DE20122630U1

DE20122630U1 - Garne und Textilerzeugnisse mit einer waschbeständigen, elektrisch nicht-leitfähigen, topisch aufgetragenen Appretur auf Metallbasis

Info

Publication number: DE20122630U1
Application number: DE20122630U
Authority: DE
Original assignee: Milliken and Co
Current assignee: Milliken and Co
Priority date: 1969-09-11
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2011-05-09

Abstract

Behandeltes Substrat, umfassend eine Appretur, umfassend Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallpartikel-haltigen Verbindungen, Metallionen-haltigen Verbindungen, Metallionen-generierenden Verbindungen, und Kombinationen hiervon, und
ein Substrat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Garn, einem Textil aus einzelnen Fasern und einer Folie;
wobei die Appretur an mindestens einem Teil der Oberfläche des Substrats haftet;
wobei der mindestens eine Teil des behandelten Substrats mindestens ungefähr 50 % der anhaftenden Appretur nach 10 Waschgängen, durchgeführt gemäß dem Waschverfahren nach AATCC-Testverfahren 130-1981, beibehält;
wobei die Appretur ein Bindemittel umfasst oder wobei zumindest ein Teil des behandelten Substrates mit einer Bindemittelformulierung bedeckt ist;
wobei das behandelte Substrat elektrisch nicht-leitfähig ist; und
wobei die Appretur antimikrobielle Eigenschaften zeigt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei beständigen, nicht-leitenden Behandlungen auf Metallbasis (wie z.B. Beschichtungen und Appreturen) für Garne und Textilerzeugnisse. Solche Behandlungen umfassen vorzugsweise Silber und/oder Silberionen; andere Metalle, wie z.B. Zink, Eisen, Kupfer, Nickel, Kobalt, Aluminium, Gold, Mangan, Magnesium und dergleichen können jedoch auch vorliegen oder alternativ verwendet werden. Eine solche Behandlung stellt, als ein Beispiel, eine antimikrobielle Faser und/oder ein antimikrobielles Textilerzeugnis bereit, wobei die Behandlung auf der Oberfläche verbleibt und keine elektrische Leitfähigkeit über der Oberfläche erlaubt. Die Behandlung ist extrem beständig auf solchen Substraten; nach einer beträchtlichen Anzahl von Standardwaschgängen und Trockengängen wird die Behandlung nicht merklich abgetragen, und somit behält das Substrat seine antimikrobielle Aktivität (oder eine andere Eigenschaft) bei. Das Verfahren des Anhaftens an das Zielgarn und/oder das Textilerzeugnis kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden, am bevorzugtesten durch die Verwendung eines Bindersystems oder durch ein Transferverfahren von einem Donortextil auf ein Zieltextilerzeugnis in Anwesenheit von Feuchtigkeit und unter Wärmeaussetzung. Die besonderen Verfahren zum Anhaften wie auch die behandelten Textilerzeugnisse und einzelnen Fasern sind auch von der Erfindung umfasst.
Diskussion des Standes der Technik
In den letzten Jahren ist den Gefahren der bakteriellen Kontaminierung durch potentielle tägliche Aussetzung große Beachtung geschenkt worden. Nennenswerte Beispiele einer solchen Sorge schließen die tödlichen Konsequenzen der Nahrungsmittelvergiftung aufgrund bestimmter Stämme von Escherichia coli, die in nicht-garem Rind in Fastfood-Restaurants gefunden werden; krankmachende Salmonella-Kontaminierungen durch ungare und ungewaschene Geflügelnahrungsprodukte; und Krankheiten und Hautinfektionen durch Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Hefe und andere einzellige Organismen ein. Durch ein solches erhöhtes Verbraucherinteresse auf diesem Gebiet haben die Hersteller begonnen, antimikrobielle Mittel in verschiedene Haushaltsprodukte und -artikel einzuführen. Zum Beispiel enthalten bestimmte Marken von Polypropylen-Schneidbrettern, flüssigen Seifen usw. antimikrobielle Verbindungen. Das beliebteste antimikrobielle Mittel für solche Artikel ist Triclosan. Obwohl die Einarbeitung einer solchen Verbindung in ein flüssiges oder polymeres Medium relativ einfach ist, haben sich andere Substrate, einschließlich der Oberflächen von Textilien und Fasern, als weniger geeignet erwiesen. Es besteht seit langem ein Bedarf an der Bereitstellung an wirksamen, beständigen und lang anhaltenden antimikrobiellen Eigenschaften für Textiloberflächen, insbesondere Kleidungstextilien, und Folienoberflächen. Diese vorgeschlagenen Anwendungen sind extrem schwierig mit Triclosan zu bewerkstelligen gewesen, insbesondere wenn die Waschbeständigkeit ein Erfordernis ist (Triclosan wird leicht von diesen Oberflächen abgewaschen). Obwohl Triclosan sich als eine wirksame antimikrobielle Verbindung erwiesen hat, bewirkt die Anwesenheit von Chlor und Chloriden in dieser Verbindung eine Hautreizung, die ihre Verwendung für Fasern, Folien und Textilerzeugnisse für die Kleidung sehr unerwünscht macht. Weiterhin gibt es im Handel erhältliche Textilprodukte, umfassend Acryl- und/oder Acetatfasern, die mit Triclosan co-extrudiert werden (z.B. vermarktet Celanese solche Acetattextilien unter dem Namen Microsafe^®, und Acrodis vermarktet solche Acrylfasern unter dem Handelsnamen Amicor^®). Eine solche Anwendung ist jedoch auf diese Arten von Fasern beschränkt; sie funktioniert nicht besonders für und in Polyester-, Polyamid-, Baumwoll- und Spandex-Textilien etc. Weiterhin ist dieser Co-Extrusionsvorgang sehr teuer.
Silberhaltige anorganische Mikrobiozide sind vor kurzem entwickelt und als antimikrobielle Mittel auf und in einer Vielzahl von verschiedenen Substraten und Oberflächen verwendet worden. Insbesondere sind solche Mikrobiozide für die Einarbeitung in schmelzgeschmolzenen synthetischen Fasern angepasst worden, wie in der japanischen nicht-geprüften Patentanmeldung Nr. H11-124729 gelehrt, um bestimmte Textilien bereitzustellen, die selektiv und inhärent antimikrobielle Eigenschaften zeigen. Weiterhin sind im Hinblick auf die Beständigkeit mit geringem Erfolg Versuche unternommen worden, spezielle Mikrobiozide auf Oberflächen von Textilien und Garnen aufzutragen. Eine topische Behandlung mit solchen Verbindungen ist niemals erfolgreich als eine beständige Appretur oder Beschichtung auf einem Textil- oder Garnsubstrat aufgetragen worden. Obwohl solche Mittel auf Silberbasis hervorragende, beständige antimikrobielle Eigenschaften bereitstellen, ist dies bis heute die einzige, im Stand der Technik bereitgestellte Weise zur Bereitstellung von langlebigen, waschbeständigen antimikrobiellen Textilien auf Silberbasis. Solche schmelzgesponnenen Fasern sind jedoch in der Herstellung teuer aufgrund der großen Menge der Verbindung auf Silberbasis, die zur Bereitstellung einer ausreichenden antimikrobiellen Aktivität in Bezug auf die migratorischen Eigenschaften einer solchen Verbindung in der Faser an die Oberfläche erforderlich ist. Eine topische Beschichtung ist auch für Textil- und Folienanwendungen erwünscht, insbesondere nach Fertigbearbeiten des Zieltextils oder der Zielfolie. Eine solche topische Prozedur erlaubt die Behandlung einzelner Fasern eines Textils vor oder nach dem Weben, Wirken und dergleichen, um das Zielgarn ohne Veränderung seiner physikalischen Eigenschaften vielseitiger zu machen. Eine solche Beschichtung muss jedoch waschbeständig sein, insbesondere für Kleidungstextilien, um funktionell akzeptabel zu sein. Weiterhin ist es hoch erwünscht für eine solche metallisierte Behandlung, dass sie elektrisch nicht-leitfähig auf dem Zieltextil, Garn- und/oder Folienoberfläche ist, um bestimmte Probleme zu vermeiden. Mit der Anwesenheit von Metallen und Metallionen ist eine solche waschbeständige, nicht elektrisch leitfähige Beschichtung in der Vergangenheit nicht erhältlich gewesen. Eine solche Verbesserung würde somit einen wichtigen Fortschritt in der Textil-, Garn- und Folientechnik bereitstellen. Obwohl die antimikrobielle Eigenschaft eine erwünschte Eigenschaft des erfinderischen metallbehandelten Textils, Garns oder der Folie ist, ist dies keine erforderliche Eigenschaft des erfinderischen Artikels. Geruchsverminderung, Wärmebeständigkeit, unterschiedliche Verfärbungen, verminderte Entfärbungen, verbesserte Garn- und/oder Textilfestigkeit, Widerstandsfähigkeit gegenüber scharfen Kanten usw. sind alle entweder allein oder zusammen Eigenschaften, die der Anwender bei einem solchen erfinderischen behandelten Garn, Textil oder Folie erkennen wird.
Beschreibung der Erfindung
Es ist somit ein erfindungsgemäßes Ziel, eine einfache Art der wirksamen Behandlung eines Garns, Textils oder einer Folie mit einer waschbeständigen antimikrobiellen Metall- oder Metallionen-haltigen Behandlung bereit zu stellen. Ein weiteres erfindungsgemäßes Ziel ist die Bereitstellung einer Behandlung für Textilien oder Folien, die waschbeständig ist und kontinuierlich schlechte Gerüche von der Zieloberfläche vermindert und/oder entfernt durch die Verwendung von Metallen oder Metallionen. Ein anderes erfindungsgemäßes Ziel ist die Bereitstellung eines ästhetisch ansprechenden Metall- oder Metallionen-behandelten Textils oder einer entsprechenden Folie, die elektrisch nicht leitfähig, waschbeständig, nicht vergilbend und nicht hautreizend ist und die antimikrobielle und/oder geruchsvermindernde Eigenschaften bereitstellt.
Entsprechend umfasst diese Erfindung ein behandeltes Substrat, umfassend eine nicht elektrisch-leitfähige Behandlung, umfassend metallhaltige Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallteilchen-enthaltenden Verbindungen, Metallionen-enthaltenden Verbindungen, und Kombinationen hiervon, und ein Substrat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Garn, einem Textil aus einzelnen Garnen, und einer Folie; wobei die Verbindung oder Verbindungen auf zumindest einem Teil der Oberfläche des Substrats vorliegt bzw. vorliegen; und wobei mindestens ungefähr 30 % der ursprünglich anhaftenden metallhaltigen Behandlung auf dem behandelten Teil der Substratoberfläche nach mindestens 10 Waschgängen verbleibt, wobei die Waschgänge gemäß dem Waschvorgang nach dem AATCC-Testverfahren 130-1981 durchgeführt werden. Noch bevorzugter verbleiben mindestens 50 % der metallhaltigen Verbindungen nach 10 Waschgängen, bevorzugter 60 % nach 10 Waschgängen, und am bevorzugtesten mindestens 75 % nach der gleichen Anzahl von Waschgängen. Weiterhin ist es auch sehr bevorzugt, dass mindestens 30 % der Appretur nach 15 Waschgängen, 20 Waschgängen und am bevorzugtesten ungefähr 30 Waschgängen verbleibt. Zudem, und alternativ, umfasst die Erfindung ein behandeltes Substrat, umfassend eine elektrisch nicht-leitfähige Behandlung, umfassend metallhaltige Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallteilchen-enthaltenden Verbindungen, Metallionen-enthaltenden Verbindungen und Kombinationen hiervon, und ein Substrat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Garn, einem Textil aus einzelnen Garnen, und einer Folie; wobei die Verbindung oder Verbindungen an mindestens einem Teil der Oberfläche des Substrates haftet bzw. haften; und wobei das behandelte Substrat eine logarithmische Abtötungsrate für Staphylococcus aureus von mindestens 1,5, vorzugsweise über 2,0, bevorzugter über 3,0, und eine logarithmische Abtötungsrate für Klebsiella pneumoniae von mindestens 1,5, vorzugsweise über 2,0 und bevorzugter über 3,0, aufweist, beide gemäß dem AATCC-Testverfahren 100-1993 über 24 Stunden Aussetzung nach mindestens 10 Waschgängen getestet, wobei die Waschgänge gemäß dem Waschverfahren als Teil von AATCC-Testverfahren 130-1981 durchgeführt wurden. Die Erfindung umfasst auch verschiedene Verfahren zur Herstellung eines solchen behandelten Substrats. Der oben erwähnte Test für die Waschbeständigkeit ist Standard und, wie von dem Fachmann erkannt werden wird, ist es nicht beabsichtigt, dass er ein Erfordernis oder Beschränkung der Erfindung darstellt. Ein solches Testverfahren stellt einfach einen Standard bereit, derart, dass bei 10 entsprechenden Waschgängen, das erfinderische behandelte Substrat nicht eine nennenswerte Menge seiner elektrisch nicht-leitfähigen Metallappretur verliert.
Die verbleibende Menge kann in einem Standardverfahren gemessen werden, wie z.B. durch induktiv-gekoppelte Plasmaanalyse (ICP), Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) oder atomabsorptionsspektroskopische Analyse (AA). Oder die Beständigkeit bestimmter Appreturen (mit anderen Worten die Retention der Appretur auf der Oberfläche) kann in Bezug auf die antimikrobielle Leistungsfähigkeit bestimmt werden. So beträgt mit einer antimikrobiell wirksamen Appretur die logarithmische Abtötungsrate für Klebsiella pneumoniae oder Staphylococcus aureus nach 24 Stunden gemäß dem AATCC-Testverfahren 100-1993 mindestens 1,5, oder höher, wie oben erwähnt, beide jeweils nach 10 Waschgängen gemäß AATCC-Testverfahren 103-1981. Vorzugsweise betragen diese logarithmischen Abtötungsraten mehr als 3,2, bevorzugter 3,5, und am bevorzugtesten mindestens 4,0. Wiederum symbolisieren diese logarithmischen Abtötungsraten nach der minimalen Anzahl von Waschgängen das oben erwähnte, erwünschte Beständigkeitsmaß.
Nirgendwo im Stand der Technik ist ein solches spezielles behandeltes Substrat oder ein Herstellungsverfahren hierfür offenbart, verwendet oder auch nur vorgeschlagen worden. Die nächstliegende Technik ist ein unter dem Handelsnamen X-STATIC^® vermarktetes Produkt, welches ein Textilartikel ist, der autokatalytisch mit einer Silberbeschichtung metallisiert ist. Ein solches Textil ist elektrisch sehr leitfähig und wird für die Dissipation elektrischer Aufladung verwendet. Zudem existiert die Beschichtung alternativ als eine entfernbare Silberpulverappretur auf einer Vielzahl von Oberflächen. Die oben erwähnte japanische Patentveröffentlichung von Kuraray ist auf Fasern beschränkt, in denen eine Silberverbindung durch Schmelzspinnfasertechniken eingebaut worden ist. Nirgendwo ist eine solche waschbeständige, topische Behandlung, wie hier beansprucht, erwähnt oder vorgeschlagen worden.
Erfindungsgemäß kann ein beliebiges Garn, Textil oder eine Folie als Substrat verwendet werden. So können natürliche (Baumwolle, Wolle und dergleichen) oder synthetische Fasern (Polyester, Polyamide, Polyolefine und dergleichen) das Zielsubstrat darstellen, entweder allein oder in Kombinationen oder Mischungen von synthetischen, natürlichen oder Mischungen beider Arten. Bezüglich der synthetischen Typen können erfindungsgemäß z.B., ohne dass eine Beschränkung hierauf beabsichtigt ist, Polyolefine, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen und Polybutylen, halogenierte Polymere, wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyester, wie z.B. Polyethylenterephthalat, Polyester-Polyetter, Polyamide, wie z.B. Nylon-6 und Nylon-6,6, Polyurethane, wie auch Homopolymere, Copolymere oder Terpolymere in einer beliebigen Kombination solcher Monomere, und dergleichen verwendet werden. Nylon-6, Nylon-6,6, Polypropylen und Polyethylenterephthalat (ein Polyester) sind besonders bevorzugt. Zudem kann das Zielsubstrat mit einer Anzahl verschiedener Folien beschichtet werden, einschließlich solcher, die detaillierter unten aufgeführt sind. Weiterhin kann das Substrat, um für den Endverbraucher andere ästhetische Merkmale bereitzustellen, mit einer beliebigen Art von Färbemittel, z.B. poly(oxyalkylenierte) Farbstoffe, wie auch Pigmente, Farbstoffe, Tinten und dergleichen gefärbt und eingefärbt werden. Andere Additive können auch auf und/oder in dem Zieltextil oder Garn vorliegen, einschließlich antistatischer Mittel, Aufheller, keimbildende Mittel, Antioxidanzien, UV-Stabilisatoren, Füllstoffe, permanente Presspolituren, Weichmacher, Gleitmittel, Härtungsbeschleuniger und dergleichen. Besonders erwünscht als optionale und zusätzliche Appreturmittel auf den erfindungsgemäßen Textilien sind Schmutz-freisetzende Mittel, die die Benetzbarkeit und Waschbarkeit des Textils verbessern. Bevorzugte Schmutz-freisetzende Mittel umfassen solche, die die Polyesteroberfläche hydrophil machen. Mit einer solchen modifizierten Oberfläche verleiht das Textil dem Tragenden einen erhöhten Komfort durch Dochtfeuchte. Die bevorzugten Schmutz-freisetzenden Mittel, die erfindungsgemäß in Betracht kommen, können in den US-Patenten 3,377,249; 3,540,835; 3,563,795; 3,574,620; 3,598,641; 3,620,826; 3,632,420; 3,649,165; 3,650,801; 3,652,212; 3,660,010; 3,672,052; 3,690,942; 3,897,206; 3,981,807; 3,625,754; 4,014,857; 4,073,993; 4,090,844; 4,131,550; 4,164,392; 4,168,954; 4,207,071; 4,290,765; 4,068,035; 4,427,557; und 4,937,277 gefunden werden. Die Inhalte dieser Patente gehören dementsprechend zu dieser Offenbarung. Zudem können andere potentielle Additive und/oder Appreturmittel wasserabweisende Fluorkohlenstoffe und ihre Derivate, Silikone, Wachse und andere wasserfeste Materialien umfassen.
Die besondere Behandlung muss mindestens eine Art von metallhaltiger Verbindung (nämlich Metallteilchen), Metallionen-haltigen Teilchen oder Mischungen hiervon umfassen. Der Ausdruck Metall soll alle historisch verstandenen Mitglieder des Periodensystems umfassen (einschließlich der Übergangsmetalle, wie z.B., ohne Beschränkung, Silber, Zink, Kupfer, Nickel, Eisen, Magnesium, Mangan, Vanadium, Gold, Kobalt, Platin und dergleichen, wie auch andere Arten einschließlich, ohne Beschränkung, Aluminium, Zinn, Calcium, Magnesium, Antimon, Wismut und dergleichen). Bevorzugter sind die erfindungsgemäß verwendeten Metalle solche, die allgemein als Übergangsmetalle bekannt sind. Von den Übergangsmetallen sind die bevorzugteren Metalle Silber, Zink, Gold, Kupfer, Nickel, Mangan und Eisen. Am bevorzugtesten sind Silber und Zink. Solche Metalle stellen die insgesamt besten erwünschten Eigenschaften bereit, wie z.B. vorzugsweise antimikrobielle und/oder geruchsvermindernde Eigenschaften, bestimmte Färbungen, eine gute Lichtbeständigkeit und, am wichtigsten, Waschbeständigkeit auf dem Zielsubstrat.
Der Ausdruck "Metallpartikel" soll jede Verbindung umfassen, in der ein Metall in reinem, nicht-ionischen Zustand vorliegt (Silberteilchen als ein Beispiel). Der Ausdruck "Metallionen-haltig" für Verbindungen soll solche umfassen, in denen ionische Metallspezies vorliegen (wie z.B. Metalloxide, einschließlich, lediglich als Beispiele, Zinkoxid für Zn²⁺, Silberoxid für Ag⁺, und Eisenoxid für Fe²⁺ oder Fe³⁺ oder, als Alternativen, Ionenaustauschharze, Zeolithe oder möglicherweise substituierte Glasverbindungen, die ein besonderes, hieran gebundenes Metallion durch die Anwesenheit einer anderen anionischen Spezies freisetzen). Die bevorzugte Metallpartikelverbindung wird durch einen Reduktionsvorgang hergestellt und kann Silber, Nickel, Kupfer, Zink und Eisen sein. Die zu diesem Zweck mit einem Reduktionsmittel verwendeten Salze sind daher vorzugsweise Silber(I)-nitrat, Nickel(II)-perchlorat, Kupfer(II)-acetat und Eisen(II)sulfat. Die erfindungsgemäß bevorzugte Metallionen-haltige Verbindung ist ein von Milliken & Company unter dem Handelsnamen ALPHASAN^® erhältliches antimikrobielles Silberzirkoniumphosphat, obwohl jede Silber-haltige antimikrobielle Verbindung, einschließlich z.B., und lediglich als Beispiele, ein Silber-substituiertes Zeolith, erhältlich von Sinanen unter dem Handelsnamen ZEOMIC^®AJ, oder ein Silber-substituiertes Glas, erhältlich von Ishizuka Glass unter dem Handelsnamen IONPURE^®, entweder zusätzlich oder als Ersatz für die bevorzugte Spezies verwendet werden können. Auch bevorzugt als eine solche Verbindung ist Zinkoxid, Zinkricinoleat, Zinkchlorid und Zinksulfat. Andere Metalle können, wie oben erwähnt, verwendet werden; jedoch sind im Hinblick auf die Wirksamkeit Silber und Zink am bevorzugtesten. Im Allgemeinen wird eine solche Metallverbindung in einer Menge von ungefähr 0,01 bis 40 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der bestimmten Behandlungszusammensetzung hinzugefügt; bevorzugter von ungefähr 0,05 bis ungefähr 30 %; und am bevorzugtesten von ungefähr 0,1 bis ungefähr 30 %, jeweils abhängig von dem gewählten Auftragverfahren. Die Metallverbindung wird dann zu dem Zielsubstrat in a) Mengen von ungefähr 0,01 bis 1,0 Unzen/Yard², oder alternativ, b) ungefähr 0,01 bis ungefähr 5 % owf, aufgetragen, abhängig von der gewählten Auftragung und dem Messverfahren. Solche Mengen stellen die beste antimikrobielle und/oder geruchsvermindernde Leistung in Bezug auf die Waschbeständigkeit, elektrische Nicht-Leitfähigkeit und Gesamtkosten dar. Vorzugsweise beträgt das Zusatzgewicht der Metallverbindung a) ungefähr 0,1 oder b) ungefähr 1,0 % owf. Die Behandlung selbst, einschließlich der erforderlichen Bindemittel, Haftmittel, Verdicker und dergleichen, wird zu dem Substrat in einer Menge von a) ungefähr 0,01 bis ungefähr 4,0 Unzen/Yard² oder b) von 0,01 bis ungefähr 10 % owf hinzugefügt.
Weiterhin zeigen die erfindungsgemäßen Substrate keine nennenswerte elektrische Leitfähigkeit (aufgrund der geringen vorliegenden Metallmengen und somit dem Fehlen einer Perkolation über oder durch das Zielsubstrat), wie durch Befestigen einer 2 Inch × 2 Inch-Stoffprobe an zwei Elektroden und Anlegen eines Spannungsgradienten von ungefähr 100 Volt pro Inch durch das Textil gemessen (in anderen Worten gemäß AATCC-Testverfahren 76-1978). Der gemessene Widerstand in Ohm/Inch² sollte ungefähr 10.000, vorzugsweise 1.000.000 übersteigen und am bevorzugtesten 1 × 10⁹, um ein im wesentlichen nicht elektrisch leitfähiges Textil bereitzustellen.
Das ausgewählte Substrat kann aus einem einzelnen Garn, einem Textil, umfassend einzelne Fasern oder Garne (obwohl nicht notwendigerweise vorher beschichtete Garne) oder einer Folie (beispielsweise entweder allein stehend oder auf ein Textil laminiert) sein. Die einzelnen Fasern oder Garne können für die Verwendung in Textilien typischen Ursprungs sein, einschließlich natürlicher Fasern (Baumwolle, Wolle, Ramie, Hanf, Leinen und dergleichen), synthetischen Fasern (Polyolefine, Polyester, Polyamide, Polyaramide, Acetate, Rayon, acyclische und dergleichen) und anorganischen Fasern (Fiberglas, Borfasern und dergleichen) sein. Das Zielgarn kann eine beliebige Stärke (Denier) aufweisen, es kann ein Multi- oder Mono-Filamentgarn sein, es kann falsch-verdreht oder gezwirnt sein, oder es kann Mehrfach-Denier-Fasern oder Filamente in einem einzelnen Garn durch Zwirnen, Schmelzen und dergleichen umfassen. Die Zieltextilien können durch die gleichen Garntypen, wie oben diskutiert, hergestellt werden, einschließlich Mischungen hiervon. Solche Textilien können eine Standardkonstruktion aufweisen, einschließlich gewirkte, gewebte oder Vliesformen. Die Folien können aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Polymer hergestellt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt hierauf, Polyolefine (Polypropylen, Polyethylen, Polybutylen), Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat und dergleichen, Polyester (Polyethylenterephthalat, Isophthalate und dergleichen), Polyether, Acetate, Acryl und Polyamide, wie auch Copolymerfolien von jedem der obigen sein. Solche Folien können extrudiert, geblasen, gewalzt und dergleichen werden, und sie können in situ auf der Oberfläche eines Zielstoffs oder getrennt hergestellt werden und hiernach auf eine Zieloberfläche gehaftet oder laminiert werden. Zudem können solche Folien getrennt von anderen Substraten hergestellt, behandelt und verwendet werden. Die Garne werden vorzugsweise in speziellen Textilien eingearbeitet, obwohl jede bekannte Verwendung solcher Garne mit den erfindungsgemäßen Artikeln (wie z.B. Tuften von Teppichen) durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemäßen Textilien können auch in jeder geeigneten Anwendung verwendet werden, einschließlich und ohne Beschränkung Kleidung, Polster, Bettwaren, Wischstoffe, Handtücher, Handschuhe, kleine Teppiche, Fußbodenmatten, Tücher, Velourstoffe, Barläufer, Textiltaschen, Markisen, Fahrzeugabdeckungen, Bootabdeckungen, Zelte und dergleichen. Die erfindungsgemäßen Folien können auf Textilien vorliegen oder zum Verpacken, als Beschichtung für andere Arten von Substraten oder dergleichen verwendet werden.
Garn- und Textilsubstrate werden vorzugsweise mit einer Metallpartikel- oder Metallionen-haltigen Appretur behandelt. Folien werden vorzugsweise mit Metallionen-haltigen Formulierungen auf der Oberfläche der Folien-beschichteten Textilien behandelt.
Metallpartikelbehandlungen
Die bevorzugte Metallpartikelzusammensetzung wird im allgemeinen vier Komponenten umfassen: Wasser, ein Metallsalz, ein Reduktionsmittel und ein polymeres Bindemittel. Wie oben erwähnt, wird das Metall durch die Reduktion des Metallions bei der Auflösung des Metallsalzes in Lösung hergestellt. Dieses spezielle Verfahren vermischt tatsächlich zwei unterschiedliche Technologien, nämlich die Bildung von kolloidalen Partikeln durch chemische Reduktion und die sterische Stabilisierung solcher Partikel durch ein Tensid oder Polymer und die Modifizierung einer Faser- (oder Textil-) Oberfläche durch die Verwendung eines polymeren Bindemittels. In diesem Fall sind der sterische Stabilisator und das Faser- (oder Textil-) Bindemittel die gleiche polymere Verbindung.
Eine solche Metallpartikeldispersion wird allgemein wie folgt hergestellt: eine Lösung des polymeren Bindemittels und Wasser wird mit einer Polymerkonzentration zwischen 0,1 % und 20 % (Gewicht/Gewicht) hergestellt. Die Lösung wird dann in zwei Behälter aufgeteilt, eine enthaltend ein gelöstes Metallsalz (mit anderen Worten ein Metallsalz MA, vollständig dissoziiert zu M⁺ und A^–) und in dem anderen ein gelöstes Reduktionsmittel. Wenn die zwei Lösungen gründlich gemischt werden, werden sie sehr schnell zusammengeführt. Nach der Zusammenführung gibt das Reduktionsmittel ein Elektron an das Metallkation ab und reduziert es zu seiner neutralen Form (M_n ⁺ + e^– → M_n ⁰). Die Metallatome agglomerieren schnell unter Bildung größerer (1-1.000 nm) Partikel. Der sterische Stabilisator adsorbiert auf der Oberfläche der wachsenden Partikel und verhindert dadurch die katastrophale Ausflockung der Partikel in makroskopische (~ mm im Durchmesser) Aggregate durch Beschränkung des geringsten Abstandes.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Auswahl des bestimmten polymeren Bindemittels wesentlich ist für den Erfolg beim Erhalt der gewünschten Beständigkeit und Wirksamkeit der speziellen Beschichtung, da diese Bindekomponente eine Anzahl wichtiger Kriterien erfüllen muss. Zunächst darf, da hohe Salzkonzentrationen erforderlich sind, um eine hohe Anzahl von Metallpartikeln zu generieren, und solche Salze im allgemeinen eine Ausflockung von polymeren Bindemitteldispersionen aus der Lösung bewirken, das bestimmte Bindemittel nicht in einer solchen Weise reagieren, um die Partikel, die hergestellt werden (wie oben erwähnt), effektiv zu stabilisieren. Zweitens darf das Bindemittel nicht wie typische Textilbindemittel (die Partikel nicht stabilisieren und somit die gekeimten Partikel schnell zu makroskopen Anordnungen ausflocken können) wirken, da dies die resultierende Lösung bei der Anwendung unbrauchbar machen würde. Drittens ist es wichtig, dass der polymere Stabilisator nach der Verarbeitung Haushaltswaschen unter einer Vielzahl von Bedingungen Stand halten und die Silberkonzentration auf dem Textil beibehalten kann. Somit darf er nicht leicht in Wasser löslich sein, muss beständig gegenüber Standard- und/oder industriellen Detergenzien, Lösungsmitteln und/oder Bleichmitteln sein und darf bei Aussetzen an Trocknungstemperaturen nicht schmelzen. Die Verwendung eines solchen speziellen Bindemittels zur Bereitstellung einer Metallbeschichtung auf Fasern und/oder Textilien ist somit von vorhergehenden Praktiken auf diesem Gebiet stark verschieden und erlaubt eine topische Anwendung einer solchen Beschichtung entweder vor oder nach dem Veredeln des entsprechenden Substrates. Um die erforderliche Waschbeständigkeit bereit zu stellen, muss das Bindemittel diese strengen Kriterien erfüllen. Im Stand der Technik gibt es keine Lehre oder angemessenen Vorschläge für solche Erfordernisse.
Wie zuvor erwähnt, sind die bevorzugten Metallsalze für dieses Verfahren Silber(I)-nitrat, Nickel(II)-perchlorat, Kupfer(II)-acetat und Eisen(II)-sulfat. Die Konzentrationen dieser Salze in dem Tauchbad können auf ungefähr 2 % erhöht werden, bevor die Reduktions- und Aggregationskinetiken die Polymeradsorption und Mischkinetiken überwältigen und eine signifikante Aggregation/Verklumpen des Metalles bewirken. Das bevorzugte Metallsalz ist Silber(I)-nitrat und liegt in einer Konzentration von ungefähr 0,01 % bis ungefähr 10 %, bevorzugter von ungefähr 0,1 % bis ungefähr 5,0 % und am bevorzugtesten zu ungefähr 1,0 % in dem Tauchbad vor.
Die bevorzugten Reduktionsmittel sind Natriumborhydrid (NaBH₄), Natriumhydrosulfit und Trinatriumcitrat (Na₃C₆H₅O₇), obwohl jedes Standardreduktionsmittel für die oben aufgeführten Metallsalze verwendet werden kann. Das erste ist ein stärkeres Reduktionsmittel, das mit dem Metall vollständig innerhalb weniger Sekunden des Mischens reagiert.
Ein unerwünschtes Nebenprodukt dieser Reaktion ist Wasserstoffgas, das beim Mischen ein beträchtliches Schäumen bewirkt. Die zwei letztgenannten zeigen nicht diese Wirkung, sind aber mildere Reduktionsmittel und erfordern ein Erhitzen bis nahe des Siedens, um ein Fortschreiten der Reaktion zu bewirken.
Das polymere Bindemittel kann ausgewählt werden aus bestimmten Harzen und Thermoplasten, wie z.B. Melaminharzen und Polyvinylchlorid-haltigen Polymeren. Von besonderem Interesse und somit die bevorzugten polymeren Bindemittel für dieses Verfahren sind Melaminformaldehydharze (wie z.B. ein Harz, das von BFGoodrich unter dem Handelsnamen Aerotex^® erhältlich ist), Polyvinylchlorid/Vinyl-Copolymere (wie z.B. ein Copolymer, das auch von BFGoodrich unter dem Handelsname Vycar^® 460 × 49 erhältlich ist) und PVC/Acrylharze, erhältlich von BFGoodrich. Es ist gefunden worden, dass bei Aussetzung an einen Ammoniumsulfatkatalysator und Härten bei 350°C für 2 Minuten Melamin eine beständige Appretur auf entweder einer Faser oder einem Textil über mindestens 30 Waschgänge bereitstellt. Das Copolymer erfordert keinen Katalysator und wirkt ähnlich wie das Melamin bezüglich der Waschbeständigkeit nach Härten für die gleiche Zeit und bei der gleichen Temperatur. (Tabelle 1 führt die ICP-Werte für Silber als eine Funktion der Haushaltswaschgänge unter Verwendung von Aerotex^® M3 und BFG Vycar^® in einem Tupfer auf.)
Die oben beschriebene Lösung kann auf ein Textilerzeugnis oder Garn unterschiedlich aufgetragen werden. Zu der Liste der Arten, die keineswegs abschließend ist, gehören Foulardieren, Siebbeschichten, Sprühen und Walzenauftrag (insbesondere für Garnanwendungen). Die bevorzugte Beschichtung und das Verfahren werden genauer unten diskutiert.
Metallionen-haltige Beschichtungen
Die bevorzugten Verfahren unter Verwendung von Metallionen-haltigen Verbindungen umfassen die folgenden, abhängig von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes. Eine Alternative verwendet die oben erwähnte Silberionenverbindung, wie z.B. entweder ALPHASAN^®, ZEOMIC^® oder IONPURE^® als bevorzugte Verbindungen (obwohl jede ähnliche Verbindungsart, die Silberionen bereitstellt, verwendet werden kann), auf der Zieltextil- oder -folienoberfläche aufgebracht und dann mit einem Bindemittelharz überdeckt. Alternativ kann die Metallionen-haltige Verbindung mit einem Bindemittel in einem Färbebad gemischt werden, in das das Zieltextil oder die -faser bei erhöhten Temperaturen (mit anderen Worten über ungefähr 50°C) dann eingetaucht wird.
Eine solche Vorgehensweise wurde durch den anfänglichen Versuch, die Fähigkeit solcher Metallionen-haltigen Verbindungen zur Haftung an eine Textiloberfläche zu verstehen, entwickelt. So wurde eine Probe von ALPHASAN^® zuerst aus einem Färbebad auf eine Zielpolyestertextiloberfläche aufgebracht. Die behandelte Oberfläche zeigte hervorragende logarithmische Abtötungsraten; beim Waschen in einem Standardwaschverfahren (AATCC-Testverfahren 130-1981 zum Beispiel) war die antimikrobielle Aktivität jedoch stark vermindert. Solche vielversprechenden anfänglichen Ergebnisse führten zu der erfindungsgemäßen waschbeständigen antimikrobiellen Behandlung, in der die erwünschte Metallionen-haltige Verbindung mit einem Binderharz auf der Zieltextiloberfläche gemischt oder bedeckt würde. Das Binderharz sollte keine oder eine geringe Wasserlöslichkeit zeigen (im wesentlichen wasserunlöslich) und muss leicht entweder an die Textiloberfläche oder an die Metallionen-haltige Verbindung selbst haften. Ein solches Bindemittelharz kann somit ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus nicht-ionischen permanenten Pressbindemitteln (z.B. vernetzten Adhäsions-fördernden Verbindungen einschließlich, und ohne Beschränkung, vernetzter Imidazolidinone, erhältlich von Sequa unter dem Handelsnamen Permafresh^®) oder leicht anionischen Bindemitteln (einschließlich, ohne Beschränkung, Acrylbindemittel, z.B. Rhoplex^® TR3082 von Rohm & Haas). Andere nicht-ionische oder leicht anionische Substanzen können verwendet werden, sofern sie die erwünschten Adhäsionseigenschaften bereitstellen. Solche potentiellen Verbindungen umfassen Melaminformaldehyd, Melaminharnstoff, ethoxylierte Polyester, wie z.B. Lubril QCX^®, erhältlich von Rhodia, und dergleichen. Nach dem anfänglichen Beladen mit ALPHASAN^® wird somit vorzugsweise eine dünne Beschichtung an Binderharz aufgetragen, um die erwünschte Waschbeständigkeitseigenschaften für die Behandlung mit Teilchen auf Metallbasis bereitzustellen. Die antimikrobiellen Eigenschaften des behandelten Textils blieben sehr wirksam für das Textil, selbst nach bis zu 10 Standardwaschgängen. Auch möglich, aber weniger wirksam im Vergleich zu der zuvor erwähnten Binderharzdeckschicht, aber noch ein annehmbares Verfahren zum Bereitstellen einer waschbeständigen antimikrobiellen Metall-behandelten Textiloberfläche, ist das Auftragen einer Metallionen-haltigen Verbindung/Bindeharz aus einer Färbebadmischung. Das Beladen einer solchen Kombination ist weniger wirksam im Hinblick auf die antimikrobielle Aktivität als das Deckschichtverfahren, aber sie stellt wiederum eine waschbeständige Behandlung mit annehmbaren antimikrobiellen Vorzügen bereit. Tatsächlich kann diese Mischung von Verbindung/Harz durch Sprühen, Tauchen, Abtupfern und dergleichen aufgetragen werden.
Eine weitere bevorzugte Alternative betrifft das Behandeln einzelner Fasern. Eine solche Alternative hat sich als sehr wirksam erwiesen, insbesondere in einem Packfärbeverfahren. Bei einer solchen Vorgehensweise wird ein Färbebad umfassend die erwünschten Metallionen-haltigen Verbindungen und Bindemittel durch eine eng gewickelte Garn- (oder Faser-) Spule gepumpt. Dies ist im allgemeinen ein ziemlich schwieriges Verfahren zur wirksamen Durchführung, da die Teilchengrößen der das Färbebad aufbauenden Feststoffe mit dem erforderlichen Pumpendruck, um die Färbebadflüssigkeit durch die gesamte "Packung" des Garnes zu drücken, interferieren können. Weiterhin muss ein solches Färbeverfahren eine gleichförmige Behandlung aller Teile des Zielgarnes durch die "Packung" bereitstellen; die Teilchengröße und Gründlichkeit des Mischens sind daher von entscheidender Wichtigkeit, um eine gleichförmige Behandlung über das ganze Garn zu erhalten. Überraschender Weise funktioniert diese Vorgehensweise sehr gut zum Erzielen einer waschbeständigen Metallbehandlung auf der Garnoberfläche. Nach Behandlung der Zielgarne können solche Garne gewebt, gewirkt oder in eine Vliestextilstruktur zur Bildung eines Textils eingearbeitet werden. Das Textil zeigt ähnliche Färbungen, logarithmische Abtötungsraten und dergleichen an diskreten Stellen des Textils. Ohne dass beabsichtigt ist, an eine spezielle Theorie gebunden zu werden, wird vermutet, dass das Bindemittel anscheinend sich über die Metallionen-haltigen Verbindungen, die an der Garnoberfläche haften, anhaftet, oder dass das Bindemittel an der Garnoberfläche haftet, an die dann die Metallionen-haltigen Verbindungen selbst haften (und an die das Bindemittel auch haften kann). Als solches und wiederum sehr überraschend waren die erwünschten Metallionen-haltigen Verbindungen klein genug, um durch die Garn-"Packung" gedrückt zu werden, um das gesamte Zielgarn zu behandeln.
In einem solchen alternativen Verfahren muss der Hochdruck, der zur Bereitstellung des antimikrobiellen Feststoffauftrags auf der Oberfläche des Zielgarns erforderlich ist, ausreichend sein, um die Penetration der festen Verbindungen in die tatsächliche Garnstruktur zu erlauben. Eine hohe Temperatur kann erwünscht sein, um ein "Öffnen" der Faserstruktur zu erlauben, um eine solche Einführung von Feststoffen in ein festes Garn zu ermöglichen. Im Allgemeinen müssen die Hochdruckbedingungen von ungefähr 0,1 bis 100 Pfund/Inch² mit einer Aussetzzeit von ungefähr 5 Sekunden bis ungefähr 5 Stunden bei einer Temperatur in dem Bereich von ungefähr 25°C bis ungefähr 325°C betragen. Solche Bedingungen werden am einfachsten bereitgestellt in einem Jethaspelsystem mit geschlossenem Gefäß und scheint am besten für paketgefärbte Garne zu funktionieren. Die Art der Faser ist folglich relevant nur in dem Maß, dass bestimmte Temperaturen eine leichtere Penetration in bestimmte Fasern erlauben. So erfordern natürliche Fasern (wie z.B. Baumwolle) relativ niedrige Temperaturen, um die Cellulosestruktur zu "öffnen"; Nylon erfordert eine viel höhere Temperatur (typischerweise über seiner Glasübergangstemperatur), um die wirksamsten antimikrobiellen Eigenschaften bereitzustellen. Meistens scheint der hohe Druck tatsächlich die Feststoffpartikel in die Garne zu drücken; überraschender Weise funktioniert eine solche Feststoff-Feststoff-Wechselwirkung, um eine wesentliche Menge des festen antimikrobiellen Mittels zu halten, selbst nach dem Waschen. Vorzugsweise wird jedoch ein Bindemittel hinzugefügt, um die Feststoffpartikelretention zu unterstützen, da solche Feststoffpartikel am wahrscheinlichsten sich mit der Zeit von dem Garn loslösen wollen.
Eine andere Alternative nutzt eine Metalloxidbehandlung auf einer Textil- oder Folienoberfläche, wie z.B., vorzugsweise, Zinkoxid, beschichtet mit einem hydrophoben Bindemittel, gemischt mit einer synergistischen Menge eines polymeren hydrophilen Materials, aufgetragen auf eine Textil- oder Folienoberfläche, in erster Linie, um eine waschbeständige, geruchsvermindernde Appretur auf dem Zieltextil bereitzustellen. Im Allgemeinen ist die Anwesenheit eines solchen waschbeständigen, hydrophoben Bindemittels nur auf einer hydrophoben Textiloberfläche möglich. Das hydrophobe Textil lässt jedoch keine Feuchtigkeit durch und ist daher unangenehm beim Tragen (wenn es als Kleidungstextil verwendet wird) im Vergleich mit einem hydrophilen feuchtigkeitsdurchlässigen Textil unangenehm. Zudem würde eine solche hydrophobe Bindemitteldeckschicht für das geruchsvermindernde Metalloxidmaterial die Metalloxidoberfläche schädlich maskieren und die geruchsneutralisierende Wirkung der wirksamen Verbindung verlangsamen, insbesondere wenn sie auf und/oder in einem feuchten Textil vorliegt. Um eine waschbeständige, geruchsvermindernde Metalloxid-haltige Appretur auf einem Textil oder Stoff bereitzustellen, besteht jedoch anscheinend ein Bedarf an der Bereitstellung eines kompletten hydrophoben Bindemittels über dem Metalloxid. Wenn ein solcher "erforderlicher" Überschuss des hydrophoben Bindemittels vorliegt, wäre das Metalloxid (mit anderen Worten Zinkoxid) wahrscheinlich wiederum eingekapselt und würde somit nicht die geruchsproduzierenden Zielverbindungen kontaktieren. Eine Verminderung des hydrophoben Bindemittels führt zu einer unzureichenden Haftung zwischen den Metalloxidpartikeln und dem Zieltextil, um eine waschbeständige und abnutzungsbeständige Appretur bereitzustellen. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass der erforderliche Komfort (aufgrund der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit) und die gleichzeitige Beibehaltung einer ausreichenden Adhäsion durch die Zugabe eines hydrophilen Mittels zu der Zinkoxid-Bindemittelformulierung bereitgestellt werden. Mit einer solchen Zugabe wird eine haltbare, feuchtigkeitsdurchlässige und geruchsvermindernde Textilappretur-Beschichtung bereitgestellt. Von großem und überraschendem Interesse ist die offensichtliche synergistische Wechselwirkung zwischen dem Zinkoxid, Bindemittel und dem hydrophilen Mittel. Das hydrophile Mittel stellt nicht nur den feuchtigkeitsdurchlässigen Komfort für das Zieltextil bereit, sondern erleichtert auch die Wechselwirkung der Geruchskomponenten bei der menschlichen Schweißabsonderung mit dem bevorzugten Zinkoxid, die eine effiziente Geruchsneutralisierung erlaubt. Im Allgemeinen liegt das Gewichtsverhältnis von Zinkoxid zu Bindeharz in dem Bereich von 100:1 bis 1:100, um wirksam zu sein. Ein Verhältnis zwischen 1:2 und 2:1 ist bevorzugt. Ein geeignetes Benetzungsmittel für diese Anwendung kann sowohl hydrophile als auch hydrophobe Anteile in der Struktur aufweisen. In einem solchen Fall muss der spezielle hydrophile Anteil in einer Menge vorliegen, die ausreichend ist, um auf der behandelten Textiloberfläche Feuchtigkeit verteilen zu können. Die Appretur erfordert auch ausreichende Menge an einem hydrophoben Anteil in ihrer Struktur, um sie wasserlöslich zu machen. Als ein Ergebnis wird die Appretur nicht leicht bei wiederholten Waschzyklen abgewaschen. Beispiele solcher bevorzugter Benetzungsmittel sind sulfonierte Polyester, Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere und ethoxylierte Polyester. Das bevorzugte Metalloxid ist Zinkoxid mit feiner Partikelgröße und einer hohen Oberfläche. Die feine Partikelgröße erlaubt eine gleichförmige Verteilung in einem Applikationsmedium und macht die Behandlung im wesentlichen transparent. Zinkoxid in größeren Partikeln gibt leicht einen weißen Hintergrundschatten auf einem Textil und beeinträchtigt daher die Erscheinung des Produktes. Partikelgrößen für diese Anwendung sollten vorzugsweise unter 3 μm, am bevorzugten weniger als 1 μm betragen. Zinkoxid mit einer hohen spezifischen Oberfläche ist auch für diese Anwendung bevorzugt. Die bevorzugte spezifische Oberfläche von Zinkoxid für diese Anwendung beträgt 10 m²/g oder mehr.
Die bevorzugten Ausführungsformen dieser alternativen Textilbehandlungen werden genauer unten diskutiert.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Beispiele von besonders bevorzugten Verbindungen im erfindungsgemäßen Umfang sind unten dargelegt. Keine der folgenden erfindungsgemäßen Textilien zeigte eine elektrische Leitfähigkeit.
A) Silberpartikelgarn- und Textilbehandlungen
Die Dispersionen, die für die Untersuchung der Haltbarkeit und logarithmischen Abtötung der resultierenden Artikel mit den Silberpartikelbehandlungen verwendet wurden, enthielten die folgenden Konzentrationen (alle % in Bezug auf Gewicht der Lösung): 1 % AgNO₃, 0,5 % NaBH₄, 5 % Bindeharz, 3 % Hydroxyethylcelluloseverdicker und 90,5 % Wasser. Das verwendete Druckmuster war ein 12 dpi-Punktmuster, wobei jeder Punkt ungefähr einen Durchmesser von ~ 0,5 mm in kreisförmiger Form aufwies.
Drei Sätze Proben wurden in drei unterschiedlichen Anzahlen von Waschgängen geprüft. Die drei Sätze waren: a) unbehandeltes 100 % Polyester-Multifilamenttextil, b) die gleiche Art von Textil, behandelt lediglich mit dem erwünschten Bindeharz, und c) die gleiche Art von Textil, behandelt mit der oben beschriebenen Silberpartikeldispersion. Jede Probe wurde bei 0, 15 und 30 Waschgängen geprüft. Um die potentielle biozide Aktivität des Waschmittels zu minimieren, wurden die Proben für 15 und 30 Waschgänge durch zwei zusätzliche Spülzyklen vor der Analyse gefahren. In den folgenden Tabellen wurden die logarithmischen Abtötungsergebnisse erhalten mit a) einer anfänglichen Staphylococcus aureus-Konzentration von 3,8 × 10⁶ CFU/ml und b) einer anfänglichen Klebsiella pneumoniae-Impfkonzentration von ungefähr 18.000.000 CFU/ml.
Die folgenden drei Behandlungen wurden durchgeführt und ergaben eine hoch waschbeständige Metallpartikelappretur:
1) Foulardieren ("pad coating")
Der Textilartikel (100 % Polyestertextil) wurde in eine Silberpartikel/Polymerdispersion, umfassend ungefähr 1 Teil Silberkolloidlösung und ungefähr 5 Teile Bindeharz eingetaucht. Die geprüften Harze waren Aerotex^® M3, Vycar^® 460 × 49 und ein PVC/Acrylharz (alle Harze erhältlich von BFGoodrich). Das eingetauchte Textil wurde dann durch eine Foulardwalze geführt. Das Textil wurde dann auf 350°C 2 Minuten aufgeheizt. Das resultierende Textil wurde zuerst bezüglich der Teilchenzahl, die auf der Textiloberfläche nach der Behandlung verblieb, durch ICP-Spektroskopie, sowohl vor und nach einer Anzahl von Waschgängen unter Verwendung der Standardwaschprozedur nach dem AATCC-Testverfahren 130-1981 analysiert. Die Ergebnisse sind unten in tabellarischer Form angegeben: Tabelle 1 Teilchenzahl auf mit Silberpartikeldispersionen foulardierten Textilien
Die Retention der Metallappretur war also für beide Bindemittel hervorragend (77 % nach 10 Waschgängen, 68 % nach 20, 55 % nach 30 für das PVC/Acryl-Bindemittel; 88 % nach 10 Waschgängen, 87 % nach 20 und 70 % nach 30). Es sollte beachtet werden, dass diese Messungen auch Schwankungen innerhalb des Messinstruments unterliegen; obwohl sie relativ betrachtet werden und nicht signifikant von den in der Tabelle angegebenen Resultaten abweichen sollten, können Abweichungen in den Ergebnissen auftreten. Weiterhin wurden die behandelten Textilien auch bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit mit dem oben erwähnten Verfahren geprüft (AATCC-Testverfahren 76-1978); das Rauschen des Messinstrumentes überstieg irgendein Signal des Widerstandsmessinstruments, so dass der Widerstand des Textils so hoch ist, dass keine nennenswerte Leitfähigkeit der geprüften Proben gezeigt wurde.
2) Garnanwendung
In diesem Verfahren wurde die Metallteilchendispersion mit einem Schleifauftraggerät aufgetragen, das aus einer Walze besteht, die konstant in einem Bad der Metalldispersion rotiert. Die Walze transferiert die Lösung auf die Oberseite der Druckwalze, wo ein Ende des Garn gegen die Druckwalze und in einen Ofen geleitet wird, wo es bei 350°C 2 Minuten lang gehärtet und dann auf eine Spule für die Weiterverarbeitung aufgenommen wurde. Das Metallpartikel-beschichtete Garn wurde als elektrisch nicht-leitfähig vermessen (durch das oben erwähnte beabstandete Elektrodenverfahren) und enthielt typischerweise ungefähr 20 bis 30 Gew.-% der Metallpartikeldispersion. Das Silber-beschichtete Garn wurde dann in ein Textil mit nicht-behandelten Garnen in einem Verhältnis von einem behandelten Garn pro 15 unbehandelten Garne gewirkt oder gewebt. Die behandelten Garne waren nur auf einer Seite des behandelten Textils sichtbar, und das resultierende Textil zeigte eine hervorragende nachhaltige antimikrobielle Leistung. Tabelle 3 zeigt die ICP-Ergebnisse für Silber als eine Funktion der Waschgänge für ein "Socken"-Gewirk aus 70 Denier-behandeltem Garn und 500 Denier-unbehandeltem Garn.
Tabelle 2 Haltbarkeit der Silberpartikel-beschichteten Garne, gewebt in ein Textil
3) Siebdrucken
In einer Siebdruckanwendung wurde die oben beschriebene Dispersion verdickt und durch ein Drucksieb auf eine Seite eines Textils in einem Veredelungsschritt gedrückt. Das bevorzugte Verdickungsmittel für diese Ausführungsform ist Aqualon^® Natrosol 99-250 HHR (in einem Konzentrationsbereich von 1 bis 10 Gew.-% der Lösung) mit einer bevorzugten Konzentration von 3 % (die eine erwünschte intrinsische Viskosität von ungefähr 100.000 bis ungefähr 400.000, vorzugsweise 200.000 cP bei Standardtemperatur und -druck ergibt). Die Viskosität der Metallpartikel-Polymerdispersion kann auch unter Verwendung ausreichender Mengen Hydroxyethylcellulose eingestellt werden; jedoch können Mischungen von HEC und Aqualon^®-Verdicker sich als ausreichend erweisen, um eine resultierende, bevorzugte Viskosität von 200.000 cPs zu erhalten. Obwohl bevorzugte Verdicker für das Siebdrucken gefunden worden sind, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine Anzahl von annehmbaren Verdickern verwendet werden kann, entweder allein oder in Kombination, um das erwünschte und/oder notwendige Viskositätsmaß zu erhalten, um ein solches Siebdruckverfahren durchzuführen. Die verdickte Metallpartikel-haltige Dispersion wurde dann auf das Zieltextil durch Drücken durch eine gemusterte Siebtrommel gedrückt. Das "beschichtete" Textil wurde dann bei 350°F mindestens 2 Minuten lang gehärtet, um eine Beschichtung herzustellen, die waschbeständig über mindestens 30 Waschgänge war. Tabelle 4 zeigt diese Haltbarkeitsdaten: Tabelle 3 Haltbarkeit bei Siebdruck auf dem Textil mit Silberpartikeldispersionen
Das behandelte Textil wurde dann bezüglich der Fähigkeit analysiert, antimikrobielle Wirksamkeit gegen Staphylococcus aureus und Klebsiella pneumoniae bereitzustellen. Die Ergebnisse waren wie folgt: Tabelle 4 Wirksamkeit gegen Staphylococcus aureus
Tabelle 5 Wirksamkeit gegen Klebsiella pneumoniae
Die beständige Behandlung blieb nicht nur zusammenhängend über der Zieltextiloberfläche, sondern stellte weiterhin eine wirksame antimikrobielle Behandlung bereit.
B) Silberionenaustausch-, Silberzeolith- und Zinkoxid-Textilbehandlungen
Anfänglich wurden Dispersionen von ALPHASAN^® (Ionenaustauschverbindung auf Silberbasis, erhältlich von Milliken & Company) in einem Färbebad im Ausziehverfahren ohne Anwesenheit von Bindeharz aufgetragen. Nach Vollendung der Beladung wurden die Atonabsorptionsdaten aufgenommen und analysiert, die ein tatsächliches durchschnittliches Aktivitätslevel von 0,9 % owf zeigte (was eine Retention von ungefähr 90 % des aktiven Inhaltsstoffs auf dem Textil zeigt). Die Ergebnisse auf vier Proben eines 100 Polyestertextils, aufgetragen bei einer Temperatur von ungefähr 280°F (für zwei Proben) und 265°F (für die verbleibenden zwei Proben) mit einem Beladungsmaß der Silber-haltigen Verbindung von ungefähr 1,0 % owf und einer Härtung bei einer Temperatur von ungefähr 380°F bezüglich der logarithmischen Abtötungsrate von 5. aureus und K. pneumoniae sind wie folgt: Kontrolltabelle Logarithmische Abtötungsraten nach mehrfachen Waschgängen ohne Bindeharz
Selbst nach einem Waschgang waren die Verminderungen in der antimikrobiellen Aktivität ausgeprägt. Somit wurden weitere Verbesserungen mit Bindeharztechnologien entwickelt, um die Waschbeständigkeit zu erhöhen.
Beispiele von besonders bevorzugten Textilien und Textilbehandlungen im Umfang der Erfindung sind unten angegeben.
Wie oben erwähnt, haben sich Behandlungen von speziellen Metallionen-haltigen Verbindungen als waschbeständig auf bestimmten Garn- wie auch Textiloberflächen erwiesen. Diese umfassen die folgenden, vorzugsweise mit entweder den ALPHASAN^®-Silber-haltigen Verbindungen oder mit Zinkoxid. Die folgenden bevorzugten Ausführungsformen zeigten Widerstandsmessungen gut über 1 × 10⁹ Ω/Inch² des Textils gemäß AATCC-Testverfahren 76-1978.
1) Auftragen der Verbindung mit anschließender Bindeharz-Deckschicht im Ausziehverfahren
a) Acrylbindeharz – Eine Dispersion von ALPHASAN^® (Silber-haltige Ionenaustauschverbindung, erhältlich von Milliken & Company) wurde zuerst durch Mischen von ungefähr 30 Gew.-% der Silber-haltigen Verbindung, ungefähr 23,0 Gew.-% einer Mischung von anionischen Tensiden, Tamol^® SN, erhältlich von Rohm & Haas, und Synfac^® 8837, erhältlich von Milliken & Company, mit dem Rest Wasser, hergestellt. Diese Dispersion wurde dann im Ausziehverfahren aus einem Färbebad auf vier Textilproben aufgetragen (alle 100 % Polyester; 51 Schusszahl und 52 Kettzahl; 300 Denier Multifilament-Garn). Zwei wurden bei einer Temperatur von ungefähr 280°F gefärbt; die anderen bei einer Temperatur von ungefähr 265°F. Das Auftragmaß der aktiven ALPHASAN^®-Verbindungen auf das Zieltextil betrug ungefähr 1,0 % owf. Die Textilien wurden dann mit einem Acrylbindemittel, Rhoplex^® TR3082, in einer Menge von 2,5 % owf beschichtet. Die beschichteten Textilien wurden dann bei 380°F gehärtet. Die Messung der logarithmischen Abtötungsrate für ungewaschene Textilien für S. aureus betrug 4,9, für K. pneumoniae 2,54. Die Ergebnisse nach mehrfachen Waschgängen sind in der Tabelle unten aufgeführt: Tabelle 6 Logarithmische Abtötungsraten nach mehrfachen Waschgängen mit Acryldeckschicht
Es ist auch wichtig zu beachten, und wie auch von dem Durchschnittsfachmann anerkannt und verstanden werden wird, dass Variationen in den Messungen der logarithmischen Abtötungsrate häufig, aber verlässlich sind, aufgrund der inhärenten Schwierigkeiten sowohl beim biologischen Testen als auch bei der Fähigkeit, vollständig kontrollierte Bakterienzahlen auf solchen Oberflächen zu bestimmen. Diese Ergebnisse zeigen somit eine sehr vorteilhafte antimikrobielle Leistungsfähigkeit und somit eine hervorragende Waschbeständigkeit auf der Textiloberfläche.
b) Permanentes Druckbindeharz – Die gleiche Art von ALPHASAN^®-Dispersion und das gleiche Ausziehverfahren wie oben wurden durchgeführt. Die Deckschicht war jedoch Permafresh^®, erhältlich von Sequa. Wiederum wurden ungefähr 2,5 % owf dieses Deckschichtharzes über die ALPHASAN^® behandelten Textilien aufgetragen. Zudem wurden in das Färbebad ein Butylbenzoatträger in einer Menge von ungefähr 2,5 % owf hinzugefügt. Die logarithmischen Abtötungsergebnisse für diese Probe waren wie folgt: Tabelle 7 Logarithmische Abtötungsrate nach mehrfachem Waschen mit permanenter Pressdeckschicht
Hervorragende Haltbarkeitsergebnisse wurden somit mit einem solchen System erhalten.
c) PD-92-Bindeharz – Die gleiche Art von ALPHASAN^®-Dispersion und das gleiche Ausziehverfahren wie oben wurden durchgeführt. Die Deckschicht war jedoch PD-92, erhältlich von Milliken & Company. Wiederum wurden ungefähr 2,5 % owf dieses Deckschichtharzes über die ALPHASAN^®-behandelten Textilien aufgetragen. Zudem wurden in das Färbebad ein Butylbenzoatträger in einer Menge von ungefähr 2,5 % owf hinzugefügt. Die logarithmischen Abtötungsergebnisse für diese Probe waren wie folgt: Tabelle 8 Logarithmische Abtötungsrate nach mehrfachem Waschen mit PD-92-Überzug
Hervorragende Beständigkeitsergebnisse wurden somit auch mit einem solchen System erhalten.
d) Wirkung einer erhöhten Menge von ALPHASAN^® auf die Waschhaltbarkeit – Die gleichen Textilbehandlungen (mit Permafresh^®-Bindeharz) wie oben wurden mit einer auf 4 % owf erhöhten Menge ALPHASAN^® auf die Zieltextiloberfläche durchgeführt (ungefähr 13,3 % owf der Dispersion). Das gleiche Foulardieren des permanenten Pressbinders wie oben wurde durchgeführt. Die logarithmischen Abtötungsergebnisse für K. pneumoniae waren wie folgt: Tabelle 9 Logarithmische Abtötungsraten mit hohem Gehalt an Silber-haltiger Verbindung
Wiederum wurde eine hervorragende Beständigkeit erhalten.
e) Wirkung einer erhöhten Menge des permanenten Pressbinderharzes auf die Waschbeständigkeit – Die gleichen Textilbehandlungen (mit Permafresh^®-Binderharz) wie oben wurden durchgeführt mit einer auf 7,5 % owf Zugabe zu der Zieltextiloberfläche erhöhten Menge an Binderharz. Die logarithmischen Abtötungsergebnisse für K. pneumoniae sind wie folgt: Tabelle 10 Logarithmische Abtötungsraten mit hoher Menge von permanentem Pressbinderharz
Wiederum wurde eine hervorragende Waschbeständigkeit erhalten.
2) Auftragen im Ausziehverfahren einer Verbindung mit einem Bindeharz
Eine Dispersion von ALPHASAN^® (Silber-haltige Ionenaustauschverbindung, erhältlich von Milliken & Company) wurde zuerst durch Mischen von ungefähr 30 Gew.-Teilen der Silber-haltigen Verbindung, ungefähr 23,0 Gew.-% einer anionischen Tensidmischung aus Tamol^® und Synfac^® 8337-Tensid, Rest Wasser, hergestellt. Diese Dispersion wurde dann im Ausziehverfahren aus einem Färbebad, das ein Acrylbinder (Rhoplex^® TR3082), der in dem Färbebad in einer Konzentration von ungefähr 2,5 % owf vorlag, aufgetragen. Ein 100 Polyester-Textil (das gleiche wie oben) wurde dann in das Färbebad aufgebracht, das dann auf eine Temperatur von 280°F erhitzt wurde. Das Auftragmaß der aktiven ALPHASAN^®-Verbindungen auf die Zieltextilien betrug ungefähr 1,0 % owf. Die Textilien wurden dann bei 380°F gehärtet. Die gemessene logarithmische Abtötungsrate für ungewaschene Textilien für S. aureus betrug 2,35, für K. pneumoniae 5,38. Die Ergebnisse nach mehrfachen Waschgängen sind in der Tabelle unten gezeigt: Tabelle 11 Logarithmische Abtötungsrate nach mehrfachen Waschgängen mit Acrylharz
Diese Ergebnisse zeigen eine sehr vorteilhafte antimikrobielle Leistungsfähigkeit und somit hervorragende Waschbeständigkeit auf der Textiloberfläche, obwohl weniger vorteilhaft als für die mit Harz überdeckten Textilien.
3) Auftragen von anderen Silber-haltigen Verbindungen im Ausziehverfahren
Die gleichen allgemeinen Ausziehverfahren wurden durchgeführt wie oben mit der gleichen Foulardier- (in der Tabelle unten als P bezeichneten) und Färbebad-Auftragung (in der folgenden Tabelle D) eines permanenten Pressbindemittels, wie oben. Die verschiedenen aufgetragenen Silber-haltigen Verbindungen waren AmpZ200 (ein TiO₂-Silbermetallprodukt, erhältlich von DuPont) und ZEOMIC^® AJ80H. Die Zugabegewichte von diesen betrugen wie für das oben erwähnte ALPHASAN^® 1,0 % owf. Die Beständigkeitsergebnisse für diese Verbindungen waren bezüglich der logarithmischen Abtötungsraten für K. pneumoniae wie folgt: Tabelle 12 Logarithmische Abtötungsraten mit anderen Silber-haltigen Verbindungen
Diese sind hervorragende Haltbarkeitsergebnisse, obwohl nicht so gut wie für die ALPHASAN^®-Behandlungen.
4) Packfärbeverfahren
Wiederum, wie mit all den anderen erfindungsgemäßen Textilien und Garnen, überstieg der gemessene Widerstand der folgenden Garne und Textilien 1 × 10⁹ Ω/Inch².
Beispiel 1
Mehrere Spulen von 150 Denier Polyester-Multifilamentgarn wurden in ein geschlossenes Färbebad eingebracht. Die Färbebadflüssigkeit enthielt 1,0 % owf aktives ALPHASAN^®, 0,5 Gew.-% eines nicht-ionischen Nivelliermittels 528 (Butylbenzoat, erhältlich von Milliken & Company), und der Rest Wasser. Nach Verschließen der Kammer wurde die Pumpe bei einem Druck von 60 psi bei einer Temperatur von ungefähr 280°F aktiv. Die Pumpe blieb 60 Minuten lang aktiv. Die resultierenden Garnspulen wurden dann zum Wirken verwendet, um eine Socke herzustellen. Drei unterschiedliche diskrete Flächen auf der Socke wurden bezüglich der logarithmischen Abtötungsraten für K. pneumoniae nach verschiedener Anzahl von Waschgängen geprüft. Die Färbungen der Socke blieben im wesentlichen gleich nach den wiederholten Waschgängen. Die logarithmischen Abtötungsergebnisse sind in der Tabelle unten angegeben: Tabelle 13 Logarithmische Abtötungsraten auf gewirkten Textilien (Bindemittel-frei)
Das gewirkte Textil hielt somit eine wesentliche Menge seiner ALPHASAN^®-Appretur, die während des Packfärbeverfahrens aufgetragen wurde, über einen extrem langen Zeitraum fest.
Beispiel 2
Mehrere Spulen von 150 Denier Polyester-Multifilamentgarn wurden in ein geschlossenes Färbebad eingebracht. Die Färbebadflüssigkeit enthielt 1,0 % owf aktives ALPHASAN^®, 0,5 % eines nicht-ionischen Nivelliermittels 528, 2,0 % owf Rhoplex^® TR3082 (ein leicht anionisches Bindemittel auf Acrylbasis), und der Rest Wasser. Nach Verschließen der Kammer wurde die Pumpe bei einem Druck von 60 psi bei einer Temperatur von ungefähr 280°F aktiviert. Die Pumpe blieb 60 Minuten lang aktiv. Die resultierenden Garnspulen wurden dann zum Wirken verwendet, um eine Socke herzustellen. Drei unterschiedliche diskrete Flächen auf der Socke wurden bezüglich der logarithmischen Abtötungsraten für K. pneumoniae nach verschiedener Anzahl von Waschgängen geprüft. Die Färbungen der Socke blieben im wesentlichen gleich nach den wiederholten Waschgängen. Die logarithmischen Abtötungsergebnisse sind in der Tabelle unten angegeben: Tabelle 14 Logarithmische Abtötungsraten auf gewirkten Textilien (mit Acrylbindemittel)
Das gewirkte Textil hielt somit eine wesentliche Menge seiner ALPHASAN^®-Appretur, die während des Packfärbeverfahrens aufgetragen wurde, über einen extrem langen Zeitraum fest.
Beispiel 3
Mehrere Spulen von 150 Denier Polyester-Multifilamentgarn wurden in ein geschlossenes Färbebad eingebracht. Die Färbebadflüssigkeit enthielt 1,0 % owf aktives ALPHASAN^®, 0,5 % des nicht-ionischen Nivelliermittels 528, und der Rest Wasser. Nach Verschließen der Kammer wurde die Pumpe bei einem Druck von 60 psi bei einer Temperatur von ungefähr 280°F aktiviert. Die Pumpe blieb 60 Minuten lang aktiv. Die resultierenden Garnspulen wurden dann zum Wirken verwendet, um eine Socke herzustellen. Ein permanentes Pressbindemittel (2 % owf Permafresh^®, erhältlich von Sequa) wurde dann auf die gesamte Socke foulartiert. Nach dem Trocknen wurden drei unterschiedliche diskrete Flächen auf der Socke bezüglich der logarithmischen Abtötungsraten für K. pneumoniae nach verschiedener Anzahl von Waschgängen geprüft. Die Färbungen der Socke blieben im wesentlichen gleich nach den wiederholten Waschgängen. Die logarithmischen Abtötungsergebnisse sind in der Tabelle unten angegeben: Tabelle 15 Logarithmische Abtötungsraten auf gewirkten Textilien (mit permanentem Pressbindemittel)
Das gewirkte Textil hielt somit eine wesentliche Menge seiner ALPHASAN^®-Appretur, die während des Packfärbeverfahrens aufgetragen wurde, über einen extrem langen Zeitraum fest. Metalloxidtextilbehandlung zur Geruchsverminderung Eine Dispersion mit den folgenden Komponenten wurde gründlich gemischt: Zusammensetzung
Eine Musterprobe eines gefärbten Polyestergewirkes wurde mit der gemischten Lösung imprägniert und bei 350°F 3 Minuten lang getrocknet, um ein behandeltes Textil zu erhalten. Das behandelte Textil zeigte keine erkennbare Veränderung in der Farbe oder Flexibilität. Mehrere Tropfen einer verdünnten wässrigen Isovaleriansäure-Lösung (1 Tropfen Säure in 50 g Wasser) wurde dann auf das ungewaschene Textil aufgetragen, um einen unangenehmen Fußgeruch zu simulieren. Die Lösung drang schnell in das Textil ein und der unangenehme Geruch verschwand schnell. Das behandelte Textil wurde dann gemäß dem AATCC-Testverfahren 130-1981 in 10 Waschzyklen gewaschen; das gleiche Aufnehmen und die gleiche Geruchsentfernung wurde durch das Zinkoxid-behandelte Textil gezeigt. Somit blieb die Zinkoxidbehandlung auf der Textiloberfläche intakt. Weiterhin wurde die Probe bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit durch Messen des Widerstandes über dem gesamten Textil geprüft. Die Textilprobe zeigte 1013 Ω/Inch²; somit war effektiv keine Leitfähigkeit vorhanden.
Die Probe wurde dann gemäß AATCC-Testverfahren 130-1981 gewaschen und dann bezüglich der Geruchsverminderung und antimikrobiellen Aktivität gemäß der 24-Stunden-Impfaussetzung von Klebsiella pneumoniae unter AATCC-Testverfahren 100-1983 analysiert. Die Ergebnisse waren wie folgt: Tabelle 16
Weiterhin wurde Röntgenfluoreszenz auf der obigen Probe vorgenommen, um die auf der Textiloberfläche verbliebene Zinkmenge durch die Peakgröße in Bezug auf das von Zink auf der Substratoberfläche emittierte Signal anzugeben. Die Ergebnisse waren wie folgt: Tabelle 17
Somit wurde eine hervorragende Waschbeständigkeit selbst nach 20 Waschgängen gezeigt, da ungefähr 30 % von den ursprünglichen Zinkzählern beibehalten wurden.
Lichtechtheit von bestimmten Proben
Die in Tabelle 6 oben geprüften Proben wie auch andere Textilien und Vergleichsproben wurden bezüglich der Lichtechtheit der durch die behandelten Textilien gezeigte Farbe nach dem topischen Auftragen der erwünschten metallhaltigen Appretur analysiert. Eine solche Analyse umfasste das Prüfen gemäß The Engineering Society for Advancing Mobility Land Sea Air and Space Textile Test method SAE J-1885, "(R) Accelerated Exposure of Automotive Interior Trim Components Using a Controlled Irradiance Water Cooled Xenon-Arc Apparatus". Farblichtechtheit wird im Allgemeinen durch die folgende Gleichung berechnet: ΔE* = ((L*initial – L*exposed)2 + (a*initial – a*exposed)2 + b*initial – b*exposed)2)1/2 wobei ΔE* die Farbdifferenz zwischen dem Textil nach der ursprünglichen Latexbeschichtung und dem Textil nach dem oben erwähnten Grad der Ultraviolett-Bestrahlung darstellt. L*, a* und b* sind die Farbkoordinaten; wobei L* ein Maß für die Helligkeit und Dunkelheit des gefärbten Stoffes ist; a* ein Maß für die Rotheit oder Grünheit des gefärbten Textils ist, und b* ein Maß für die Gelbheit oder Blauheit des gefärbten Textils ist. Ein niedriger ΔE*-Wert zeigt eine hervorragende Lichtechtheit des geprüften Textils an; ein ΔE*-Wert über ungefähr 5,0 ist unannehmbar und zeigt eine Gelbfärbungstendenz für das behandelte Textil. Wie oben erwähnt, wurde eine ALPHASAN^®-behandelte Polyesterprobe aus Tabelle 6 einem Xenonbogen-Lampentest bei 225 kJ/m² für sowohl 20 wie auch 40 Stunden ausgesetzt, um die Vergilbungseigenschaften des behandelten Textils zu analysieren. Bei 20 Stunden zeigte das Textil einen ΔE*-Wert von ungefähr 1,95; bei 40 Stunden einen ΔE*-Wert von ungefähr 3,38. Somit zeigte das behandelte Textil eine hervorragende Lichtechtheit.
Weitere Proben von 65 %/35 % Polyester/Baumwollmisch-Hemden wurden auch bezüglich der Lichtechtheitsergebnisse nach Aufnahme von ALPHASAN^®-Behandlungen von einem Trockendonortuch, umfassend 0,9 % und 20 % (hergestellt gemäß dem oben diskutierten Verfahren) der Ionenaustauschverbindung auf Silberbasis, geprüft. Die Ergebnisse wurden in der Tabelle unten angegeben: Tabelle 18
Klar und überraschend zeigten die Silber-behandelten Textilien annehmbare Lichtechtheitseigenschaften.
Es gibt natürlich viele alternative Ausführungsformen und Modifikationen der Erfindung, die von dem Geist und Umfang der folgenden Ansprüche umfasst sein sollen.

Claims

Behandeltes Substrat, umfassend eine Appretur, umfassend Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallpartikel-haltigen Verbindungen, Metallionen-haltigen Verbindungen, Metallionen-generierenden Verbindungen, und Kombinationen hiervon, und ein Substrat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Garn, einem Textil aus einzelnen Fasern und einer Folie; wobei die Appretur an mindestens einem Teil der Oberfläche des Substrats haftet; wobei der mindestens eine Teil des behandelten Substrats mindestens ungefähr 50 % der anhaftenden Appretur nach 10 Waschgängen, durchgeführt gemäß dem Waschverfahren nach AATCC-Testverfahren 130-1981, beibehält; wobei die Appretur ein Bindemittel umfasst oder wobei zumindest ein Teil des behandelten Substrates mit einer Bindemittelformulierung bedeckt ist; wobei das behandelte Substrat elektrisch nicht-leitfähig ist; und wobei die Appretur antimikrobielle Eigenschaften zeigt.
Behandeltes Substrat nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein einzelnes Garn ist.
Behandeltes Substrat nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Textilerzeugnis ist.
Behandeltes Substrat nach Anspruch 1, wobei das Substrat eine Folie ist.
Behandeltes Substrat nach Anspruch 1, wobei das behandelte Substrat eine logarithmische Abtötungsrate für Staphylococcus aureus von mindestens 1,5 und eine logarithmische Abtötungsrate für Klebsiella pneumoniae von mindestens 1,5 nach mindestens 10 Waschgängen zeigt, jeweils getestet gemäß AATCC-Testverfahren 100-1993 bei 24-stündiger Aussetzung, wobei die Waschgänge gemäß dem Waschverfahren nach AATCC-Testverfahren 130-1981 durchgeführt werden.
Behandeltes Substrat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung eine Silberionen-haltige Verbindung ist.
Behandeltes Substrat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Textil Baumwollfasern, Wollfasern, Ramiefasern, Hanffasern, Leinenfasern, Polyolefinfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern, Polyaramidfasern, Acetatfasern, Reyonfasern, oder Acrylfasern, oder Mischungen hiervon, umfasst.
Behandeltes Substrat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bindemittel ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus vernetzten Imidazolidinonen, Acrylbindemitteln, Melaminharzen, Polyvinylchlorid-haltigen Polymeren, ethoxylierten Polyestern, oder Mischungen hiervon.
Behandeltes Substrat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung in einer Menge von 0.01 bis 1.0 Unzen/Yard² vorliegt.
Behandeltes Substrat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Textil aus Polyesternfasern besteht.
Behandeltes Substrat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bindemittel anionisch oder nichtionisch ist, und wobei das Bindemittel nach der Bearbeitung und dem Auftragen auf das Substrat a. nicht leicht wasserlöslich ist; b. durch Standardwaschadditive, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Detergenzien, Lösungsmitteln, Bleichmitteln, und Mischungen hiervon, nicht angegriffen wird; und c. nicht durch Aussetzen an hohe Temperaturen, die mit Standardwaschtrockentemperaturen verbunden sind, abgebaut wird.
Garn erhältlich nach einem Verfahren zur Herstellung eines Garns mit antimikrobiellen Eigenschaften, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen einer Garnspule; (b) Bereitstellen einer Formulierung, umfassend eine Dispersion einer festen antimikrobiellen Verbindung; (c) Einbringen der Garnspule in die Färbebadformulierung; (d) Pumpen der Formulierung durch die Garnspule bei einem Druck zwischen 0,1 und 100 Pfund/Inch² für ungefähr 5 Sekunden bis ungefähr 5 Stunden bei einer Temperatur in dem Bereich von ungefähr 25 bis ungefähr 325°C; (e) Kombinieren des Garns mit einer Vielzahl von anderen Garnen, um ein Textilerzeugnis zu bilden; und (f) Beschichten mindestens eines Teils des Garns in dem Textilerzeugnis von Schritt (e) mit einem Bindemittelharz.
Garn nach Anspruch 12, wobei die antimikrobielle Verbindung eine Ionenaustauschverbindung ist.
Garn nach Anspruch 12, wobei die feste antimikrobielle Verbindung eine antimikrobielle Verbindung auf Metallbasis ist.
Garn nach Anspruch 13, wobei die Ionenaustauschverbindung Silber umfasst.
Garn nach Anspruch 14, wobei die antimikrobielle Verbindung auf Metallbasis Silber umfasst.
Textilerzeugnis, umfassend mindestens ein Gern nach einem der Ansprüche 12 bis 16.
Kleidung, umfassend ein behandeltes Substrat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 oder ein Textilerzeugnis nach Anspruch 17.