히 의도되며, 각각의 개별적인 수치는, 마치 그것이 본 명세서에 개별적으로 언급된 것인양, 본 명세서에 통합된다. 본 명세서에서 기술된 모든 방법은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 다만, 달리 표시되거나 문맥상 명백히 모순되는 경우에는 그러하지 아니하다. 본 명세서에 제공된 임의의 모든 예들 또는 예시적인 표현(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하는 것으로 의도되며, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위에 제한을 부과하지 않는다. 본 명세서의 어떠한 표현도, 임의의 청구되지 않은 요소를, 본 발명의 실시에 필수적인 것으로 표시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명을 수행하는데 있어서 본 발명자가 알고 있기에는 베스트 모드인 구현예를 포함하는 본 발명의 바람직한 구현예가 본 명세서에 기술되어 있다. 그러한 바람직한 구현예의 변형은, 앞에 기술된 상세한 설명을 읽은 당업자에게는 명백해질 것이다. 본 발명자들이 예상하기에, 당업자는 그러한 변형을 적절하게 채용할 수 있다. 본 발명자들이 의도하는 바는, 본 명세서에 구체적으로 기술된 것과 다른 방식으로도, 본 발명이 수행될 수 있다는 것이다. 따라서, 본 발명은, 관련 법규에 의하여 허용되는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구항에 언급된 주제에 대한 모든 변형예 및 균등물을 포함한다. 게다가, 앞에 기술된 요소들의 임의의 조합을 통한 모든 가능한 변형예도 본 발명의 범위에 속한다. 다만, 본 명세서에 달리 표시되어 있거나 문맥상 명백하게 모순되는 경우에는 그러하지 아니하다.

Claims (19)

  1. 제1 표면, 제2 표면 및 상기 제1 및 제2 표면에 의하여 한정되는 내부 용적을 포함하는 비대칭 미세다공성 막으로서, 상기 제1 표면은 적어도 제1 영역 및 제2 영역을 갖고 있고, 상기 제1 영역은 제1 평균 기공 크기를 포함하는 제1 기공도를 갖고 있고, 상기 제2 영역은 제2 평균 기공 크기를 포함하는 제2 기공도를 갖고 있으며, 상기 제1 평균 기공 크기 대 상기 제2 평균 기공 크기의 비율이 적어도 약 5:1인, 비대칭 미세다공성 막.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 평균 기공 크기 대 상기 제2 평균 기공 크기의 비율이 적어도 약 25:1인 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 평균 기공 크기 대 상기 제2 평균 기공 크기의 비율이 적어도 약 40:1인 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 표면이 복수의 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 표면이, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 포함하는 미리 결정된 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 표면이 제3 기공도를 갖고 있고, 상기 제3 기공도는 제3 평균 기공 크기를 포함하며, 상기 제1 평균 기공 크기 대 상기 제3 평균 기공 크기의 비율이 적어도 약 100:1인 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 표면이 제3 기공도를 갖고 있고, 상기 제3 기공도는 제3 평균 기공 크기를 포함하며, 상기 제3 평균 기공 크기는 상기 제1 평균 기공 크기보다 적어도 약 10 배 더 작거나, 및/또는, 상기 제3 평균 기공 크기는 상기 제2 평균 기공 크기보다 적어도 약 2 배 더 작은 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 표면의 상기 제1 영역과 상기 제2 표면 사이의 거리가, 상기 제1 표면의 상기 제2 영역과 상기 제2 표면 사이의 거리보다 적어도 약 10 퍼센트 더 큰 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막이 세균 발육 저지성(bacteriostatic) 또는 살균성(bacteriocidal) 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막이 양전하 대전된 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막이 음전하 대전된 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 미세다공성 막.
  12. 국소화된 비대칭성을 갖는 막을 제조하는 방법으로서, 다음의 단계를 포함하는 방법:
    (a) 상기 국소화된 비대칭성에 대하여 상보적인 미리 결정된 기하를 갖는 주형을 얻는 단계;
    (b) 상태조절(preconditioning) 유체를 상기 주형에 가하여 상태조절된 주형을 얻는 단계;
    (c) 상기 상태조절된 주형 위에 폴리머 용액을 캐스팅(casting)하는 단계;
    (d) 선택적으로, 이전에 캐스팅된 용액 위에 하나 이상의 폴리머 용액을 캐스팅하는 단계;
    (e) 상기 캐스팅된 폴리머 용액(들)을 고체화(precipitation)하여 막을 제공하는 단계; 및
    (f) 상기 막을 상기 주형으로부터 분리하는 단계.
  13. 국소화된 비대칭성을 갖는 막을 제조하는 방법으로서, 다음의 단계를 포함하는 방법:
    (a) 주형을 얻는 단계;
    (b) 상태조절 유체를 미리 결정된 패턴으로 상기 주형에 가하여, 상기 국소화된 비대칭성에 대하여 상보적인 미리 결정된 기하를 갖는 상태조절된 주형을 얻는 단계;
    (c) 폴리머 용액을 상기 상태조절된 주형 위에 캐스팅하는 단계;
    (d) 선택적으로, 하나 이상의 폴리머 용액을 이전에 캐스팅된 용액 위에 캐스팅하는 단계;
    (e) 상기 캐스팅된 폴리머 용액(들)을 고체화하여 막을 제공하는 단계; 및
    (f) 상기 막을 상기 주형으로부터 분리하는 단계.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 상태조절 유체가, 적어도 하나의 기능 및/또는 특성을 상기 막에 제공하기 위한 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상태조절 유체가, 항균 기능(antimicrobial function) 및/또는 전하를 상기 막에 제공하기 위한 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    (g) 상기 막을 침출(leaching)하는 단계; 및/또는,
    (h) 상기 막을 건조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 유체를 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 막을 통하여 통과시키는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  18. 유체를 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 막의 상기 제1 표면을 따라(tangentially) 흐르게 하는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
  19. 유체를 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 막의 상기 제2 표면을 따라(tangentially) 흐르게 하는 단계를 포함하는 유체 처리 방법.
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