DE10141599A1 - Permanente, antimikrobielle Beschichtung für Kunststoffasern und entsprechendes Beschichtungsverfahren - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise ein einstufiges Beschichtungsverfahren, wobei es sich bei dem Beschichtungsmittel allerdings um eine zweistufige Zusammensetzung handeln kann. Die Zusammensetzung aus Siloxan und antimikrobiellem Wirkstoff wird (einstufig) auf die Füllfaser aufgetragen und verleiht ihr Glätte, ein hohes permanentes Wiederholungsvermögen (resiliency) und einen antimikrobiellen Effekt. Die Beschichtung wird ähnlich einem Polysiloxan-Beschichtungsmittel mit Wärme behandelt, um das Siloxan auf der Kuststoffaser zu polymerisieren, ermöglicht aber dennoch den direkten Kontakt zwischen dem antimikrobiellen Wirkstoff und den Bakterien (d. h. der Wirkstoff wird nicht völlig von dem polymerisierten Silicon überdeckt) und bewirkt so den antimikrobiellen Effekt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Beschichtung für Füllfasern aus synthetischem Polymer, enthaltend etwa 3 bis 10 Gew.-% eines antimikrobiellen Wirkstoffs auf Basis Siloxan aus 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethylammoniumchlorid und 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Polysiloxan sowie etwa 90 bis 97 Gew.-% eines wäßrigen Trägers. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein zweistufiges Beschichtungsverfahren, bei dem man den antimikrobiellen Wirkstoff aufträgt und dann trocknet und anschließend mit Siloxan beschichtet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung, eine damit beschichtete Faser aus synthetischem Polymer und ein Verfahren zur Ausrüstung einer Faser aus synthetischem Polymer mit einem permanent hohen Wiedererholungsvermögen (resiliency) und antimikrobiellen Eigenschaften unter Anwendung der Beschichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Beschichtung aus Polysiloxan und einem speziellen antimikrobiellen Wirkstoff, nämlich 3-(Trimethoxysilyl)propyl­ octadecyldimethylammoniumchlorid. Nach dem Trocknen und Kondensieren bildet das Polysiloxan eine permanente Siliconschicht auf der Faser, die ein permanentes Wiedererholungsvermögen (resiliency) aufweist, wobei der antimikrobielle Wirkstoff für eine permanente antimikrobielle Wirkung sorgt.

Synthesefasern eignen sich aufgrund eines sehr guten Wärmerückhaltevermögens, eines geringen spezifischen Gewichts, eines geeigneten ursprünglichen Wieder­ erholungsvermögens (resiliency) und einer hohen Belastbarkeit ihres Bausches als Füllmaterial für Polster, Steppdecken, Kissen, Matratzen usw.

Besonders wichtig ist die innere Beweglichkeit synthetischer Füllfasern, denn in den Füllungen müssen die gekräuselten Einzelkapillaren leicht gegeneinander verschiebbar sein. Sie dürfen keinesfalls aneinanderkleben und sich zu größeren Formationen zusammenballen. Eine Beschichtung der Synthesefasern mit Silicon verleiht ihnen Glätte, so daß sie keine Fadenschlußwirkung besitzen und ein Aneinanderhaften der Fasern verhindert wird. Die Behandlung herkömmlicher Polyesterfüllfasern mit Polysiloxan bewirkt neben der schon erwähnten erforderlichen Glätte ein gegenüber der unbehandelten Füllfaser hohes, im wesentlichen permanentes Wiedererholungsvermögen (resiliency).

Aus hygienischen Gründen wird außerdem Resistenz gegenüber Bakterien, Pilzen und dergleichen verlangt für: 1) Hotels, in denen mehrere Gäste das gleiche Kissen, das gleiche Bett und die gleiche Bettdecke benutzen; 2) Schlafsäcke, die sich häufig in Berührung mit dem Erdboden befinden; sowie 3) insbesondere für Krankenhaus­ einsätze, bei denen ein steriles Umfeld erforderlich ist. Um Synthesefasern für diese hygienischen Anwendungen geeignet zu machen, werden sie mit einem gegen Bakterien, Pilze, Schimmelpilze und Schimmeligkeit schützenden antimikrobiellen Mittel behandelt.

Weiterhin müssen sowohl das antimikrobielle Mittel als auch die Siliconschicht hohe Permanenz besitzen, d. h. sie dürfen bei wiederholten Wasch-, Trocknungs- und/oder chemischen Reinigungsprozessen nicht abgewaschen oder in ihrer Wirkung geschwächt werden.

Aus den US-Patentschriften 3,271,819 und 4,053,678 sind polysiloxanbehandelte Füllfasern aus Polyester bekannt. Nach dem Trocknen und Kondensieren auf der Polyesterfaser verleiht das Polysiloxan der Faser Glätte und ein hohes permanentes Wiedererholungsvermögen (resiliency), auch unter einer hohen Belastung, bewirkt eine gute Verschiebbarkeit der Einzelfasern gegeneinander und umeinander herum und besitzt eine Permanenz, die auch nach wiederholtem Waschen, Trocknen oder chemischer Reinigung diese geforderten Eigenschaften erhält.

Neueren Datums sind Anstrengungen, Fasern für Einsatzgebiete wie Windeln, Babykleidung, OP-Tücher, Wundverbände usw. antimikrobiell auszurüsten. Dabei wird das antimikrobielle Mittel in der Regel oberflächlich auf den Textilstoff aufgetragen und hat sich als wirksam gegen verschiedenste Bakterien erwiesen. Ein antimikrobieller Wirkstoff ist 3-(Trimethoxysilyl)-propyloctadecyldimethylammoniumchlorid, das Textilien auch nach wiederholten Waschzyklen eine permanent antimikrobielle Ausrüstung verleiht.

Damit er seine Wirkung optimal entfalten kann, muß der antimikrobielle Wirkstoff direkt mit den Bakterien in Berührung kommen. Deswegen sind antimikrobielle Mittel auf Textilien vornehmlich als Oberflächenbehandlung des Textilstoffs selbst und nicht schon auf die Faser im Laufe deren Herstellung aufgetragen worden.

In der Veröffentlichung A New, Durable Antimicrobal Finish For Textiles von Richard L. Gettings der Dow Corning Corporation und Benny L. Triplett der Firma Burlington Industries ist die Rede von der Behandlung von Socken mit dem antimikrobiellen Wirkstoff 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethylammoniumchlorid, der oberflächlich auf die Socken aufgetragen wurde. Auch nach wiederholtem Waschen zeigten diese Socken gegenüber neun verschiedenen Bakterien einen Rückgang der Bakterien von regelmäßig mindestens 90%.

Während das antimikrobielle Mittel oberflächig auf Textilstoff aufgetragen wurde, ist aus der nachstehenden US-PS das Aufbringen des Wirkstoffs auf eine Faser bereits bei deren Herstellung bekannt.

Die US-PS 4,835,019 lehrt eine mit einem 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethyl­ ammoniumchlorid enthaltenden Präparationsmittel antimikrobiell ausgerüstete Polyamid­ faser. Da es sich dabei nicht um eine Füllfaser handelt, kommt Siloxan nicht zum Einsatz.

Bei Füllfasern war es schon immer ein Ziel, sie mit einem antimikrobiellen Mittel zu behandeln. Weil aber das für hohe Wiedererholungs- (resiliency) und Glätteeigenschaften erforderliche Polysiloxan auf der Oberfläche der Kunststoffaser unter Wärmeeinwirkung polymerisiert wird, wurde immer vermutet, daß aufgrund der blockierenden Wirkung des Silicons kein antimikrobielles Mittel mit den Bakterien in direkten Kontakt treten kann und so unwirksam sein würde. Es bestand also immer schon ein Bedarf an der Herstellung einer Füllfaser aus synthetischem Polymer mit den für Füllzwecke erforderlichen Glätte- und hohen Wiedererholungseigenschaften (resiliency) bei einem gegenüber wiederholten Wasch-, Trocknungs- oder chemischen Reinigungsprozessen ausreichend permanenten antimikrobiellen Effekt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein einstufiges Verfahren. Dabei wird die Füllfaser in einem einstufigen Arbeitsgang mit der ihr Glätte, ein hohes permanentes Wiedererholungsvermögen (resiliency) und einen antimikrobiellen Effekt verleihenden Beschichtung aus Siloxan und antimikrobiellem Wirkstoff behandelt. Die einstufige Anwendung ist zwar bevorzugt, doch kann man erfindungsgemäß auch zweistufig arbeiten. Bei der bevorzugten zweistufigen Anwendung wird das antimikrobielle Mittel aufgetragen und getrocknet und anschließend das Siloxan aufgetragen. Man könnte die Reihenfolge zwar umdrehen, doch das Auftragen des Siloxans auf die Faser nach dem antimikrobiellen Mittel gewährleistet das für Füllfaserzwecke erforderliche Wiedererholungsvermögen (resiliency). Obwohl es sich bei dem erfindungsgemäß eingesetzten antimikrobiellen Mittel ebenfalls um ein Siloxan handelt, reicht es allein nicht aus, das für Füllfaserzwecke erforderliche Wiedererholungsvermögen (resiliency) zu bewirken. Nach Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtung auf die Faser erfolgt genau wie bei vorbekannten Polysiloxan-Beschichtungsmitteln eine das Polysiloxan auf der Kunststoffaser polymerisierende Wärmebehandlung.

Im weitesten Sinne betrifft die vorliegende Erfindung eine Beschichtung für Füllfasern aus synthetischem Polymer, enthaltend etwa 3 bis 10 Gew.-% eines antimikrobiellen Wirkstoffs auf Basis Siloxan aus 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyl­ dimethylammoniumchlorid und 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Polysiloxan sowie etwa 90 bis 97 Gew.-% eines wäßrigen Trägers.

Im weitesten Sinne betrifft die vorliegende Erfindung ferner den Trocknungsrückstand einer Beschichtung, enthaltend etwa 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile 3-(Trimethoxysilyl)propyl­ octadecyldimethylammoniumchlorid und 4,5 bis 5,5 Gewichtsteile Silicon aus polymerisiertem Siloxan.

Im weitesten Sinne betrifft die vorliegende Erfindung weiterhin eine Kunststoffaser mit einer darauf angetrockneten Beschichtung aus etwa 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethylammoniumchlorid und 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Silicon aus polymerisiertem Siloxan. Die Trockenauflage auf der Faser beträgt günstigerweise etwa 0,4 bis 1,2 Gew.-%, bezogen auf Fasergewicht.

Im weitesten Sinne betrifft die vorliegende Erfindung zudem ein Verfahren zur Ausrüstung einer Faser aus synthetischem Polymer mit Glätte, einem permanent hohen Wiedererholungsvermögen (resiliency) und antimikrobiellen Eigenschaften, bei dem man auf die Faser eine Mischung aus etwa 3 bis 10 Gew.-% eines antimikrobiellen Wirkstoffs auf Basis Siloxan aus etwa 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Polysiloxan und etwa 0,5 bis etwa 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethylammoniumchlorid sowie 90 bis 97 Gew.-% eines wäßrigen Trägers aufträgt und die Faser durch Erhitzen trocknet.

Bei der erfindungsgemäßen Füllfaser aus synthetischem Polymer kann es sich um Polyester, Copolyester, Polyamid, Polyolefin, Polyketon, Polyarylat und Polyphenylensulfid oder einer Mischung davon handeln. Von besonderer Bedeutung sind Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polypropylenterephthalat oder Mischungen davon. In Betracht kommen auch Copolyester wie Polyethylentereph­ thalatisophthalat oder Polyethylenterephthalatpolyethylenglykol. Geeignete Polyamide sind die als Nylon bekannten. Geeignete Polyolefine sind Polyethylen- oder Polypropylen­ fasern. Davon sind Polyester und Copolyester bevorzugt.

Von den untersuchten antimikrobiellen Mitteln ist 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyl­ dimethylammoniumchlorid das Mittel der Wahl. Es handelt sich dabei um einen für textile Anwendungen bekannten antimikrobiellen Wirkstoff.

Als Polysiloxane, die Fasern aus synthetischem Polymer Glätte, ein hohes Wiedererholungsvermögen (resiliency) und gute Permanenz verleihen können, eignen sich solche mit wiederkehrenden Silicium-Sauerstoff-Bindungen mit anderen gebundenen Gruppen wie Wasserstoff, Stickstoff und Methylresten. Die Herstellung der Polysiloxane erfolgt beispielsweise durch Hydrolyse eines Silans, wie zum Beispiel Dichlordimethansilan, und anschließende Polykondensation. Generell sind Polysiloxane, bei denen es sich um Umsetzungsprodukte von Dimethylsiloxan und Methylhydrogensiloxan oder Aminosiloxan handelt, zu bevorzugen. Allerdings eignen sich auch andere Polysiloxane wie das Umsetzungsprodukt von Methylhydrogendichlorsilan und anderen Dichlorsilanen für die vorliegende Erfindung. Bei den anderen Dichlorsilanen kann es sich zum Beispiel um Methylphenyldichlorsilan, Methylamyldichlorsilan und Dimethyldichlorsilan handeln. Weitere als Beschichtungen für Füllfaserzwecke bekannte Polysiloxane sind ebenfalls erfindungsgemäß geeignet.

Die Herstellung von Stapelfasern aus synthetischem Polymer ist in der Textilindustrie hinreichend bekannt. Eine Polymerschmelze wird über eine Spinndüse extrudiert und durch Kühlen zum Erstarren gebracht. Die Spinndüse kann jeweils 50 bis 10.000 Löcher enthalten und so 50 bis 10.000 Kapillaren aus synthetischem Polymer erzeugen. Diese Kapillaren werden dann mit über andere Spinndüsen ersponnenen Kapillaren zusammengeführt und zu einem Strang vereint. Ein Strang kann aus etwa 250.000 bis 1 Million und mehr Kapillaren bestehen. Der Strang wird dann verstreckt und in der Regel gekräuselt, um zusätzliches Volumen zu erzeugen. Für Füllfaserzwecke wurde der Strang in der Regel nach dem Verstrecken und vor dem Kräuseln mit einem Polysiloxan beschichtet, das beim Trocknen des Strangs in einem Ofen unter Entfernung der wäßrigen und/oder leicht flüchtigen Bestandteile der Beschichtung unter Polymerisation des Siloxans zu einer Siliconschicht kondensiert. Soll die Faser als E-Band Verwendung finden, wird sie danach konfektioniert und an den Kunden abgegeben. Sind andererseits Stapelfasern für Füllfaserzwecke erwünscht, dann läuft der Strang zu einer Schneidvorrichtung, in der Regel ein Drehmesser, und wird dort zu Stapeln mit einer Länge von etwa ½ Zoll bis etwa 6 Zoll geschnitten.

Bei der vorliegenden Erfindung ändert sich dieses Verfahren nicht, außer daß im Falle eines einstufigen Beschichtungsverfahrens die Siloxan-Beschichtung den antimikrobiellen Wirkstoff 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethylammoniumchlorid enthält, bzw. im Falle eines zweistufigen Verfahrens das antimikrobielle Mittel aufgetragen und getrocknet und anschließend das Siloxan aufgetragen wird. Ähnlich dem Siloxan wird auch das antimikrobielle Mittel in der Wärme auf den Fasern aus synthetischem Polymer fixiert. Da das Siloxan eine permanent wiedererholungsfähige (resilient) Schicht auf der Faser aus synthetischem Polymer bildet, ging man bisher immer davon aus, daß es den zur Beseitigung der Bakterien direkten Kontakt zwischen Bakterien und antimikrobiellem Mittel verhindern würde. Für die vorliegenden Erfinder überraschend zeigte sich jedoch, daß eine mit einer Siloxan und dem antimikrobiellen Wirkstoff 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyl­ dimethylammoniumchlorid enthaltenden Beschichtung behandelte Kunststoffaser bei guter Glätte, Wiedererholung (resiliency) sowie Permanenz gegenüber Wasch-, Trocknungs- und chemischen Reinigungsprozessen doch eine effektive antimikrobielle Wirkung zeigte. Die Beschichtung mit Polysiloxan und antimikrobiellem Wirkstoff kann durch Eintauchen, Aufsprühen oder ein beliebiges anderes Verfahren erfolgen, bei dem man geeignete Mengen der Beschichtung auf die Faser auftragen kann. Eine geeignete Trockenauflage auf der Faser liegt bei etwa 0,4 bis 1,2 Gew.-%, bezogen auf Fasergewicht. Eine Auflage von weniger als etwa 0,4 Gew.-% ergibt keine gute antimikrobielle Wirkung (d. h. eine Abnahme der Bakterien von weniger als 90%) nach etwa 40 wiederholten Wasch-/Trocknungszyklen. Mit mehr als etwa 1,2 Gew.-% Trockenauflage erzielt man in der Regel keine besseren Ergebnisse hinsichtlich Abnahme der Bakterien nach etwa 40 wiederholten Wasch-/Trocknungszyklen. Der Auftrag, bezogen auf Trockensubstanz auf der Faser, liegt bevorzugt bei etwa 0,6 Gew.-%.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtung für Füllfasern aus synthetischem Polymer, enthaltend etwa 3 bis 10 Gew.-% eines antimikrobiellen Wirkstoffs auf Basis Siloxan aus 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyl­ dimethylammoniumchlorid und 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Polysiloxan sowie etwa 90-97 Gew.-% eines wäßrigen Trägers. Setzt man weniger Wasser ein, setzt sich bei Belüftung der Beschichtung ein Schaum ab. Liegt in Teilen ausgedrückt die Menge des antimikrobiellen Mittels bei 1,5 Gewichtsteilen und die des Polysiloxans bei 4,5 Gewichtsteilen, dann beträgt das Verhältnis von Polysiloxan zu antimikrobiellem Mittel 3 : 1. Beträgt die Polysiloxanmenge 5,5 Gewichtsteile und die Wirkstoffmenge 0,5 Gewichtsteile, dann liegt das Verhältnis bei 11 : 1. Das Verhältnis von Polysiloxan zu antimikrobiellem Mittel liegt also im Bereich von etwa 3 : 1 bis 11 : 1. Bevorzugt ist das Verhältnis von etwa 7 : 1.

Die Beschichtung aus Polysiloxan und antimikrobiellem Wirkstoff kann zu einer beliebigen Zeit vor dem Trocknen aufgetragen werden. So kann die Spinnfaser beispielsweise beschichtet, verstreckt, gekräuselt, in einem Ofen getrocknet und konfektioniert werden. Ebenso kann sie verstreckt, beschichtet, gekräuselt, getrocknet und konfektioniert werden; oder das Beschichten kann nach dem Kräuseln, aber vor dem Trocknen erfolgen. Generell kann ein, etwa 600.000 Kapillaren starker Strang in einem Ofen bei 160 bis 170°C innerhalb von 15 bis 20 min getrocknet werden. Die Beschichtung aus Polysiloxan und antimikrobiellem Wirkstoff ist somit vor dem die wäßrigen oder flüchtigen Trägerbestandteile entfernenden Trocknen der Faser aufzutragen. Durch das Trocknen kommt es durch Polymerisation zu einem Molekulargewichtsaufbau des Silicons, wobei der Oberfläche der Faser aus synthetischem Polymer die Glätte verliehen wird, die die Faser zu einem nützlichen Füllfaserprodukt macht. Bei unvollständiger Kondensierung bleibt das Silicon amorph und ist für Füllfaserzwecke nicht ausreichend gleitend.

Beispiel 1

Nach dem Kräuseln wurde ein Strang aus Polyethylenterephthalat mit einer Beschichtung aus Polysiloxan und antimikrobiellem Wirkstoff behandelt. Dabei wurde die Beschichtung auf den Strang aufgesprüht. Die Beschichtung enthielt 92 Gew.-% Wasser und 8 Gew.-% einer Mischung aus Polysiloxan und dem antimikrobiellen Wirkstoff. Die Beschichtung enthielt 7 Teile Siloxan und 1 Teil des antimikrobiellen Wirkstoffs 3-(Trimethoxysilyl)propyl­ octadecyldimethylammoniumchlorid. Das Silicon enthielt 0,34% Aminosilan als Vernetzungsmittel, 3,7 Gew.-% eines Methylhydrogenpolysiloxans als Monomer, 2,3 Gew.-% eines Dimethylpolysiloxans als Monomer und 0,66 Gew.-% eines Antistatikums, wie Oleylimidazoliniumethylsulfat (mit 1 Gew.-% antimikrobiellem Wirkstoff und 92 Gew.-% Wasser). Man kann auch andere Antistatika oder gegebenenfalls überhaupt kein Antistatikum einsetzen.

Gemäß Tabelle 1 wurde die Beschichtung in verschiedenen Mengen, ausgedrückt als Gew.-% Auflage, bezogen auf Fasergewicht, auf die Polyesterfaser aufgetragen. Zur Kontrolle wurde nur mit dem Siloxan, aber nicht mit dem antimikrobiellen Wirkstoff beschichtet. In der Regel war die Auflage auf der Faser nach der Kondensierung ungefähr 20 Mikron dick. Die Beschichtung wird bei Auftrag auf den Strang also zunächst darauf aufgesprüht und dann die beschichtete Faser bei etwa 160°C getrocknet, um das Silicon zu kondensieren und alle wäßrigen und flüchtigen Bestandteile auszutreiben.

Tabelle 1

Die Extraktviskosität in Zentipoise (cp) zeigt den Polymerisationsgrad des Silicons nach dem Kondensieren. Zur Bestimmung der Extraktviskosität werden 250 Gramm beschichtete Faser 24 Stunden lang in Hexan gelagert. Das das Silicon enthaltende Hexan wird abdekantiert und von dem Silicon durch Erhitzen im Dampfbad getrennt. Der Rückstand (Silicon) wird gekühlt und 24 Stunden lang bei 25°C klimatisiert. Seine Viskosität wird in einem Rheometer gemessen. Ein unkondensiertes Silicon ergibt eine Extraktviskosität von etwa 2.000 Zentipoise, was belegt, daß keine ausreichende Polymerisation erfolgt ist. Eine Extraktviskosität oberhalb etwa 500.000 Zentipoise gewährleistet die für Füllfaserzwecke erforderliche Wiedererholungs- (resiliency) und Permanenzeigenschaften der Faser aus synthetischem Polymer. Als Kontrolle dient eine nur mit Silicon beschichtete Polyesterfaser. Muster 1, 2 und 3 haben verschiedene Auflagemengen auf der Faser, das heißt, ein größerer Rückstand verblieb auf der Faser, wobei allerdings das Verhältnis von 7 Teilen Silicon zu 1 Teil antimikrobiellem Wirkstoff dasselbe für alle Proben war.

Beispiel 2

Es handelt sich um ein quantitatives Verfahren zur Beurteilung der antimikrobiellen Wirksamkeit. Eine 1 Gramm schwere Probe von Muster 1 (und auch von Muster 3 als Replikat) aus Beispiel 1 wurde in eine verdünnte Phosphat-Pufferlösung gegeben, die mit Eschericha coli (E-coli) mit einer Konzentration von 1 × 10⁵ E.coli-Kolonien bildenden Einheiten pro ml beimpft und in 50 ml 0,3 KH₂PO₄ als Medium verdünnt war. Das Ganze wurde eine Stunde lang bei Raumtemperatur geschüttelt, um die Probe zwangsweise in Kontakt mit den E.coli-Bakterien zu bringen. Die wachstumsfähigen Bakterien werden nach dem Plattenverdünnungsverfahren bestimmt, bei dem man einen bekannten Teil der bakteriellen Bouillon auf einen bekannten Verdünnungsgrad verdünnt, die Anzahl der kolonienbildenden Einheiten vor und nach Kontakt mit der beschichteten Füllfaser zählt und den Prozentsatz der Abnahme der Bakterien gegenüber der vor Kontakt wachstumsfähigen Anzahl von Bakterien errechnet. In jeder der Proben betrug die prozentmäßige Abnahme der Bakterien nach einer Stunde 99%. Die Kontrolle zeigte über das normale Maß hinaus (etwa 5%) keinen Rückgang der Bakterien.

Beispiel 3

Von den Mustern 1 und 3 aus Beispiel 1 wurden jeweils drei Proben hergestellt und in Kissen eingesetzt, wobei die Kissen jeweils 18 Unzen Füllmaterial aus Polyesterfaser enthielten. Die Kissen wurden in der kommerziell erhältlichen Waschmaschine Dexter mit doppelter Ladekapazität in der empfohlenen Menge des Waschmittels Tide^Ò unter Anwendung des normalen Waschgangs mit Warmwasser und bei einer Waschzeit von 23 Minuten pro Waschgang gewaschen. Als Trockner wurde der kommerziell erhältliche Trockner Dexter eingesetzt, wobei die Gashitze auf permanent press eingestellt war (etwa 140°F; etwa 60°C) und die Trocknungszeit jeweils 24 Minuten betrug. Die Kissen durchliefen drei Wasch-/Trocknungs-, fünf Wasch-/Trocknungs- und zehn Wasch- /Trockungszyklen. Bei Kissen gemäß Muster 1 ergab die gleiche mikrobielle Analyse wie in Beispiel 2 einen 96%igen Rückgang nach drei Wasch-/Trocknungszyklen. Nach Beendigung von fünf Zyklen betrug der Rückgang der wachstumsfähigen Bakterien 94% und nach zehn Zyklen 94% nach einer Stunde. Für Muster 3 wurde nach drei Zyklen ein 98%iger Rückgang, nach fünf Zyklen ein 96%iger und nach zehn Zyklen ein 98%iger Rückgang nach einer Stunde erhalten. Diese Tests belegen, daß das antimikrobielle Mittel seine Wirksamkeit auch nach 10 Wasch-/Trocknungszyklen beibehält.

Beispiele 2 und 3 wurden zwar mit E. coli durchgeführt, es ist jedoch bekannt, daß auch andere Bakterien durch Kontakt mit dem antimikrobiellen Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert werden. Es ist beispielsweise bekannt, daß das grampositive Micrococcus sp, das grampositive Staph epidermidis, das gramnegative Enterobacter aglomerans, das gramnegative Acinetobacter calcoaceticus sowie das grampositive Staph aureus, sowohl pigmentiert als auch nichtpigmentiert, gegenüber dem antimikrobiellen Mittel anfällig sind.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Füllfasern zeichnen sich durch den weichen, gleitenden Griff aus, den auch Daunen besitzen; sie sind außerdem aufgrund ihrer Glätte, ihres Wiederholungsvermögens und ihrer Permanenz gut gegeneinander verschiebbar und aufschüttelfähig. Die beschichteten Fasern führen nicht zu Verklebungen und werden auch beim wiederholten Waschen/Trocknen oder chemischer Reinigung nicht in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt. Sie bleiben resistent gegenüber Bakterien, Pilzen, Schimmel und Schimmligkeit. Der Faserstrang und/oder die Stapelfaser eignen sich deshalb ausgezeichnet zur Füllung von Polstern, Steppdecken, Bettkissen, Krankenbetten usw.

So zeigt es sich, daß erfindungsgemäß eine wirksame permanente, gleitende, wiedererholungsfähige (resilient) antimikrobielle Siliconbeschichtung für Fasern aus synthetischem Polymer und ein Verfahren zur Herstellung solcher beschichteter Fasern bereitgestellt wurde, mit denen die oben aufgeführten Aufgaben, Ziele und Vorteile voll erreicht werden.

Claims (20)

1. Beschichtung für Füllfasern aus synthetischem Polymer, enthaltend 3 bis 10 Gew.-% eines antimikrobiellen Wirkstoffs auf Basis Silicon aus 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Polysiloxan und 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)- propyloctadecyldimethylammoniumchlorid sowie 90-97 Gew.-% eines wäßrigen Trägers.

2. Beschichtung nach Anspruch 1, bei der das Polysiloxan wiederkehrende Silicium- Sauerstoff-Bindungen mit anderen gebundenen Gruppen wie Wasserstoff und Methylresten aufweist.

3. Beschichtung nach Anspruch 2, bei der es sich bei dem Polysiloxan um das Umsetzungsprodukt von Dimethylsiloxan und Methylhydrogensiloxan handelt.

4. Beschichtung nach Anspruch 2, bei der es sich bei dem Polysiloxan um das Umsetzungsprodukt von Methylhydrogendichlorsilan und einem weiteren, von Methylhydrogendichlorsilan verschiedenen Dichlorsilan handelt.

5. Beschichtung nach Anspruch 4, bei der das Dichlorsilan unter Methylphenyldichlor­ silan, Methylamyldichlorsilan und Dimethyldichlorsilan ausgewählt ist.

6. Trocknungsrückstand einer Beschichtung, enthaltend 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile 3- (Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethylammoniumchlorid und 4,5 bis 5,5 Gewichtsteile Polysiloxan.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, bei der das Polysiloxan wiederkehrende Silicium-Sauerstoff-Bindungen mit anderen gebundenen Gruppen wie Wasserstoff und Methylresten aufweist.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der es sich bei dem Polysiloxan um das Umsetzungsprodukt von Dimethylsiloxan und Methylhydrogensiloxan handelt.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der es sich bei dem Polysiloxan um das Umsetzungsprodukt von Methylhydrogendichlorsilan und einem weiteren, von Methylhydrogendichlorsilan verschiedenen Dichlorsilan handelt.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, bei der das Dichlorsilan unter Methylphenyldichlorsilan, Methylamyldichlorsilan und Dimethyldichlorsilan ausgewählt ist.

11. Beschichtete Kunststoffaser, umfassend eine Kunststoffaser mit einer Auflage von 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyldimethylammonium­ chlorid und 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Polysiloxan, wobei die Auflage bezogen auf Fasergewicht 0,4 bis 1,2 Gewichtsprozent beträgt.

12. Beschichtete Faser nach Anspruch 11, bei der das Polysiloxan wiederkehrende Silicium-Sauerstoff-Bindungen mit anderen gebundenen Gruppen wie Wasserstoff und Methylresten aufweist.

13. Beschichtete Faser nach Anspruch 12, bei der es sich bei dem Polysiloxan um das Umsetzungsprodukt von Dimethylsiloxan und Methylhydrogensiloxan handelt.

14. Beschichtete Faser nach Anspruch 12, bei der es sich bei dem Polysiloxan um das Umsetzungsprodukt von Methylhydrogendichlorsilan und einem weiteren, von Methylhydrogendichlorsilan verschiedenen Dichlorsilan handelt.

15. Beschichtete Faser nach Anspruch 14, bei der das Dichlorsilan unter Methylphenyldichlorsilan, Methylamyldichlorsilan und Dimethyldichlorsilan ausgewählt ist.

16. Beschichtete Faser nach Anspruch 11, bei der die Synthesefaser unter Polyester, Copolyester, Polyamid, Polyolefin, Polyketon, Polyarylat, Polyphenylensulfid und deren Mischungen ausgewählt ist.

17. Verfahren zur Ausrüstung einer Faser aus synthetischem Polymer mit einem permanent hohen Wiedererholungsvermögen (resiliency) und antimikrobiellen Eigenschaften, bei dem man a) auf die Faser eine Mischung aus 3 bis 10 Gew.-% eines antimikrobiellen Wirkstoffs auf Basis Silicon aus 4,5 bis 5,5 Gewichtsteilen Polysiloxan und 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen 3-(Trimethoxysilyl)propyloctadecyl­ dimethylammoniumchlorid sowie 90 bis 97 Gew.-% eines wäßrigen Trägers aufträgt und b) trocknet.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Synthesefaser unter Polyester, Copolyester, Polyamid, Polyolefin, Polyketon, Polyarylat, Polyphenylensulfid und deren Mischungen ausgewählt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Polysiloxan wiederkehrende Silicium- Sauerstoff-Bindungen mit anderen gebundenen Gruppen wie Wasserstoff und Methylresten aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem es sich bei dem Polysiloxan um das Umsetzungsprodukt von Dimethylsiloxan und Methylhydrogensiloxan handelt.