DE202021001418U1

DE202021001418U1 - Antimikrobielle Gesichtsmaske

Info

Publication number: DE202021001418U1
Application number: DE202021001418.7U
Authority: DE
Original assignee: Kraton Polymers Research BV
Current assignee: Kraton Polymers Research BV
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2021-07-15
Anticipated expiration: 2031-04-20

Abstract

Gesichtsmaske umfassend:
einen Maskenkörper, der dafür konfiguriert ist, mindestens den Mund und die Nase eines Trägers zu bedecken, wobei der Maskenkörper den Durchgang von Luft aus der Umgebung zum Träger ermöglicht, wobei der Maskenkörper eine dem Gesicht des Trägers zugewandte erste Oberfläche und eine gegenüber der ersten Oberfläche angeordnete und der Umgebung ausgesetzte zweite Oberfläche aufweist; und
eine Eingriffsstruktur, die dafür konfiguriert ist, den Maskenkörper am Kopf des Trägers zu befestigen;
wobei die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche durch eine sulfonierte Polymerschicht geschützt wird, um mindestens 95 % der Mikroben innerhalb von 30 Minuten nach Kontakt mit der ersten Oberfläche abzutöten; und
wobei die sulfonierte Polymerschicht ein sulfoniertes Polymer umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, wobei das sulfonierte Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe von Perfluorsulfonsäurepolymeren, Polystyrolsulfonaten, sulfonierten Blockcopolymeren, sulfonierten Polyolefinen, sulfonierten Polyimiden, sulfonierten Polyamiden, sulfonierten Polyestern, sulfonierten Polysulfonen, sulfonierten Polyketonen, sulfonierten Polyarylenethern und Mischungen hiervon;
wobei das sulfonierte Polymer einen Sulfonierungsgrad von wenigstens 10 % aufweist;
wobei die sulfonierte Polymerschicht eine Dicke von mindestens > 1 µm aufweist.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung betrifft eine Gesichtsmaske. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Gesichtsmaske mit einer Schutzschicht aus sulfoniertem Polymer.
STAND DER TECHNIK
Mit der Verbreitung ansteckender Krankheiten, wie COVID-19, wird es notwendig, Menschen zu schützen und zu verhindern, dass die Menschen mit Krankheiten in Kontakt kommen, die Mikroben, Viren, Bakterien usw. verbreiten. Gesichtsmasken mit mindestens 2 Lagen Stoff werden empfohlen, um die Ausbreitung von COVID-19 zu reduzieren. Die Mikroben können sich jedoch auf der Gesichtsmaske ansammeln und relativ lange aktiv bleiben. Die Mikroben können anschließend mit den Händen des Trägers in Kontakt kommen und in den menschlichen Körper eindringen, was unerwünscht ist.
Es gibt eine Vielzahl von Gesichtsmasken, die im Handel erhältlich sind. Wie hierin verwendet, werden die Begriffe „Maske“ und „Gesichtsmaske“ austauschbar verwendet und schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, Gesichtsmasken, Atemschutzmasken, Gesichtsschutzschilde, chirurgische Masken, Filtermasken, Mundmasken und Gasmasken ein. Diese Gesichtsmasken erfüllen verschiedene Funktionen, darunter den Schutz vor Spritzern und/oder das Filtern von luftgetragenen Schadstoffen, einschließlich Krankheitserregern. Gesichtsmasken unterscheiden sich erheblich in ihrer Filterleistung und ihrem Komfort. Zum Beispiel schützen Atemschutzmasken vor der Exposition gegenüber Partikeln in der Luft und sind so konzipiert, dass sie dicht am Gesicht des Trägers abdichten. Chirurgische Masken und selbstgemachte Masken aus Stoff bieten eine Barriere gegen Spritzer, Tröpfchen und Speichel und schließen nicht unbedingt dicht am Gesicht des Trägers ab. Einige Masken sind Einwegmasken, z. B. chirurgische Masken. Einige sind wiederverwendbar, bei Atemschutzmasken kann der Filter ausgetauscht werden, oder bei selbstgemachten Masken mit waschbarem Stoff.
Es ist wünschenswert, dass Gesichtsmasken Mikroben bei Kontakt mit der Gesichtsmaskenoberfläche unmittelbar abtöten, bevor sie vom Träger inhaliert werden. Weiterhin ist es wünschenswert, eine Gesichtsmaske zu haben, so dass die Umgebung, wie etwa andere, den Gesichtsmaskenträger umgebende Personen, vor Partikeln und Mikroben, die vom Träger der Gesichtsmaske ausgeatmet werden, geschützt werden.
KURZDARSTELLUNG
In einem ersten Aspekt wird eine Gesichtsmaske offenbart. Die Gesichtsmaske schließt einen Maskenkörper ein, der dafür konfiguriert ist, mindestens den Mund und die Nase eines Trägers zu bedecken. Der Maskenkörper ermöglicht den Durchgang von Luft aus der Umgebung zum Träger. Der Maskenkörper weist eine dem Gesicht des Trägers zugewandte erste Oberfläche und eine gegenüber der ersten Oberfläche angeordnete und der Umgebung ausgesetzte zweite Oberfläche auf. Die Gesichtsmaske umfasst ferner eine Eingriffsstruktur, die dafür konfiguriert ist, den Maskenkörper am Kopf des Trägers zu befestigen. Die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche wird durch eine sulfonierte Polymerschicht geschützt, um mindestens 95 % der Mikroben innerhalb von 30 Minuten nach Kontakt mit der ersten Oberfläche abzutöten. Die sulfonierte Polymerschicht umfasst ein sulfoniertes Polymer, besteht im Wesentlichen daraus oder besteht daraus, wobei das sulfonierte Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe von Perfluorsulfonsäurepolymeren, Polystyrolsulfonaten, sulfonierten Blockcopolymeren, sulfonierten Polyolefinen, sulfonierten Polyimiden, sulfonierten Polyamiden, sulfonierten Polyestern, sulfonierten Polysulfonen, sulfonierten Polyketonen, sulfonierten Polyarylenethern und Mischungen hiervon. Das sulfonierte Polymer weist einen Sulfonierungsgrad von wenigstens 10 % auf. Die sulfonierte Polymerschicht weist eine Dicke von mindestens > 1 µm auf. Vorzugsweise umfasst die sulfonierte Polymerschicht mindestens zu 50 Gew.-%, stärker bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 98 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 99 Gew.-% und am stärksten bevorzugt zu 100 Gew.-% (d. h. besteht daraus) ein zuvor erwähntes sulfoniertes Polymer.
In Ausführungsformen weist der Maskenkörper eine Bakterienfiltrationseffizienz (BFE) von > 60 % auf.
In einigen Ausführungsformen schließt das Maskenkissen einen Filter zum Filtern einer durch ihn hindurchtretenden Luft ein. Der Filter ist mit dem sulfonierten Polymer beschichtet.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Gesichtsmaske.
2 ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Gesichtsmaske mit verschiedenen Schichten.
3 ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Gesichtsmaske mit einem entfernbaren Filter.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Maske mit einem entfernbaren Filter.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Gesichtsmaske.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Gesichtsmaske mit einem Ventil.
7 und 8 sind Vorderansichten von zwei Ausführungsformen einer Gesichtsmaske.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachfolgenden, in der Beschreibung verwendeten Begriffe haben die nachfolgenden Bedeutungen:
„Wirksame Menge” bezeichnet eine Menge, die ausreichend ist, um Mikroben zu verändern, zu zerstören, zu inaktivieren und/oder zu neutralisieren, beispielsweise eine Menge, die ausreicht, um Mikroben in Berührung mit einer Außenoberfläche der Gesichtsblende eines Gesichtsschutzschildes zu sterilisieren und abzutöten.
„Ionenaustauschkapazität“ oder IEC (ion exchange capacity) bezieht sich auf die gesamten aktiven Stellen oder funktionellen Gruppen, welche in einem Polymer für lonenaustausch verantwortlich sind. Im Allgemeinen wird ein herkömmliches Säure-Base-Titrationsverfahren verwendet, um die IEC zu bestimmen, siehe beispielsweise International Journal of Hydrogen Energy, Band 39, Ausgabe 10, 26. März 2014, Seiten 5054 bis 5062, „Determination of the ion exchange capacity of anion-selective membrane“. IEC ist das Umgekehrte von „Äquivalentgewicht“ oder EW (equivalent weight), welches das Gewicht ist, das ein Polymer benötigt, um 1 Mol austauschbarer Protonen bereitzustellen.
„Mikroben” bezeichnet Mikroorganismen einschließlich Bakterien, Archaebakterien, Pilze (Hefen und Schimmel), Algen, Protozoen und Viren mit mikroskopischer Größe.
„Oberflächen-pH-Wert“ bezeichnet den pH-Wert auf der Kontaktoberfläche des biosicheren Materials, welcher von den auf der Oberfläche gebundenen Resten, wie beispielsweise der Beschichtungsschicht, resultiert. Der Oberflächen-pH-Wert kann mit kommerziellen Oberflächen-pH-Messgeräten, wie beispielsweise SenTix™ Sur-Elektrode von WTW Scientific-Technical Institute GmbH, Weilheim, Deutschland, gemessen werden.
„Filter” bezieht sich hierin auf ein luftdurchlässiges Substrat, und abhängig von dem Typ der Gesichtsmaske oder der Atemschutzmaske in Ausführungsformen weist das Substrat eine Bakterienfiltrationseffizienz (BFE) von mindestens 60 %, vorzugsweise mindestens 70 %, stärker bevorzugt mindestens 80 % und am stärksten bevorzugt mindestens 90 % auf (wie etwa bei chirurgischen Masken). N95-Atemschutzmasken haben eine PFE von > 99 % und eine Partikelfiltrationseffizienz (PFE) von > 95 %.
Die Offenbarung betrifft eine Gesichtsmaske mit einem Filterkörper mit einer antimikrobiellen Schutzschicht, die Mikroben innerhalb einer vordefinierten Kontaktdauer abtötet. Der Filterkörper ist beschichtet oder geschützt mit einer Schicht, die ein selbststerilisierendes (selbstdesinfizierendes) sulfoniertes Polymermaterial umfasst, oder derart konstruiert, dass er diese aufweist. Das sulfonierte Polymer wird verwendet, um mindestens 95 % der Mikroben innerhalb einer vordefinierten Kontaktdauer mit der sulfonierten Polymerbeschichtung abzutöten. Die Gesichtsmaske schließt eine Befestigungsstruktur ein, um die Gesichtsmaske vor dem Gesicht des Trägers zu befestigen. In Ausführungsformen umfasst die selbststerilisierende sulfonierte Polymerschicht ein sulfoniertes Polymer, besteht im Wesentlichen daraus oder besteht daraus.
Selbststerilisierendes Material - sulfoniertes Polymer: Sulfoniertes Polymer bezieht sich auf Polymere mit einer Sulfonatgruppe, beispielsweise -SO₃, entweder in Säureform (beispielsweise -SO₃H, Sulfonsäure) oder einer Salzform (beispielsweise -SO₃Na). Der Begriff „sulfoniertes Polymer“ umfasst auch Sulfonat enthaltende Polymere, wie beispielsweise Polystyrolsulfonat.
Das sulfonierte Polymer ist ausgewählt aus der Gruppe von Perfluorsulfonsäurepolymeren (beispielsweise sulfoniertem Tetrafluorethylen), sulfonierten Polyolefinen, sulfonierten Polyimiden, sulfonierten Polyamiden, sulfoniertem Polyester, Polystyrolsulfonaten, sulfonierten Blockcopolymeren, sulfonierten Polyolefinen, sulfonierten Polysulfonen, wie beispielsweise Polyethersulfon, sulfonierten Polyketonen, wie beispielsweise Polyetheretherketon, sulfonierten Polyphenylethern und Mischungen hiervon.
Das sulfonierte Polymer ist dadurch gekennzeichnet, dass es ausreichend oder selektiv sulfoniert ist, so dass es zwischen 10 und 100 Mol-% funktionelle Sulfonsäure- oder Sulfonatsalzgruppen bezogen auf die Anzahl von zu sulfonierenden Monomereinheiten oder dem zu sulfonierenden Block („Sulfonierungsgrad“) aufweist, so dass wenigstens 95 % Mikroben innerhalb von 120 Minuten nach In-Kontakt-Kommen mit dem Beschichtungsmaterial abgetötet werden. In Ausführungsformen weist das sulfonierte Polymer einen Sulfonierungsgrad von mehr als 25 Mol-% oder mehr als 50 Mol-% oder weniger als 95 Mol-% oder von 25 bis 70 Mol-% auf. Der Sulfonierungsgrad kann durch NMR oder Ionenaustauschkapazität (IEC) berechnet werden.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Tetrafluorethylen mit einem Polytetrafluorethylen (PTFE)-Rückgrat, (2) Seitenketten von Vinylethern (beispielsweise -O-CF₂-CF-O-CF₂-CF₂-), welche in Sulfonsäuregruppen in einem Cluster-Bereich enden.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein Polystyrolsulfonat, von dem Beispiele Kalium-Polystyrolsulfonat, Natrium-Polystyrolsulfonat, ein Copolymer von Natrium-Polystyrolsulfonat und Kalium-Polystyrolsulfonat (beispielsweise ein Polystyrolsulfonat-Copolymer) mit einem Molekulargewicht von 20.000 bis 1.000.000 Daltons, oder mehr als 25.000 Daltons oder mehr als 40.000 Daltons oder mehr als 50.000 oder mehr als 75.000 oder mehr als 100.000 Daltons oder mehr als 400.000 Daltons oder wenigster als 200.000 oder wenigster als 800.000 Daltons oder bis zu 1.500.000 Daltons. Die Polystyrolsulfonatpolymere können entweder vernetzt oder unvernetzt sein. In Ausführungsformen sind die Polystyrolsulfonatpolymere unvernetzt und wasserlöslich.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein Polysulfon ausgewählt aus der Gruppe von aromatischen Polysulfonen, Polyphenylensulfonen, aromatischen Polyethersulfonen, Dichlordiphenoxysulfonen, sulfonierten substituierten Polysulfonpolymeren und Mischungen hiervon. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyethersulfon-Copolymer, welches mit Reaktanten einschließlich Sulfonatsalzen, wie beispielsweise Hydrochinon-2-Kalium-Sulfonat (HPS), mit anderen Monomeren, wie beispielsweise Bisphenol A und 4-Fluorphenylsulfon hergestellt werden können. Der Sulfonierungsgrad in dem Polymer kann mit der Menge von HPS-Einheit in dem Polymerrückgrat gesteuert werden.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyetherketon. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyetherketonketon (SPEKK), welches durch Sulfonieren eines Polyetherketonketons (PEKK) erhalten worden ist. Das Polyetherketonketon kann unter Verwenden von Diphenylether und einem Benzoldicarbonsäurederivat hergestellt werden. Das sulfonierte PEKK kann als ein Alkohol und/oder wasserlösliches Produkt erhältlich sein, beispielsweise zur nachfolgenden Verwendung zum Beschichten der Gesichtsmaske oder in Sprayanwendungen.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyarylenether-Copolymer, welches angehängte Sulfonsäuregruppen enthält. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Poly-(2,6-dimethyl-1,4-phenylenoxid), welches herkömmlicherweise als sulfoniertes Polyphenylenoxid bezeichnet wird. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Poly-4-phenoxybenzoyl-1,4-phenylen (S-PPBP). In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyphenylen mit 2 bis 6 angehängten Sulfonsäuregruppen pro Polymerwiederholung und dadurch gekennzeichnet, dass es 0,5 meq (SO₃H)/g Polymer bis 5,0 meq (SO₃H)/g Polymer oder wenigstens 6 meq/g (SO₃H)/g Polymer aufweist.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyamid, Beispiele hierfür sind aliphatische Polyamide, wie Nylon-6 oder Nylon-6,6, teilweise aromatische Polyamide und Polyarylamide, wie Polyphenyldiamidterephthalat, welche mit Sulfonatgruppen ausgestattet sind, welche chemisch als an Stickstoffatome in dem Polymerrückgrat angehängte Amingruppen gebunden sind. Das sulfonierte Polyamid kann einen Sulfonierungsgrad von 20 bis zu 100 % der Amidgruppe aufweisen, wobei sich die Sulfonierung durch die Masse des Polyamids erstreckt. In Ausführungsformen ist die Sulfonierung auf eine hohe Dichte von Sulfonatgruppen auf der Oberfläche, beispielsweise > 10 %, > 20 %, > 30 % oder > 40 % oder bis zu 100 % der sulfonierten Amidgruppe an der Oberfläche (innerhalb von 50 nm der Oberfläche) begrenzt.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyolefin, welches wenigstens 0,1 meq oder > 2 meq oder > 3 meq oder > 5 meq oder 0,1 bis 6 meq Sulfonsäure pro Gramm Polyolefin enthält. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyethylen. Das sulfonierte Polyolefin kann durch Chlorsulfonierung eines festen Polyolefins, welches durch Polymerisation eines Olefins oder einer Mischung von Olefinen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen, Propylen, Buten-1,4-methylpenten-1, Isobutylen und Styrol erhalten worden ist, gebildet worden sein. Die Sulfonylchloridgruppen können dann hydrolysiert werden, beispielsweise in einer wässrigen Base, wie Kaliumhydroxid, oder in einer Wasser-Dimethylsulfoxid (DMF)-Mischung, um Sulfonsäuregruppen zu bilden. In einer Ausführungsform kann das sulfonierte Polyolefin durch Eintauchen oder Hindurchführen eines Polyolefinobjekts in irgendeiner Form von Pulver, Faser, Garn, Gewebe, eines Films, einer Vorform etc. durch eine Lösung enthaltend Schwefeltrioxid (SO₃), einen Schwefeltrioxidvorläufer (beispielsweise Chlorsulfonsäure, HSO₃Cl), Schwefeldioxid (SO₂) oder einer Mischung hiervon gebildet werden. In anderen Ausführungsformen wird das Polyolefinobjekt mit einem Sulfonierungsgas, wie beispielsweise SO₂ oder SO₃, oder mit einem reaktiven gasförmigen Vorläufer oder einem Sulfonatadditiv, welches bei erhöhter Temperatur ein SO_x-Gas freisetzt, in Kontakt gebracht.
Der zu sulfonierende Polyolefinvorläufer kann beispielsweise ein Poly-α-Olefin, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyisobutylen, Ethylen-Propylen-Kautschuk oder ein chloriertes Polyolefin (beispielsweise Polyvinylchlorid oder PVC) oder ein Polydien, wie beispielsweise Polybutadien (beispielsweise Poly-1,3-Butadien oder Poly-1,2-Butadien), Polyisopren, Dicyclopentadien, Ethylidennorbornen oder Vinylnorbornen oder ein homogener oder heterogener Verbundwerkstoff hiervon oder ein Copolymer hiervon (beispielsweise EPDM-Kautschuk, d.h. Ethylen-Propylen-Dienmonomer) sein. In Ausführungsformen ist das Polyolefin aus Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE), linearem Polyethylen mit niedriger Dichte (LLD-PE), Polyethylen mit sehr niedriger Dichte (VLDPE), Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE), Polyethylen mit mittlerer Dichte (MDPE), Polyethylen mit hohem Molekulargewicht (HMWPE) und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) ausgewählt.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes Polyimid, Beispiele hierfür sind aromatische Polyimide in sowohl thermoplastischer als auch duroplastischer Form, mit exzellenter chemischer Stabilität und hohen Moduleigenschaften. Sulfoniertes Polyimid kann durch Kondensationspolymerisation von Dianhydriden mit Diaminen hergestellt werden, wobei eine der monomeren Einheiten Sulfonsäure-, Sulfonsäuresalz- oder Sulfonestergruppen aufweist. Das Polymer kann auch hergestellt werden durch direkte Sulfonierung von aromatischen Polyimidvorläufern unter Verwendung von Sulfonierungsmitteln, wie beispielsweise Chlorsulfonsäure, Schwefeltrioxid und Schwefeltrioxidkomplexen. In Ausführungsformen kann die Konzentration der Sulfonsäuregruppen in dem sulfonierten Polyimid durch lonenaustauschkapazität, IEC, variierend von 0,1 meq/g bis über 3 meq/g oder von wenigstens 6 meq/g gemessen werden.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfonierter Polyester, welches durch direkte Sulfonierung eines Polyesterharzes in irgendeiner Form, wie beispielsweise Faser, Garn, Gewebe, Film, Blatt und dergleichen, mit einem Schwefelanhydrid enthaltendem Gas gebildet wird, welches Schwefelanhydrid enthält, so dass die Konzentration der Sulfongruppe auf der Oberfläche des Polyesters in einem Bereich von 0,1 meq/g bis über 3 meq/g, beispielsweise bis zu 5 meq/g oder wenigstens 6 meq/g liegt.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein selektiv sulfoniertes, negativ geladenes anionisches Blockcopolymer. Der Begriff „selektiv sulfoniert“ ist so definiert, dass dieser Sulfonsäure sowie neutralisierte Sulfonatderivate einschließt. Die Sulfonatgruppe kann in der Form von Metallsalz, Ammoniumsalz oder Aminsalz vorliegen.
In Abhängigkeit von den Anwendungen und von den gewünschten Eigenschaften kann das sulfonierte Polymer modifiziert (oder funktionalisiert) sein. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer mit irgendeinem von mehreren Metallgegenionen, einschließlich Alkali-, Erdalkali- und Übergangsmetallen, neutralisiert, wobei wenigstens 10 % der Sulfonsäuregruppen neutralisiert sind. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer mit anorganischen oder organischen kationischen Salzen neutralisiert, wie beispielsweise solchen basierend auf Ammonium, Phosphonium, Pyridinium, Sulfonium und dergleichen. Salze können monomer, oligomer oder polymer sein. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer mit verschiedenen primären, sekundären oder tertiären Amin-enthaltenden Molekülen neutralisiert, wobei > 10 % der funktionellen Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppen neutralisiert sind.
In Ausführungsformen ist die funktionelle Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe durch Reaktion mit einer wirksamen Menge von Polyoxyalkylenamin mit Molekulargewichten von 140 bis 10.000 modifiziert. Aminenthaltende Neutralisierungsmittel können mono-funktional oder multifunktional, monomer, oligomer oder polymer sein. In alternativen Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer mit alternativen anionischen Funktionalitäten, wie beispielsweise Phosphonsäure oder Acryl- und Alkylacrylsäuren, modifiziert.
In Ausführungsformen werden Amin enthaltende Polymere für die Modifikation der sulfonierten Polymere verwendet, um Mitglieder einer als Koazervate bezeichnete Klasse von Materialien zu bilden. In Beispielen ist das Neutralisierungsmittel ein polymeres Amin, Beispiele hierfür sind Benzylamin-Funktionalität enthaltende Polymere. Beispiele hierfür schließen Homopolymere und Copolymere von 4-Dimethylaminostyrol ein, welche in dem US-Patent 9,849,450 , welches hiermit durch Referenz eingeführt wird, beschrieben worden sind. In Ausführungsformen werden die Neutralisierungsmittel aus Polymeren ausgewählt, welche Vinylbenzylamin-Funktionalität enthalten, wie beispielsweise Polymere, welche aus Poly-p-methylstyrol enthaltenden Blockcopolymeren über eine Bromierung-Aminierung-Strategie oder durch direkte anionische Polymerisation von Amin enthaltenden Styrolmonomeren synthetisiert worden sind. Beispiele für Aminfunktionalitäten zur Funktionalisierung schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf p-Vinylbenzyldimethylamin (BDMA), p-Vinylbenzylpyrrolidin (VBPyr), p-Vinylbenzyl-bis-2-methoxyethylamin (VBDEM), p-Vinylbenzylpiperazin (VBM-Pip) und p-Vinylbenzyldiphenylamin (VBDPA). In Ausführungsformen können für die Funktionalisierung der sulfonierten Polymere auch korrespondierende Phosphor enthaltende Polymere eingesetzt werden.
In Ausführungsformen kann das Monomer oder der Aminfunktionalität oder Phosphinfunktionalität enthaltende Block mit Säuren oder Protondonoren neutralisiert werden, was quaternäre Ammonium- oder Phosphoniumsalze erzeugt. In anderen Ausführungsformen wird das sulfonierte Polymer, welches tertiäres Amin enthält, mit Alkylhalogeniden reagiert, um funktionelle Gruppen, wie beispielsweise quaternäre Salze, auszubilden. In einigen Ausführungsformen kann das sulfonierte Polymer sowohl kationische als auch anionische Funktionalität aufweisen, um sogenannte zwitterionische Polymere auszubilden.
In einigen Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein selektiv sulfoniertes negativ geladenes, anionisches Blockcopolymer, wobei „selektiv sulfoniert“ so definiert ist, dass es Sulfonsäure sowie neutralisierte Sulfonatderivate einschließt. Die Sulfonatgruppe kann in der Form eines Metallsalzes, Ammoniumsalzes oder Aminsalzes vorliegen. In Ausführungsformen weist das sulfonierte Blockpolymer die allgemeine Konfiguration A-B-A, (AB)n(A), (A-B-A)n, (A-B-A)nX, (A-B)nX, A-D-B, A-B-D, A-D-B-D-A, A-B-D-B-A, (A-D-B)_nA, (A-B-D)_nA, (A-D-B)_nX, (A-B-D)_nX oder Mischungen hiervon auf, wobei n eine ganze Zahl zwischen 0 und 30 oder, in Ausführungsformen, von 2 bis 20 ist und X ein Kupplungsmittelrest ist. Jeder A- und D-Block ist ein Polymerblock, welcher gegenüber Sulfonierung resistent ist. Jeder B-Block ist für Sulfonierung empfänglich. Für Konfigurationen mit mehreren A-, B- oder D-Blöcken kann die Vielzahl von A-Blöcken, B-Blöcken oder D-Blöcken gleich oder verschieden sein.
In Ausführungsformen sind die A-Blöcke ein oder mehrere Segmente ausgewählt von polymerisierten (i) para-substituierten Styrolmonomeren, (ii) Ethylen, (iii) alpha-Olefinen mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen, (iv) 1,3-Cyclodienmono-meren, (v) Monomeren von konjugierten Dienen mit einem Vinylgehalt von weniger als 35 Mol-Prozent vor der Hydrierung, (vi) Acrylestern, (vii) Methacrylestern und (viii) Mischungen hiervon. Wenn die A-Segmente Polymere von 1,3-Cyclodien oder konjugierten Dienen sind, werden die Segmente nach der Polymerisation des Blockcopolymers und vor der Sulfonierung des Blockcopolymers hydriert werden. Die A-Blöcke können auch bis zu 15 Mol-% der vinylaromatischen Monomere enthalten, wie diejenigen, welche in den B-Blöcken vorliegen.
In Ausführungsformen ist der A-Block ausgewählt aus para-substituierten Styrolmonomeren ausgewählt aus para-Methylstyrol, para-Ethylstyrol, para-n-Propylstyrol, para-iso-Propylstyrol, para-n-Butylstyrol, parasec-Butylstyrol, para-iso-Butylstyrol, para-t-Butylstyrol, Isomeren von para-Decylstyrol, Isomeren von para-Dodecylstyrol und Mischungen der vorstehenden Monomere. Beispiele für para-substituierte Styrolmonomere schließen para-t-Butylstyrol und para-Methylstyrol ein, wobei para-t-Butylstyrol am meisten bevorzugt ist. Monomere können, abhängig von deren bestimmten Quelle, Mischungen von Monomeren sein. In Ausführungsformen beträgt die Gesamtreinheit der para-substituierten Styrolmonomere wenigstens 90 Gew.-% oder > 95 Gew.-% oder > 98 Gew.-% des para-substituierten Styrolmonomers.
In Ausführungsformen enthält der Block B Segmente von einem oder mehreren polymerisierten vinylaromatischen Monomeren ausgewählt aus unsubstituiertem Styrolmonomer, ortho-substituierten Styrolmonomeren, meta-substituierten Styrolmonomeren, alpha-Methylstyrolmonomer, 1,1-Diphenylethylenmonomer, 1,2-Diphenylethylenmonomer und Mischungen hiervon. Zusätzlich zu den beschriebenen Monomeren und Polymeren umfassen in Ausführungsformen die B-Blöcke auch ein hydriertes Copolymer von Monomer(en) mit einem konjugierten Dien ausgewählt aus 1,3-Butadien, Isopren und Mischungen hiervon mit einem Vinylgehalt zwischen 20 und 80 Mol-Prozent. Diese Copolymere mit hydrierten Dienen können jedes von Zufallscopolymeren, Copolymeren mit sich ändernder Zusammensetzung, Blockcopolymeren oder Copolymeren mit kontrollierter Verteilung sein. Der Block B ist selektiv sulfoniert und enthält von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Mol-% funktionelle Sulfonsäure- oder Sulfonatsalzgruppen bezogen auf die Anzahl von Monomereinheiten. In Ausführungsformen liegt der Sulfonierungsgrad in dem B-Block zwischen 10 und 95 Mol.-% oder 15 bis 80 Mol-% oder 20 bis 70 Mol-% oder 25 bis 60 Mol-% oder > 20 Mol-% oder > 50 Mol-%.
Der D-Block enthält ein hydriertes Polymer oder Copolymer eines konjugierten Diens ausgewählt aus Isopren, 1,3-Butadien und Mischungen hiervon. In anderen Beispielen ist der D-block irgendeiner von einem Acrylat, einem Silikonpolymer oder einem Polymer von Isobutylen mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht von > 1000 oder > 2000 oder > 4000 oder > 6000.
Das Kupplungsmittel X ist ausgewählt aus in dem Fachgebiet bekannten Kupplungsmitteln, einschließlich Polyalkenylkupplungsmitteln, Dihalogenalkanen, Silikonhalogeniden, Siloxanen, multifunktionellen Epoxiden, Silica-Verbindungen, Estern von monohydrischen Alkoholen mit Carbonsäuren (beispielsweise Methylbenzoat und Dimethyladipat) und epoxidierten Ölen.
Die antimikrobiellen und mechanischen Eigenschaften des sulfonierten Blockcopolymers können durch Variation der Menge an Sulfonierung, des Neutralisationsgrades der Sulfonsäuregruppen zu den sulfonierten Salzen sowie durch Steuern der Anordnung der sulfonierten Gruppe(n) in dem Polymer variiert und gesteuert werden. In Ausführungsformen und abhängig von den Anwendungen, beispielsweise einer mit dem Bedarf an Wasserdispersität/-löslichkeit, oder an dem anderen Spektrum einer mit dem Bedarf an ausreichender Dauerhaftigkeit bei konstantem Wischen mit auf Wasser basierenden Reinigungsmitteln, kann das sulfonierte Blockcopolymer für gewünschte Wasserdispersitätseigenschaften oder mechanische Eigenschaften selektiv sulfoniert werden, beispielsweise indem die funktionelle Sulfonsäuregruppen an die inneren Blöcke oder mittleren Blöcke angebracht werden oder in den äußeren Blöcken eines sulfonierten Blockcopolymers angebracht werden, wie in dem US-Patent Nr. US 8084546 beschrieben, welches hiermit durch Referenz eingeführt wird. Wenn die äußeren (harten) Blöcke sulfoniert sind, kann, nach Aussetzung gegenüber Wasser, eine Hydrierung der harten Domänen in einer Plastifikation dieser Domänen und Erweichen resultieren, was die Dispersion oder Löslichkeit erlaubt.
Das sulfonierte Copolymer ist in Ausführungsformen wie in den Patentveröffentlichungen Nr. US9861941 , US8263713 , US8445631 , US8012539 , US8377514 , US8377515 , US7737224 , US8383735 , US7919565 , US8003733 , US8058353 , US7981970 , US8329827 , US8084546 , US8383735 , US10202494 , und US10228168 offenbart, deren relevante Teile hiermit als Referenz eingeführt werden.
In Ausführungsformen weist das sulfonierte Blockcopolymer die allgemeine Konfiguration A-B-(B-A)_1-5 auf, wobei jeder von A ein nicht elastomerer sulfonierter Monovinylaren-Polymerblock und jeder B ein im Wesentlichen ein gesättigter elastomerer alpha-Olefin-Polymerblock ist, wobei das Blockcopolymer bis zu einem Ausmaß sulfoniert ist, welcher ausreichend ist, dass wenigstens 1 Gew.-% Schwefel in dem gesamten Polymer und bis zu einem sulfonierten Konstituenten für jede Monovinylareneinheit vorgesehen ist. Das sulfonierte Polymer kann in der Form von deren Säure, Alkalimetallsalz, Ammoniumsalz oder Aminsalz verwendet werden.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Blockcopolymer ein sulfoniertes Polystyrol-Polyisopren-Polystyrol, welches in dem zentralen Segment sulfoniert ist. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Blockcopolymer ein sulfoniertes t-Butylstyrol / Isopren-Zufallscopolymer mit C=C-Stellen in dessen Rückgrat. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein sulfoniertes SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk), wie in der durch Referenz eingeführten US 6,110,616 offenbart. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein wasserdispergierbarer BAB-Triblock, worin B ein hydrophober Block, wie beispielsweise Alkyl oder (wenn er sulfoniert ist, wird er hydrophil) Poly-t-butylstyrol ist, und A ein hydrophiler Block, wie beispielsweise sulfoniertes Polyvinyltoluol, wie in der hiermit durch Referenz eingeführten US 4,505,827 offenbart, ist. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Blockcopolymer ein funktionalisiertes, selektiv hydriertes Blockcopolymer mit wenigstens einem Alkenylaren-Polymerblock A und wenigstens einem im Wesentlichen vollständig hydrierten konjugierten Dien-Polymerblock B, wobei im Wesentlichen alle der funktionelle Sulfongruppen an einen Alkenylaren-Polymerblock A gepfropft sind (wie in der durch Referenz eingeführten US 5516831 offenbart). In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein wasserlösliches Polymer, ein sulfoniertes Diblockpolymer aus t-Butylstyrol/Styrol oder ein sulfoniertes Triblockpolymer aus t-Butylstyrol-Styrol-t-Butylstyrol, wie in der durch Referenz eingeführten US 4,492,785 offenbart. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Blockcopolymer ein teilweise hydriertes Blockcopolymer.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer ein Mittelblock-sulfoniertes Triblockcopolymer oder ein Mittelblock-sulfoniertes Pentablockcopolymer oder beispielsweise ein Poly(p-tert-butylstyrol-b-styrolsulfonat - b-p-tert-butylstyrol) oder ein Poly[tert-butylstyrol-b-(ethylen-alt-propylen)-b-(styrolsulfonat)-b-(ethylen-alt-propylen)-b-tert-butylstyrol.
In Ausführungsformen enthält das sulfonierte Polymer > 15 Mol-% oder > 25 Mol-% oder > 30 Mol-% oder > 40 Mol-% oder > 60 Mol-% funktionelle Sulfonsäure- oder Sulfonatsalgruppen bezogen auf die Anzahl der Monomereinheiten in dem Polymer, welche für Sulfonierung erreichbar oder empfänglich sind, wie beispielsweise die Styrolmonomere.
In Ausführungsformen weist das sulfonierte Polymer eine lonenaustauschkapazität von > 0,5 meq/g oder > 0,75 meq/g oder > 1,0 meq/g oder > 1,5 meq/g oder > 2,0 meq/g oder > 2,5 meq/g oder < 5,0 meq/g auf.
Optionale Additive: In Ausführungsformen enthält das sulfonierte Polymer ferner oder kann zur verstärkten antimikrobiellen Wirksamkeit komplexiert sein mit, oder anderweitig Mischungen, Verbindungen etc. bilden, und zwar mit Antibiotika, wie beispielsweise Butylparaben und Triclosan, beispielsweise antimikrobiellen Tensiden, Lipiden, Nanopartikeln, Peptiden, Antibiotika oder antiviralen Arzneimitteln, quaternärem Ammonium und Phosphonium enthaltenden Polymeren, Chitosan und anderen natürlich vorkommenden antimikrobiellen Polymeren, Ionenaustauscherharzen, metallbasierenden Mikro- und nanostrukturierten Materialien, wie beispielsweise Silber, Kupfer, Zink und Titan und deren Oxiden.
In Ausführungsformen umfasst das sulfonierte Polymer ferner Additive für dekorative oder Sicherheitseffekte, z. B. lumineszierende Zusatzstoffe, wie etwa phosphoreszierende und fluoreszierende, die die sulfonierte Polymerschicht dabei unterstützen würden, zu leuchten, oder dies ermöglichen würden.
In Ausführungsformen sind die optionalen Additive optische Aufhelleradditive, die unter einem speziellen UV- oder Schwarzlicht-Tracer leuchten, was physische Inspektionen ermöglicht, um zu bestätigen, dass die vorgesehenen Oberflächen beschichtet sind oder intakt geblieben sind, und die vorgesehenen antimikrobiellen/selbstdesinfizierenden Wirkungen bereitstellt.
In Ausführungsformen sind die optischen Additive UV-Stabilisatoren, z. B. UV-Absorber, Quencher, die nach dem Stand der Technik bekannt sind.
In Ausführungsformen enthält das sulfonierte Polymer ferner Additive, welche helfen würden, dessen antimikrobiellen Effekte zu signalisieren oder einen Indikator hierfür mit einem Farbwechsel-pH-Indikator zu ergeben. Beispiele schließen Thymol-Blau, Methyl-Orange, Bromokresol-Grün, Methyl-Rot, Bromothymol-Blau, Phenol-Rot und Phenolphthalein ein. Ein Farbwechsel bedeutet einen Wechsel in dem Farbton, von einer helleren zu einer dunkleren Farbe oder umgekehrt. Ein Farbindikator kann anzeigen, ob eine Aufladung, Regeneration oder Reaktivierung der antimikrobiellen Aktivität der Schutzschicht empfohlen wird. Der Farbindikator ist in einer ausreichenden Menge enthalten, so dass eine bemerkenswerte Veränderung in dem Farbton beobachtet wird, nachdem ein Wechsel in der Wirksamkeit des sulfonierten Polymermaterials stattgefunden hat; wenn z. B. dessen Oberflächen-pH-Wert auf über 2,0 (verschiedene Pathogene weisen verschiedene pH-Antworten auf) angehoben wird, wird beispielsweise der Wechsel sofort bekannt. In Ausführungsformen reicht die Menge des Farbindikators von 0,1 bis 20 Gew.-% der Menge an sulfoniertem Polymer, das als Schutzschicht auf die häufig berührte Oberfläche aufgetragen wird.
Zusätzlich zu den vorstehenden optionalen Komponenten können andere Additive, wie beispielsweise Weichmacher, Klebrigmacher, Tenside, Film-bildende Additive, Farbstoffe, Pigmente, Vernetzungsmittel, UV-Absorber, Katalysatoren, hoch-konjugierte Partikel, Blätter oder Röhrchen (beispielsweise Ruß, Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhrchen) usw. in einer beliebigen Kombination bis zu dem Ausmaß enthalten sein, dass diese die Wirksamkeit des Materials nicht verringern.
Eigenschaften von sulfoniertem Polymer: Als dünne Schutzschicht aufgetragen, zeichnet sich das sulfonierte Polymer durch Transparenz aus. Transparenz bezieht sich auf optische Klarheit, was bedeutet, dass genügend Licht durchgelassen wird, um eine Visualisierung durch den Film durch einen Betrachter zu ermöglichen. Wenngleich eine gewisse Trübung oder Färbung vorhanden sein kann, stört eine solche Trübung oder Färbung die Sichtbarkeit nicht wesentlich. In Ausführungsformen weist eine antimikrobielle sulfonierte Polymerschicht eine Transmissionsrate von > 90 % oder > 91 %; oder eine Klarheit von > 99 % oder > 99,5 %; oder einen Trübungswert von < 1,5 % oder < 1,25 % oder < 1,0 % oder < 0,75 % auf. Trübung kann gemäß ASTM-Testverfahren D-1003 gemessen werden. Dies steht im Vergleich zu klaren Acrylschichten mit einer Transmission von 94,5 %, einer Trübung von 0,1 und einer Klarheit von 100 %.
In Ausführungsformen zeichnet sich das sulfonierte Polymer dadurch aus, dass es ausreichend sulfoniert ist, um eine IEC von > 0,5 meq/g oder 1,5-3,5 meq/g oder > 1,25 meq/g oder > 2,2 meq/g oder > 2,5 meq/g oder > 4,0 meq/g oder < 4,0 meq/g aufzuweisen.
In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer dadurch gekennzeichnet, dass es einen Oberflächen-pH-Wert von < 3,0 oder < 2,5 oder < 2,25 oder < 2,0 oder < 1,80 aufweist. Es wird angenommen, dass ein ausreichend niedriger Oberflächenpegel infolge der Anwesenheit von funktionellen Sulfonsäuregruppen in der Schutzschicht katastrophale Auswirkungen auf Mikroben haben würde, die mit der Oberfläche in Kontakt kommen.
In Ausführungsformen wirkt das sulfonierte Polymer wirksam bei der Zerstörung/Inaktivierung von mindestens > 90 %, > 95 %, > 99 % oder > 99,5 % oder > 99,9 % der Mikroben in < 120 Minuten Exposition oder < 30 Minuten Exposition oder < 5 Minuten Exposition oder Kontakt mit Mikroben, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, MRSA, Vancomycinresistenter Enterococcus faecium, X-MulV, PI-3, SARS-CoV-2, Carbapenemresistenter Acinetobacter baumannii und Influenza-A-Virus. In Ausführungsformen mit Polymer, das eine quaternäre Ammoniumgruppe enthält, ist das Material wirksam beim Abtöten von Zielmikroben, einschließlich Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Staphylococcus albus, Escherichia coli, Rhizoctonia solani und Fusarium oxysporum. Das sulfonierte Polymer bleibt auch nach 4 Stunden oder nach 12 Stunden oder mindestens 24 Stunden oder mindestens 48 Stunden wirksam für das Abtöten von Mikroben. In Ausführungsformen bleibt das sulfonierte Polymer für das Abtöten von Mikroben für mindestens 3 Monate oder für mindestens 6 Monate wirksam.
In Tests zur Auswertung der lang anhaltenden antiviralen Eigenschaften wurden Filmproben von sulfoniertem Pentablockcopolymer (SPBC) mit der Struktur Poly[tert-butylstyrol-b-(ethylen-alt-propylen)-b-(styrol-costyrolsulfonat)-b-(ethylen-alt-propylen)-tert-butylstyrol] mit 52 % Sulfonierung aus einer 1:1-Mischung von Toluol und 1-Propanol gegossen. Die sulfonierten Polymerfilmproben wurden einem Abriebtest von 2200 Zyklen in Gegenwart von 3 üblichen Desinfektionsmitteln unterzogen: 1) 70 % Ethanol, Benzalkoniumchlorid und quaternärem Ammoniak sowie Exposition gegenüber einer SARS-CoV-2-Virussuspension mit der Konzentration 10⁷ pfu/ml. Nach 2 Stunden Kontakt wurde lebensfähiges Virus aus jeder Probe durch zweimaliges Waschen mit 500 µl DMEM-Gewebekulturmedium, das 10 % Serum enthielt, gewonnen und durch serielle Verdünnungsplaque-Assays gemessen. Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) von Gibco ist ein Basismedium zur Unterstützung des Wachstums vieler verschiedener Säugerzellen. Die Ergebnisse zeigen dies, nach einem Abriebtest, der etwa einem Jahr an Reinigungsaktionen entspricht (6 Desinfektionstücher/Tag).
Gesichtsmaskenanwendungen: Das sulfonierte Polymer kann verwendet werden, um Textilien (z. B. Fasern, Filamente oder Garne) herzustellen, oder es kann verwendet werden, um Textilien zu beschichten, wobei die Textilien anschließend zu Stoffen und dergleichen in jeglicher Form verarbeitet werden, wie etwa gewebten, gewirkten und Vliesstoff. Das sulfonierte Polymer kann auch verwendet werden, um Stoff direkt zu beschichten, der anschließend zum Herstellen von Gesichtsmasken oder Filtern zur Verwendung in Gesichtsmasken verwendet werden kann. In Ausführungsformen kann das sulfonierte Polymer verwendet werden, um gebrauchsfertige Gesichtsmasken oder Filter zur Verwendung in Gesichtsmasken direkt zu beschichten.
Die durch das sulfonierte Polymer geschützten Gesichtsmasken umfassen im Allgemeinen ein Befestigungselement zum Anbringen eines Körperabschnitts der Gesichtsmaske an dem Benutzer. Der Körperabschnitt schließt einen Filter ein, der dafür konfiguriert ist, über einem Mund und zumindest einem Teil einer Nase des Benutzers platziert zu werden, sodass Schweißluft durch den Körperabschnitt gesaugt wird. Die Gesichtsmaske weist einen Filter auf, der Luft von der Umgebung zum Träger durchlässt.
In Ausführungsformen umfasst der Filter eine Vielzahl von gestapelten Schichten mit gleichen oder im Wesentlichen äquivalenten Außenabmessungen. In Ausführungsformen ist die Gesichtsmaske eine Atemschutzmaske (z. B. eine N95-Atemschutzmaske). In anderen Ausführungsformen ist die Maske eine Gesichtsmaske, eine chirurgische Maske, eine Filtermaske, eine Mundmaske oder eine Gasmaske. In bestimmten Ausführungsformen ist die Maske eine N95-Atemschutzmaske, eine N99-Atemschutzmaske oder sogar eine N100-Atemschutzmaske.
Atemschutzmasken beziehen sich auf „luftreinigende Atemschutzmasken“, die den Benutzer schützen, indem sie beim Atmen Partikel aus der Luft filtern. Diese Atemschutzmasken schützen nur gegen Partikel, nicht gegen Gase oder Dämpfe. Da luftgetragene biologische Stoffe, wie etwa Bakterien oder Viren Partikel sind, können sie durch Partikelatemschutzmasken gefiltert werden. In den USA legt das NIOSH, das National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), Normen für die Prüfung und Zulassung von Atemschutzmasken fest, wobei Atemschutzmasken, die mindestens 95 % der luftgetragenen Partikel herausfiltern, die Bewertung 95 erhalten (z. B. N95-Atemschutzmasken). Diejenigen, die mindestens 99 % herausfiltern, erhalten die Bewertung „99“. Diejenigen, die mindestens 99,97 % (im Grunde 100 %) herausfiltern, erhalten die Bewertung „100“.
Der Filter umfasst in Ausführungsformen ein luftdurchlässiges Substrat, z. B. einen Vliesstoff, der das sulfonierte Polymer als Beschichtung auf der Oberfläche des Filters in Richtung des Trägers aufweist. In Ausführungsformen ist das sulfonierte Polymer eine Beschichtung auf der Oberfläche des Körperabschnitts gegenüber der dem Träger zugewandten Oberfläche. Vlies ist eine Art von Stoff, der miteinander verbunden ist, anstatt gesponnen und zu einem Stoff gewebt zu werden. Er kann ein(e) gefertigte(r) Bogen, Matte, Bahn oder Fasermatte aus gerichteten oder zufällig orientierten Fasern sein, die durch Reibung oder Adhäsion verbunden sind. Zu Beispielen für Vliesfiltermedien zählen, ohne darauf beschränkt zu sein, Nylon, Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyester usw. oder jedes andere Polymer, das für ein Filtersubstrat geeignet ist.
Das sulfonierte Polymer kann auf die Oberfläche des Filters aufgebracht werden durch Auflösen des Polymers in einem geeigneten Lösungsmittel und anschließendes Aufbringen der Beschichtung unter Verwendung von Verfahren, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Sprühbeschichtung, thermischem Laminieren, Kalandrieren oder Walzen, Rakel-über-Walzen-Beschichten, Klebstofflaminierung, Siebdruck, Übertragungsbeschichtung und Tiefdruckbeschichtung, wie offenbart in US-Patent Nr. 5,597,618 , das durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Die Beschichtung wird bei einer Dicke von < 4.000 µm oder < 3.500 µm oder < 3.000 µm oder > 1 µm oder > 10 µm oder > 20 µm oder 5-3.500 µm oder 10-3.000 µm oder 100-2.500 µm oder 500-2.000 µm auf den Filter aufgetragen.
In Ausführungsformen wird das sulfonierte Polymer zuerst elektrogesponnen, wodurch Fasern im Nanomaßstab bis zum Mikromaßstab mit desinfizierenden Eigenschaften erzeugt werden. Der Elektrospinnprozess ist bekannt, wie offenbart in den US-Patenten Nr. 4,043,331 und 4,878,908 , die durch Bezugnahme aufgenommen werden, die verwendet werden können, um sulfonierte Mikrofasern ab 100 Nanometer bis etwa 250 Mikrometer oder von 50-150 Mikrometer oder 40-90 Mikrometer zu erzeugen, zur Verwendung im Schutzfilter für die Gesichtsmaske. In Ausführungsformen sind die elektrogesponnenen sulfonierten Mikrofasern mit Fasern aus verschiedenen anderen Polymeren verwoben, z. B. Mikrofasern, Submikronfasern und Nanofasern, ausgebildet aus Celluloseacetat (CA), Polyolefin, Polyamid 6 (PA 6), Polystyrol (PS), Polyacrylnitril (PAN), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylalkohol (PVA), Polymilchsäure (PLA), Poly-Milchsäure-co-Glykolsäure (PLGA), Polybutylenterephthalat (PBT) und Polyurethan (PU) oder natürlichen Polymeren, wie etwa Gelatine, Chitosan und Polyhydroxybutyrat-co-Hydroxyvalerat (PHBV).
In Ausführungsformen fungiert der Körperabschnitt der Gesichtsmaske oder das Maskenkissen oder die Gesichtsmaske selbst als Filter (wie in 1 gezeigt), z. B. als eine Schnelleinsatzmaske aus Stoff oder in Einzelfällen aus starkem Papiermaterial. In anderen Ausführungsformen umfasst der Körperabschnitt mehrere Schichten, wobei mindestens eine der Schichten als Filter fungiert (z. B. wie in den anderen Figuren gezeigt). In Ausführungsformen besteht der Filter aus mehreren Schichten, z. B. einer nicht aktiven Innenschicht aus Materialien als Trägerschicht, einer nicht aktiven Mittelschicht, die Vliesfasern zum Herausfiltern von Partikeln umfasst, und einer Schicht, die das sulfonierte Polymer, das Krankheitserreger schnell inaktiviert, umfasst oder damit beschichtet ist. In Ausführungsformen kann zusätzlich zum Schutz des sulfonierten Polymers einer der Filter ein nach dem Stand der Technik bekanntes Katalysatormaterial enthalten, um verschiedene in der Luft vorhandene schädliche Gase oder Partikel zu absorbieren.
Das Material zum Aufbauen der verschiedenen Schichten kann ein beliebiges geeignetes Gewebe sein, wie etwa Baumwolle, Polypropylenvlies oder ein beliebiges anderes geeignetes Material, das luftdurchlässig ist und einen Luftdurchtritt ermöglicht und die Luft durch Einschränken des Durchgangs von Fremdpartikeln, wie etwa Mikroben, Partikeln usw., die eine Größe haben, die größer als eine vorbestimmte Schwellengröße ist, filtern kann. Die verschiedenen Schichten können durch Nähen, Ultraschallschweißen oder ein beliebiges anderes geeignetes Verfahren, das nach dem Stand der Technik bekannt ist, aneinander befestigt werden.
Beim Tragen der Gesichtsmaske werden virusbeladene Tröpfchen schnell absorbiert und durch das sulfonierte Polymer abgetötet. Es sollte beachtet werden, dass mehr als eine Schicht mit sulfonierten Polymeren verwendet werden kann, mit einer, die dem Träger zugewandt ist, um vom Träger ausgeatmete Viren abzutöten, und einer äußeren Schicht zum Abtöten von Viren, die mit der Gesichtsmaske in Kontakt kommen können.
Es wird auf die Figuren Bezug genommen, die verschiedene Ausführungsformen der Gesichtsmasken aufweisen.
1 veranschaulicht eine Ausführungsform einer einfachen Gesichtsmaske 100 mit einem Maskenkissen 102, das auch als Filter fungiert, dafür ausgelegt, vor dem Gesicht eines Trägers 200 angeordnet zu werden, einen Mund und eine Nase bedeckend, und mit einer Eingriffsstruktur 104 zum Anbringen der Gesichtsmaske 100 an dem Träger 200, sodass das Maskenkissen 102 den Mund und die Nase des Trägers 200 bedeckt. Das Maskenkissen 102 kann aus weichem Stoff bestehen und kann eine Vielzahl von Schichten einschließen, einschließlich der Schicht 112. In Ausführungsformen sind sowohl die Außenoberfläche 118 (und die dem Träger zugewandte Innenoberfläche) mit einer das sulfonierte Polymer enthaltenden Beschichtung 132 beschichtet oder geschützt. Die Schlaufen 140 und 142 (nicht gezeigt) können an den Ohrläppchen des Trägers 200 befestigt/verbunden/getragen werden, wobei sich die Eingriffsstruktur 104 von der Seitenkante 144 des Maskenkissens aus erstreckt.
2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform einer Gesichtsmaske 100, wobei das Maskenkissen 100 mehrere luftdurchlässige Schichten aufweist, wobei mindestens eine Schicht als Filter fungiert. Das Maskenkissen umfasst eine erste Schicht 110 und eine zweite Schicht 112, die gegenüber der ersten Schicht 110 angeordnet ist. Beide sind entlang der jeweiligen Kanten in Eingriff/aneinander befestigt. Die direkte Schicht 120 kann ein entfernbarer Filter sein, der mit dem sulfonierten Polymer beschichtet ist (auf einer oder auf beiden Seiten des Filters). Das Maskenkissen 102 schließt eine erste Oberfläche 116 (d. h. Innenoberfläche 116) und eine zweite Oberfläche (nicht gezeigt) ein, die gegenüber der Innenoberfläche 116 angeordnet ist. Die Innenoberfläche 116 des Maskenkissens 102 ist dafür ausgelegt, nahe dem Gesicht des Trägers 200 angeordnet zu sein und diesem zugewandt zu sein. Ohrschlaufen 140 und 142 erstrecken sich von den Seitenkanten 144 bzw. 146, um an den Ohrläppchen des Trägers (nicht gezeigt) befestigt zu werden.
3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform einer Gesichtsmaske 400, wobei ein Filter 422 entfernbar zwischen einer ersten Schicht 410 und einer zweiten Schicht 412 der Gesichtsmaske 400 angeordnet ist. Die erste Schicht 410 ist dafür ausgelegt, dem Gesicht des Trägers 200 zugewandt angeordnet zu sein. Der Filter 422 kann durch eine Öffnung 416, die nahe einer Oberkante des Maskenkissens 402 angeordnet ist und sich im Wesentlichen parallel zu der Oberkante erstreckt, in die Kammer 414 eingeführt oder aus ihr entfernt werden. Das Maskenkissen 402 kann eine Befestigungsstruktur 418 einschließen, wie etwa eine Haken-und-Schlaufen-Anordnung 424, mit einem Schlaufenelement 426 und einem Hakenelement 428, das angeordnet ist, um entfernbar mit dem Hakenelement 426 in Eingriff zu treten, um die Öffnung 416 vorübergehend zu schließen. Die Eingriffsstruktur 404 schließt eine erste Schlaufe 440 und eine zweite Schlaufe 442 zum Eingriff mit den Ohrläppchen des Trägers ein. Zusätzlich zu dem Filter 422 kann die Schicht 410 (dem Träger zugewandt) auch mit dem sulfonierten Polymer beschichtet sein. Die Außenseite der Schicht 412 kann auch mit dem sulfonierten Polymer beschichtet sein, um Viren abzutöten, die mit der Gesichtsmaske in Kontakt kommen.
4 veranschaulicht eine weitere Gesichtsmaske 600, die ein Maskenkissen 602, eine Eingriffsstruktur 604, eine erste Schicht 610, eine zweite Schicht (nicht gezeigt) und einen entfernbaren Filter 616 einschließt, wobei mindestens eine der Oberflächen 622 und 652 mit einer sulfonierten Polymerschicht beschichtet ist oder ein sulfoniertes Polymer umfasst. Die erste Schicht 610 schließt eine Oberfläche 650 ein, die in Ausführungsformen auch mit dem sulfonierten Polymer beschichtet ist.
5 veranschaulicht eine alternative Gesichtsmaske 700, die eine N95-, N90-, N99- oder eine beliebige andere ähnliche Maske sein kann, die dafür ausgelegt ist, den Durchgang von Partikeln zusammen mit Luft zu verhindern. Die Gesichtsmaske 700 schließt ein Maskenkissen 706 und eine Eingriffsstruktur 704 ein, um die Gesichtsmaske am Träger zu befestigen. Das Maskenkissen 706 weist eine bogenförmige Form oder eine Schalenform auf, wobei eine Außenoberfläche und eine Innenoberfläche (nicht gezeigt) einen Hohlraum definieren und dafür ausgelegt sind, dem Träger zugewandt zu sein. Das Maskenkissen 706 schließt eine Vielzahl von Schichten ein, z. B. eine erste Schicht 710 und eine zweite Schicht 712, und eine Zwischenschicht 714, die zwischen der ersten Schicht 710 und der zweiten Schicht 712 angeordnet ist. In Ausführungsformen ist die Zwischenschicht 714 ein Filter mit mindestens einer Oberfläche 716, die mit dem sulfonierten Polymer beschichtet ist. Der Filter 714 verhindert einen Durchgang von Partikeln zusammen mit der Luft durch das Maskenkissen. Die Eingriffsstruktur 704 schließt mindestens Schlaufen 752 ein, die am Maskenkissen an der Seite der Gesichtsmaske 702 befestigt sind, wobei eine der Schlaufen eine elastische Schlaufe 754 ist. Der Nasenstift 760 ist dafür ausgelegt, das Maskenkissen 706 an der Nase des Trägers zu befestigen/zurückhalten.
In 6 schließt die Gesichtsmaske 700 ein Ventil 750 ein, um einen leichten Austritt von vom Träger ausgeatmeter Luft in eine Umgebung zu ermöglichen. Das Ventil 750 kann ein (nicht gezeigtes) Filterkissen einschließen, das das sulfonierte Polymer umfasst oder damit beschichtet ist. Die Eingriffsstruktur 704 schließt mindestens eine Schlaufe 752 zum Eingriff mit dem Kopf des Trägers 200 ein, um die Gesichtsmaske 700 an dem Träger zu befestigen/anzubringen. In Ausführungsformen ist die mindestens eine Schlaufe 752 eine elastische Schlaufe 754.
7 veranschaulicht eine alternative Gesichtsmaske 1100, die dafür ausgelegt ist, die Augen zusammen mit der Nase und dem Mund des Trägers (nicht gezeigt) zu bedecken. Das Maskenkissen 1102 schließt einen transparenten Schirm 1104 ein, der dafür ausgelegt ist, so angeordnet zu werden, dass er die Augen des Trägers bedeckt, um ein Betrachten der Umgebung zu ermöglichen. Die Gesichtsmaske 1100 schließt mindestens eine Schicht ein, die mit dem sulfonierten Polymer beschichtet oder daraus aufgebaut ist, z. B. die Außenoberfläche 1106, beschichtet mit einer sulfonierten Polymerbeschichtung 1108, um Mikroben abzutöten, die die Außenoberfläche kontaktieren können. In Ausführungsformen ist die Innenoberfläche (nicht gezeigt), die dem Träger zugewandt ist und der Außenoberfläche 1106 gegenüberliegt, mit dem sulfonierten Polymer beschichtet. Der transparente Schirm 1104 kann auch mit einem sulfonierten Polymer beschichtet sein. Die Gesichtsmaske 1100 schließt eine Eingriffsstruktur 1110 mit einer Vielzahl von Bändern 1112 ein, die an den Seitenkanten des Maskenkissens 1102 befestigt sind, um das Befestigen am Träger zu erleichtern.
8 veranschaulicht eine Gesichtsmaske 1200 mit einem Maskenkörper 1202, der dafür ausgelegt ist, einen Durchgang von einem oder mehreren Gasen, z. B Chlor, gemeinsam mit vom Träger 200 eingeatmeter Luft zu verhindern. Die Gasmaske 1202 kann ein Maskenkissen 1203 mit einem Rahmen 1204 (beschichtet), der dafür ausgelegt ist, den Mund und die Nase des Trägers 200 zu bedecken, ein Einlasselement 1206 mit mindestens einer Einlassöffnung 1208 zum Ermöglichen einer Luftaufnahme und mindestens ein Auslasselement, z. B. Auslasselement 1210 mit mindestens einer ersten Auslassöffnung 1212 und ein zweites Auslasselement 1214 mit mindestens einer zweiten Auslassöffnung 1216 zum Erleichtern einer Abgabe von ausgeatmeter Luft durch den Träger 200, einschließen. Der Maskenkörper 1202 kann aus einem flexiblen Material bestehen, wie etwa einem Stoff oder einem beliebigen anderen geeigneten Material, wie etwa einem Kunststoff usw. Die Oberfläche des Maskenkörpers 1202 ist in Ausführungsformen mit dem sulfonierten Polymer beschichtet. Das Einlasselement 1206 schließt in Ausführungsformen ein Gehäuse 1220 und mindestens einen entfernbaren Filter (nicht gezeigt) ein, der innerhalb des Gehäuses angeordnet und dafür ausgelegt ist, ein oder mehrere Gase, zum Beispiel ein Chlorgas, zu absorbieren, und das mit sulfoniertem Polymer, das dafür konfiguriert ist, Viren bei Kontakt zu töten, beschichtet oder aus diesem konstruiert ist. In Ausführungsformen kann der (nicht gezeigte) Filter absorbierende Schichten zum Absorbieren des einen oder der anderen Gase einschließen, die in der vom Träger eingeatmeten Luft vorhanden sind.
Beispiele: Die folgenden Beispiele sollen nicht einschränkend sein.
Beispiel 1: Es wurden Tests durchgeführt, um die antimikrobielle Wirksamkeit und die lang anhaltenden antiviralen Eigenschaften von sulfonierten Polymeren zu bewerten; hierzu wurden Filmproben von sulfoniertem Pentablockcopolymer (SPBC) mit der Struktur Poly[tert-butylstyrol-b-(ethylen-altpropylen)-b-(styrol-co-styrolsulfonat)-b-(ethylen-alt-propylen)-tert-butylstyrol] mit 52 % Sulfonierung aus einer 1:1-Mischung von Toluol und 1-Propanol gegossen. Die sulfonierten Polymerfilmproben wurden einem Abriebtest von 2200 Zyklen in Gegenwart von 3 üblichen Desinfektionsmitteln unterzogen: 1) 70 % Ethanol, Benzalkoniumchlorid und quaternärem Ammoniak sowie Exposition gegenüber einer SARS-CoV-2-Virussuspension mit der Konzentration 10⁷ pfu/ml.
Nach 2 Stunden Kontakt wurde lebensfähiges Virus aus jeder Probe durch zweimaliges Waschen mit 500 µl DMEM-Gewebekulturmedium, das 10 % Serum enthielt, gewonnen und durch serielle Verdünnungsplaque-Assays gemessen. Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) von Gibco ist ein Basismedium zur Unterstützung des Wachstums vieler verschiedener Säugerzellen. Die Ergebnisse zeigen, dass nach einem Abriebtest, der etwa einem Jahr an Reinigungsaktionen entspricht (6 Desinfektionstücher/Tag), Oberfläche pro Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) von Gibco ist ein weit verbreitetes Basismedium zur Unterstützung des Wachstums vieler verschiedener Säugerzellen.
Beispiel 2: Gewebe aus Nylon-6.6-Fasern wird 5 Minuten lang in eine Lösung von 0,5 g Kalium-t-butoxid und 0,5 g Methanol in 10 ml DMSO eingetaucht, um deprotonierte Amine auf dem Amidstickstoff in der Polymerhauptkette bereitzustellen. Das deprotonierte Polymer wird in eine Lösung von 0,33 g Natrium-4-brombenzylsulfonsäure in 3,3 g DMSO (52 °C) eingetaucht, um ein Gewebe aus Polyamidfasern bereitzustellen, an dessen Oberfläche Benzylsulfonatgruppen gebunden sind. Der Stoff aus sulfonierter Polyamidfaser wird mit entionisiertem (DI) Wasser gewaschen und getrocknet, um einen Stoff zum Herstellen von Gesichtsschutzmasken bereitzustellen.
Beispiel 3: Ein sulfoniertes Polyestergewebe wird zur Verwendung bei der Herstellung von Gesichtsmasken, Schutzkleidung und dergleichen hergestellt. Zunächst wird ein Polyestertaft aus Polyesterfasern in einen säurebeständigen, verschließbaren Behälter gefüllt. Für ein sulfoniertes Polyestermaterial wird zuvor 10-fach mit Stickstoffgas verdünntes Schwefelsäureanhydrid mit dem Polyestergewebe in Berührung gebracht. Das Tuch wird dann mit Wasser gewaschen und getrocknet, um ein sulfoniertes Polyestergewebe herzustellen, das zu Gesichtsmasken verarbeitet werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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Zitierte Nicht-Patentliteratur

International Journal of Hydrogen Energy, Band 39, Ausgabe 10, 26. März 2014 [0010]

Claims

Gesichtsmaske umfassend: einen Maskenkörper, der dafür konfiguriert ist, mindestens den Mund und die Nase eines Trägers zu bedecken, wobei der Maskenkörper den Durchgang von Luft aus der Umgebung zum Träger ermöglicht, wobei der Maskenkörper eine dem Gesicht des Trägers zugewandte erste Oberfläche und eine gegenüber der ersten Oberfläche angeordnete und der Umgebung ausgesetzte zweite Oberfläche aufweist; und eine Eingriffsstruktur, die dafür konfiguriert ist, den Maskenkörper am Kopf des Trägers zu befestigen; wobei die erste Oberfläche und/oder die zweite Oberfläche durch eine sulfonierte Polymerschicht geschützt wird, um mindestens 95 % der Mikroben innerhalb von 30 Minuten nach Kontakt mit der ersten Oberfläche abzutöten; und wobei die sulfonierte Polymerschicht ein sulfoniertes Polymer umfasst oder im Wesentlichen daraus besteht, wobei das sulfonierte Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe von Perfluorsulfonsäurepolymeren, Polystyrolsulfonaten, sulfonierten Blockcopolymeren, sulfonierten Polyolefinen, sulfonierten Polyimiden, sulfonierten Polyamiden, sulfonierten Polyestern, sulfonierten Polysulfonen, sulfonierten Polyketonen, sulfonierten Polyarylenethern und Mischungen hiervon; wobei das sulfonierte Polymer einen Sulfonierungsgrad von wenigstens 10 % aufweist; wobei die sulfonierte Polymerschicht eine Dicke von mindestens > 1 µm aufweist.
Gesichtsmaske nach Anspruch 1, wobei der Maskenkörper eine Bakterienfiltrationseffizienz (BFE) von > 60 % aufweist.
Gesichtsmaske nach Anspruch 1 oder 2, wobei das sulfonierte Polymer eine Ionenaustauschkapazität (IEC) von > 0,5 meq/g aufweist.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die sulfonierte Polymerschicht einen Oberflächen-pH-Wert von < 3,0 aufweist.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das sulfonierte Polymer mit wenigstens einem Salz ausgewählt aus Ammonium-, Phosphonium-, Pyridinium- und Sulfoniumsalzen neutralisiert ist.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die sulfonierte Polymerschicht eine Dicke von mindestens > 5 µm aufweist, um nach sechsmonatigem Schutz > 95 % der Mikroben innerhalb von 120 Minuten nach Kontakt abzutöten.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das sulfonierte Polymer selektiv sulfoniert ist, so dass es 10 bis 100 Mol-% funktionelle Sulfonsäure- oder Sulfonatsalzgruppen basierend auf der Anzahl der Monomereinheiten oder Blöcke in dem für Sulfonierung empfänglichen sulfonierten Polymer aufweist, so dass das Beschichtungsmaterial wenigstens 95 % der Mikroben innerhalb von 30 Minuten des Kontakts abtötet.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die sulfonierte Polymerschicht mindestens zu 50 Gew.-%, stärker bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 98 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zu mindestens 99 Gew.-% und am stärksten bevorzugt zu 100 Gew.-% (d. h. daraus besteht) eines oder mehrere der sulfonierten Polymere umfasst.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das sulfonierte Polymer ein selektiv sulfoniertes, negativ geladenes anionisches Blockcopolymer mit der allgemeinen Konfiguration A-B-A, (A-B)_n(A), (A-B-A)_n, (A-B-A)_nX, (A-B)_nX, A-D-B, A-B-D, A-D-B-D-A, A-B-D-B-A, (A-D-B)_nA, (A-B-D)_nA, (A-D-B)_nX, (A-B-D)_nX oder Mischungen hiervon ist, worin: n eine ganze Zahl zwischen 0 und 30 ist, X ein Kupplungsmittelrest ist, jeder A- und D-Block ein gegenüber Sulfonierung resistenter Polymerblock ist, jeder B-Block gegenüber Sulfonierung empfänglich ist, der A-Block ausgewählt ist aus polymerisierten (i) para-substituierten Styrolmonomeren, (ii) Ethylen, (iii) alpha-Olefinen mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen, (iv) 1,3-Cyclodienmonomeren, (v) Monomeren von konjugierten Dienen mit einem Vinylgehalt von weniger als 35 Mol-Prozent vor der Hydrierung, (vi) Acrylestern, (vii) Methacrylestern und (viii) Mischungen hiervon; der B-Block ein vinylaromatisches Monomer ist und der D-Block ein hydriertes Polymer oder Copolymer eines konjugierten Diens ausgewählt aus Isopren, 1,3-Butadien und Mischungen hiervon ist, und wobei der B-Block selektiv sulfoniert ist, so dass dieser zwischen 10 bis 100 Mol-% funktionelle Sulfonsäure- oder Sulfonatsalzgruppen basierend auf der Anzahl von Monomereinheiten aufweist, so dass das Beschichtungsmaterial wenigstens 99 % der Mikroben innerhalb von 30 Minuten des Kontakts abtötet.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Maskenkörper einen Filter zum Filtern von hindurchtretender Luft einschließt, wobei der Filter ferner eine sulfonierte Polymerschicht umfasst.
Gesichtsmaske nach Anspruch 10, wobei der Filter vom Maskenkörper entfernbar ist.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend eine Eingriffsstruktur zum Verbinden der Gesichtsmaske mit dem Träger und zum Halten des Maskenkörpers, der den Mund und das Gesicht des Trägers bedeckt.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Gesichtsmaske eine Gasmaske ist und der Maskenkörper einen Filter einschließt, der dafür ausgelegt ist, ein oder mehrere Gase aus der durch ihn hindurchtretenden Luft zu absorbieren, wobei der Filter die Polymerschicht einschließt.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Gesichtsmaske einen transparenten Schirm einschließt, der dafür ausgelegt ist, die Augen des Trägers abzudecken, wobei der transparente Schirm mit einer sulfonierten Polymerschicht beschichtet, die auf > 25 Mol-% sulfoniert und dafür konfiguriert ist, mindestens 90 % der Mikroben innerhalb von 30 Minuten nach Kontakt abzutöten.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die sulfonierte Polymerschicht auf die erste Oberfläche durch Beschichten, Laminieren, Sprühen, Dispersionsbeschichten oder Gießen aufgebracht worden ist.
Gesichtsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die sulfonierte Polymerschicht eine Ionenaustauschkapazität von > 1 meq/g und einen Oberflächen-pH-Wert von < 2,5 hat aufweist.