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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft Polyurethan-Elastomergarne (insbesondere Elasthan),
die bestimmte antimikrobielle Formulierungen auf Silberbasis enthalten.
Solche Formulierungen umfassen antimikrobielle Verbindungen wie
etwa vorzugsweise silberhaltige Ionenaustauschharze wie etwa Zirkoniumphosphat,
Glas oder Zeolithverbindungen. Die erfindungsgemäßen Elasthangarne zeigen hervorragende
antimikrobielle Eigenschaften ebenso wie überraschend gute Anti-Klebe-/-Reibungseigenschaften.
Als ein Ergebnis werden antimikrobielle Elasthangarne zur Verfügung gestellt,
die leicht zu verarbeiten sind, insbesondere durch Stricken, Weben etc.,
um daraus Textilien herzustellen. Solche Textilien sind ebenfalls
durch diese Erfindung umfasst.
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Diskussion des Standes der
Technik
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In
den letzten Jahren haben die Gefahren bakterieller Kontamination
durch potenziellen Kontakt im Alltag beträchtliche Aufmerksamkeit erregt.
Erwähnenswerte
Beispiele dieser Besorgnis umfassen die fatalen Folgen von Lebensmittelvergiftung
durch bestimmte Stämme
von Escherichia coli, die in nicht vollständig gegartem Fleisch in Fast-Food-Restaurants gefunden
werden, Salmonella-Kontamination, die durch nicht vollständig gegarte
und ungewaschene Geflügelprodukte
Krankheiten hervorrufen, und Krankheiten und Hautinfektionen, die
Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Hefe und anderen einzelligen
Organismen zugeschrieben werden. Angesichts dieses erhöhten Verbraucherinteresses
auf diesem Gebiet haben Hersteller begonnen, antimikrobielle Mittel
in verschiedenen Alltagsprodukten und -artikeln einzuführen. Beispielsweise enthalten
bestimmte Marken für
Polypropylen-Schneidebretter, Flüssigseifen
usw. antimikrobielle Verbindungen. Das bekannteste antimikrobielle
Mittel für
solche Artikel ist Triclosan. Obwohl die Eingliederung einer solchen
Verbindung in flüssige
oder bestimmte polymere Medien relativ einfach gewesen ist, haben
sich andere Substrate, einschließlich der Oberfläche von
Textilien und Fasern, als weniger zugänglich herausgestellt. Solche
Verbindungen sind für
Fasern und Stoffe in hohem Maße
wünschenswert,
um nicht nur antimikrobiellen Nutzen, sondern auch Mehltau, und
Geruchssteuerungseigenschaften bereitzustellen.
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Daher
bleibt das lange bestehende Bedürfnis,
ein effektives, haltbares, zuverlässiges antimikrobielles Elasthangarn
bereitzustellen, das über
solche Langzeiteffekte verfügt.
Von zusätzlicher
Wichtigkeit ist das Bedürfnis,
solche besonderen Garne bereitzustellen, die die weitere Verarbeitung
zu wünschenswerten
Stoffen erleichtern oder doch zumindest erlauben. Somit muss solch
ein wünschenswertes
Garn geeignete Anti-Klebeeigenschaften aufgrund von Kohäsion mit
anderen Elasthangarnen oder Adhäsion
an Prozessanlagenteile zeigen und auf diese Weise die kontinuierliche
Verwendung ohne nennenswerte Hindernisse beim Weben, Stricken und
dergleichen erlauben. In der Vergangenheit sind solche Anti-Klebeeigenschaften
durch Eingliederung verschiedener Verbindungen, wie etwa von Metallseifen
(
US-Patent 4,296,174 an
Hanzel et al.), Garnoberflächenappreturen
und dergleichen bereitgestellt worden. Jedoch stellen solche Verbindungen
nicht ebenfalls antimikrobielle Eigenschaften zur Verfügung.
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Andere
antimikrobielle Elasthangarne vom Hülle-Kern-Typ (
japanische Patentanmeldung 6-146112 an Kawanabe)
sind hergestellt worden, bei denen das antimikrobielle Mittel im
Hüllenteil
verwendet worden ist, Jedoch sind solche Garne von der Hülle-Kern-Art,
die sich für
ihre schlussendliche Funktion in erster Linie auf die Elastizität der Kernkomponente
stützt.
Es hat keine Lehren solcher antimikrobieller Elasthangarne gegeben,
bei denen die antimikrobielle Verbindung im wesentlichen über das
Zielgarn selbst dispergiert ist. Es gibt deutliche Unterschiede
und Verbesserungen bei der Verwendung vollständiger antimikrobieller Garne
anstelle solche Hülle-Kern-Typen.
Beispielsweise ist es wichtig, sich zu vergegenwärtigen, dass Elasthangarne
nicht immer in vollständiger
Form der Anfangsproduktion verwendet werden. Die Garne selbst werden
im allgemeinen entweder geschnitten zum Einfügen in diskrete Bereiche von
Zielstoffen oder werden zur weiteren Einfügung als Stoffkomponenten in
andere Stoffe bei der Eingliederung in Stoffe (beispielsweise Strickwaren,
Webwaren, Vlieswaren und dergleichen) geschnitten. In solch einem
Fall stellen Hülle-Kern-Garne
keine nennenswerte Steigerung in der antimikrobiellen Aktivität von Standard-Anfangsproduktion
zur "Schnitt"-Konfiguration. Im
Gegensatz dazu stellen einkomponentige Garne, die antimikrobielle
Verbindungen in Gänze
dispergiert aufweisen, erwünschte
Verbesserungen der antimikrobiellen Eigenschaften bereit, wenn sie
geschnitten werden, da mehr antimikrobielles Mittel freigelegt wird.
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Ein
anderer wichtiger Unterschied liegt im Potenzial von Feuchtigkeit,
die antimikrobiellen Verbindungen innerhalb der Zielgarne zu mobilisieren.
Elasthan, das ein Polyurethan ist, ist leicht hydrophil und zieht Feuchtigkeit
bereitwillig aus der umgebenden Atmosphäre an. Bei solcher Feuchtigkeitswiederaufnahme durch
die Zielgarne kann ein antimikrobielles Mittel auf Silberbasis (als
ein Beispiel), Migration der Silberteilchen innerhalb und möglicherweise
an die Oberfläche
des Zielgarns zeigen. Bei einer Hülle-Kern-Konfiguration ist das Potenzial des
relativ schnellen Verlusts solcher Teilchen durch ein Wandern an
die Oberfläche
(und anschließende
Entfernung durch Reibung etc.) relativ hoch, wenn man den kurzen
Abstand bedenkt, der zum Erreichen eines solchen Zielortes notwendig
ist. Ein einkomponentiges Elasthangarn wird jedoch solch hohe Wahrscheinlichkeiten
des schnellen antimikrobiellen Verlusts aufgrund der größeren Menge
der antimikrobiellen Substanz darin und der somit größeren Distanz,
die für
eine Bewegung an die Oberfläche
notwendig ist, nicht zeigen.
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Im
Hinblick auf anorganische antimikrobielle Materialien auf Silberbasis
sind Hülle-Kern-Garn-Konfigurationen
ferner nicht besonders geeignet für ihre volle Wirksamkeit. Beispielsweise
ist herausgefunden worden, dass bestimmte Ionenaustauschverbindungen
auf Silberbasis (wie etwa von Milliken & Company erhältliche antimikrobielle Mittel
der Marke ALPHASAN®) regenerierbare Eigenschaften
der antimikrobiellen Eigenschaften aufweisen. Nach einer Zeit wurden
die Silberfeststoffe durch bakterizide Aktivität erschöpft, jedoch werden bei reibendem
Kontakt mit der Substratoberfläche
neue unverbrauchte Silberkomponenten an die Oberfläche gebracht,
die somit eine regenerierbare Quelle eines antimikrobiellen Mittels
bereitstellen. Bei einer Hülle-Kern-Konfiguration
ist die Hülle
selbst so dünn,
dass die Menge der darin vorliegenden Silberteilchen sehr begrenzt
ist. Somit ist die antimikrobielle Lebenszeit eines solchen Garns
selbst ziemlich begrenzt, da nur eine sehr geringe Quelle zusätzlicher
Silberteilchen in solch einem Fall verfügbar ist. Im Gegensatz dazu
stellt ein vollständiges,
solche Silberteilchen umfassendes Garn in der Theorie lang andauernde
erneuerbare antimikrobielle Eigenschaften zur Verfügung.
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Zusätzlich haben
sich Hülle-Kern-konfigurierte
Garne unter dem Gesichtspunkt industrieller Produktion ebenfalls
als unpraktisch herausgestellt. Hülle-Kern-Garnkonfigurationen
sind auf Herstellung durch Schmelzspinnverfahren beschränkt. Die
meisten Elasthangarne werden jedoch durch Lösungsspinnverfahren hergestellt.
Hülle-Kern-Typen
sind also nicht weit verbreitet. Aufgrund der benötigten und/oder
verfügbaren Ausrüstung ist
es ebenfalls sehr schwierig und teuer, Hülle-Kern-Garne einheitlich
herzustellen. Die mit dem Kontrollieren der Hüllenanordnung um den Kern herum
einhergehenden Probleme sind in einem großen Maßstab extrem schwierig zu handhaben
und begrenzen daher die Produktionsgeschwindigkeiten.
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Somit
besteht ein Bedürfnis,
langlebige antimikrobielle Elasthangarne zur Eingliederung in Kleidung und
andere Stoffe, die geeignete antimikrobielle Eigenschaften zeigen
und ebenfalls zu solchen Stoffen verarbeitbar sind, und dergleichen,
bereitzustellen. Unglücklicherweise
sind bis heute keine solchen besonderen Elasthangarne oder antimikrobielle
Stoffe, die solche Garne umfassen, der Bekleidungs- und Stoffindustrie
durch den einschlägigen
Stand der Technik zugestanden worden.
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EP 0 522 447 A1 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung von antibakteriellen desodorierenden
Polyurethangarnen, umfassend das Zugeben einer Lösung, die aus dem Auflösen eines
Mordenits als einem antibakteriellen Zeolith in Dimethylformamid
resultiert, zu einem Polyurethanpolymer, bevor ein Garn in einem
herkömmlichen
Spinnverfahren hergestellt wird. Vor dem Auflösen in Dimethylformamid wird
der Mordenit durch Kochen in einer starken Säure und anschließende Ionenaustauschbehandlung
mit einem antibakteriellen Metall, wie etwa Ag, Cu oder Zn behandelt.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist somit ein Gegenstand der Erfindung, ein Elasthangarn bereitzustellen,
das überall
in dem Garn anorganisches antimikrobielles Mittel auf Silberbasis
umfasst. Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, einen Stoffartikel
bereitzustellen, der solche Elasthangarne umfasst und insbesondere
einen Bekleidungsartikel, umfassend dasselbe. Noch ein weiterer
Gegenstand der Erfindung ist es, ein Elasthangarn (wie etwa das
obige) bereitzustellen, das hervorragende Verarbeitbarkeit in Stoff
erzeugenden Maschinen (beispielsweise Webstühlen, Strickmaschinen und dergleichen)
zeigt, so dass die Elasthangarne extrem niedrige, wenn nicht nicht existente,
Kohäsionsgrade
zwischen unterschiedlichen Teilen der einzelnen Elasthangarne oder
zwischen Teilen verschiedener Elasthangarne zeigen. Ein weiterer
Gegenstand ist es, solch hervorragende Verarbeitbarkeit ohne die
Notwendigkeit hoher Pegel an Appreturmitteln, die mit dem Zielgarnsubstrat
in Kontakt gebracht worden sind, bereitzustellen, wodurch sich signifikante
Verminderungen der verwendeten Appreturchemikalien und durchgeführten Verfahrensschritte
ergibt.
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Dementsprechend
umfasst die vorliegende Erfindung ein Elasthangarn, das wenigstens
eine teilchenförmige
anorganische antimikrobielle Verbindung aus Silberbasis in diskreten
Bereichen des Garns umfasst, wobei wenigstens etwas der antimikrobiellen
Verbindung innerhalb des Bereichs vom Mittelpunkt bis zu einem Abstand
vom halben Radius des Garns vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens etwas der antimikrobiellen Verbindung an der Oberfläche des
Garns vorliegt, so dass das Elasthangarn kohäsive Eigenschaften entweder
mit sich selbst oder einer anderen Elasthanfaser des gleichen Typs
von unter 0,8 g, gemessen durch ein Überendabnahme-Spannungsverfahren,
zeigt.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
des Elasthangarns der vorliegenden Erfindung sind wie in den anhängenden
Ansprüchen
definiert.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls einen Stoffartikel, umfassend
wenigstens ein Elasthangarn gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
antimikrobielle Verbindung dieser Erfindung kann ein beliebiger
Typ einer teilchenförmigen
anorganischen antimikrobiellen Verbindung auf Silberbasis sein,
welche die gewünschten
nachstehend diskutierten logarithmischen Abtötungsraten gegenüber Staphylococcus
aureus und Klebsiella pneumoniae verleihen. Ferner müssen solche
Verbindungen in der Lage sein, in die Ziel-Elasthangarne eingegliedert
zu werden. Die bevorzugten Verbindungen schließen Silberteilchen oder Silberionen
ein, die solche antimikrobiellen Effekte zeigen. Mehr bevorzugte
Verbindungen sind solche, die aus der Gruppe, bestehend aus Ionenaustauscherharzen
auf Silberbasis, wie etwa Zirkoniumphosphaten auf Silberbasis, Zeolithen
auf Silberbasis, Gläsern
auf Silberbasis und beliebigen Mischungen davon ausgewählt sind.
Am meisten bevorzugt ist eine solche Verbindung eine Ionenaustauscherverbindung
auf Silberbasis und umfasst insbesondere nicht irgendwelche zugesetzten
organischen bakteriziden Verbindungen (wodurch eine Freisetzung
von flüchtigen
organischen Verbindungen in die Atmosphäre während des Verarbeitens bei
hohen Temperaturen etc. nicht zugelassen wird). Das bevorzugte Ionenaustauschermaterial
auf Silberbasis ist ein antimikrobielles Silber-Zirkonium-Phosphat,
das von Milliken & Company
unter der Handelsbezeichnung ALPHASAN® erhältlich ist.
Andere potenziell bevorzugte silberhaltige feste anorganische antimikrobielle
Verbindungen in dieser Erfindung sind silbersubstituierte Zeolithe,
die von Sinanen unter der Handelsbezeichnung ZEOMIC® erhältlich sind,
oder silbersubstituierte Gläser,
die von Ishizuka Glass unter der Handelsbezeichnung IONPURE® erhältlich sind,
und können
entweder zusätzlich
zu den bevorzugten Spezies oder als ein Ersatz für die bevorzugten Spezies verwendet
werden. Andere mögliche
Verbindungen, wiederum ohne Beschränkung, sind Materialien auf
Silberbasis, wie etwa MICROFREE®, erhältlich von
DuPont, ebenso wie JMAC®, erhältlich von Johnson Mathey.
Im allgemeinen wird solch eine Metallverbindung in einer Menge von
ungefähr
0,01 bis 10 % des Gesamtgewichts der jeweiligen Elasthangarne zugesetzt,
vorzugsweise von ungefähr
0,1 bis ungefähr
5 %; mehr bevorzugt von ungefähr
0,1 bis ungefähr
2 % und am meisten bevorzugt von ungefähr 0,2 bis ungefähr 2,0 %.
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Wie
oben angemerkt, soll der Begriff "Elasthan" beliebige Garne vom Standard-Polyurethan-Typ
abdecken, die hervorragende Dehnungs- und Erholungseigenschaften
zeigen. Elasthan ist seit vielen Jahren in Stoffen verwendet worden
und wird im allgemeinen aus faserbildenden, langkettigen, synthetischen
Polymeren hergestellt, die wenigstens 85 % eines segmentierten Polyurethans,
wie etwa solche auf Basis von Polyethern oder Polyestern, umfassen.
Die Herstellung solcher Fasern ist bekannt und wird in den
US-Patenten 4,296,174 ,
3,555,115 ,
3,553,290 ,
3,428,711 ,
3,097,192 und
2,929,804 gelehrt.
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Solche
Garne sollten vom Fachmann als eine einschichtige Konfiguration
(keine Hülle-Kern-Konfiguration,
die wie oben diskutiert, unerwünschte
und beschränkte
Eigenschaften zeigt) aufweisend verstanden werden. Als solche enthalten
die Zielgarne, wie oben erwähnt,
antimikrobielle Verbindungen überall
in ihren Strukturen. In solch einem Fall zeigt wenigstens ein Teil
der Oberfläche
eines beliebigen erfindungsgemäßen Garns
einige antimikrobielle Verbindungen ebenso wie das Innere eines
solchen Garns. Somit muss wenigstens etwas antimikrobielle Verbindung
auch innerhalb des erfindungsgemäßen Zielgarns
vorliegen, insbesondere in dem Bereich vom Mittelpunkt des Garns
bis zu einem Abstand, der als wenigstens die Hälfte des Radius (und somit
ein solcher Abstand vom Mittelpunkt) gemessen wird. Auf diese Weise
ist es klar, dass die Garne vom Hülle-Kern-Typ des Standes der
Technik nicht von einer solchen Definition umfasst werden, da die
gesamte antimikrobielle Verbindung, die in einem solchen Fall gelehrt
wird, sich entweder an der Garnoberfläche oder relativ nahe der Oberfläche befindet.
Es sollte verstanden werden, dass solch eine Definition nicht erfordert,
dass jeder Mittelteil des erfindungsgemäßen Zielgarns solche antimikrobielle
Aktivität
zeigt, sondern nur, dass solche antimikrobiellen Verbindungen nicht
auf einer Anordnung an der Oberfläche oder einem Bereich streng benachbart
dazu (d.h. in einem Hüllenteil)
beschränkt
sind. Vorzugsweise liegt der Abstand vom Mittelpunkt, in dem sich
solche antimikrobiellen Verbindungen befinden, wenigstens ein Drittel
des Radius, mehr bevorzugt ungefähr
ein Viertel des Radius und am meisten bevorzugt ungefähr ein Fünftel des
Radius vom Mittelpunkt aus.
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Ferner
können
solche erfindungsgemäßen Elasthangarne
Titer irgendwo zwischen 0,01 bis 1.000.000 aufweisen. Solche Garne
können
ebenfalls monofil oder multifil in ihrer Struktur sein. Vorzugsweise
sind die erfindungsgemäßen Garne
monofil und besitzen Titer von 1 bis 100.000, mehr bevorzugt von
10 bis 10.000 und am meisten bevorzugt von ungefähr 50 bis ungefähr 1.000.
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Die
antimikrobielle Verbindung (oder Verbindungen, da mehr als ein Typ
vorhanden sein kann) sollte eine akzeptable logarithmische Abtötungsrate
nach 24 Stunden gemäß dem AATCC-Testverfahren 100-1983 zeigen.
Solch ein akzeptabler logarithmischer Abtötungsratenpegel wird für Staphylococcus
aureus oder Klebsiella pneumoniae mit einem Anstieg von wenigstens
0,1 über
die Grundlinie getestet.
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Alternativ
liegt ein akzeptabler Pegel vor, wenn die logarithmische Abtötungsrate
größer ist
als die logarithmische Abtötungsrate
für unbehandelte
(d.h. ohne zugesetzte feste anorganische antimikrobielle Substanz)
Garne (wie etwa ein Anstieg der logarithmischen Abtötungsrate
gegenüber
Vergleichsgarnen, die frei von antimikrobieller Substanz sind, von
ungefähr
0,5). Vorzugsweise betragen diese Grundlinienanstiege der logarithmischen
Abtötungsrate
wenigstens 0,3 bzw. 0,3 für
S. aureus bzw. K. pneumoniae; mehr bevorzugt betragen diese logarithmischen
Abtötungsraten
0,5 bzw. 0,5 und am meisten betragen sie 1,0 bzw. 1,0. Natürlich ist
das obere Ende solcher logarithmischer Abtötungsraten viel höher als
die Grundlinie, nämlich
in der Größenordnung
von 5,0 (99,999 % Abtötungsrate).
Somit ist eine beliebige Rate dazwischen selbstverständlich ebenfalls
akzeptabel. Jedoch sind logarithmische Abtötungsraten, die einen negativen
Zahlenwert haben, für diese
Erfindung ebenfalls akzeptabel, solange solche Messungen besser
sind als die für
entsprechende unbehandelte Elasthangarne aufgezeichneten. In solch
einem Fall zeigt das antimikrobielle Material, das in dem Latex
vorliegt, wenigstens eine Hinderung des Mikrobenwachstums.
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Wie
hier definiert, bedeutet der Begriff "Abnahmespannung" die für die Abgabe von 50 Meter pro
Minute des Elasthangarns über
das Ende des Garnpakets erforderliche Spannung. Diese Spannung wird
gemäß dem folgenden
Verfahren und mittels der in 1 abgebildeten
Vorrichtung gemessen, die untenstehend vollständiger beschrieben wird. Solch
ein Verfahren misst somit die mittlere Spannung, die erforderlich
ist, um das Garn von einem Garnpaket bei einer vorbestimmten Entnahmegeschwindigkeit
zu entnehmen. Spitzen in dem aufgezeichneten Spannungsgraphen über 0,8
g sind in höchstem
Maße unerwünscht (und
repräsentieren
einen Bereich des Garns, der einen übermäßigen Haftungsgrad zeigt).
Solche Spitzen sind als Spannungsstöße bekannt; die erfindungsgemäßen Garne
zeigen nicht mehr als 20 solcher Spannungsstöße in jeder Messung von 250
aufeinanderfolgenden Metern des Garns; vorzugsweise liegt die Anzahl
der Spannungsstöße unter ungefähr 15; mehr
bevorzugt unter 10 und am meisten bevorzugt bei null.
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Ohne
sich hier auf eine konkrete wissenschaftliche Theorie beschränken zu
wollen, wird angenommen, dass solche Antihaftungsvorteile das Ergebnis
der an der Oberfläche
der Ziel-Elasthangarne vorliegenden die mikrobiellen Teilchen sind.
Solche Teilchen scheinen sich von der Garnoberfläche durch eine ausreichende
Distanz nach auswärts
zu erstrecken, um wiederholten und stetigen Kontakt zwischen Polyurethankomponenten
zweier separater Garne (oder unterschiedlicher Teile des gleichen
Garns) zu verhindern.
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Solch
ein Vorteil macht sich am besten durch die Möglichkeit bemerkbar, die Notwendigkeit
der Verwendung von Appreturadditiven in dem Elasthangarn-Herstellungsverfahren
drastisch zu reduzieren, wenn nicht im wesentlichen zu eliminieren.
Wie oben und prägnanter
in
US-Patent 4,296,174 angemerkt,
das oben diskutiert wurde, zeigt Elasthan auf seiner Oberfläche inhärent hohe
Haftungsgrade. Appreturadditive (wie etwa Faserschmiermittel), das
Eingliedern solcher aktiven Bestandteile wie Metallsalze (beispielsweise
Magnesiumstearat) und Metallseifen ebenso wie andere Formulierungen,
sind traditionell verwendet worden, um solche Haftungsprobleme zu
vermeiden (beispielsweise Kelmar
® 660
von Kelmar, Inc., ein Siliconschmiermittel, umfassend Magnesiumstearat). Überraschenderweise
ist gefunden worden, dass die Verwendung bestimmter antimikrobieller
Teilchen (Verbindungen) in Elasthangarnen nicht nur erwünschte antimikrobielle
Eigenschaften, sondern auch hervorragende Antihaftungseigenschaften
verleihen. Somit erlaubt die Verwendung solcher antimikrobieller
Substanzen, wie in der vorliegenden Erfindung gelehrt, eine drastische
Verminderung der Menge an Appreturadditiven, die notwendig ist,
um solche Antihafteigenschaften zu verleihen. Zudem, da die Appreturadditive
im allgemeinen nach der weiteren Verarbeitung (beispielsweise Stricken,
Weben und dergleichen) der Elasthangarne entfernt werden, erlaubt
die Verwendung solcher antimikrobieller Elasthangarne, wie hier
gelehrt, eine Verminderung der Anzahl der erforderlichen Verfahrensschritte
ebenso wie mögliche
Abwasserfreisetzung nach Entfernen solcher Appreturformulierungen.
Der Grad der für
Antihaftungsverbesserungen benötigten
Appreturadditive kann auf diese Weise auf höchstens 2,5 % owf, vorzugsweise
auf 2,0 % owf, mehr bevorzugt auf höchstens 1,5 owf und am meisten
bevorzugt auf höchstens
1,0 % owf gesenkt werden.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
dieser alternativen Garnbehandlungen werden detaillierter untenstehend
diskutiert. Stoffe, umfassend solche erfindungsgemäßen Garne, können von
gestrickter, gewebter, Einlage-, Gaze-, Vlies- und ähnlicher
Machart sein und können
die erfindungsgemäßen Elasthangarne
gewebt, gestrickt etc. mit irgendwelchen anderen Fasertypen enthalten,
um einen Mischstoff herzustellen. Ferner können die einzelnen Garne ebenfalls
mit unterschiedlichen Fasertypen, umfassend ohne Beschränkung solche
Naturfasern wie Baumwolle, Wolle, Ramie, Hanf, Manila und dergleichen
oder solche synthetischen Fasern wie Nylon, Polyester, Acryl und
dergleichen bedeckt sein. Wie oben angemerkt, erlauben solche bedeckten
Garne Streckeigenschaften mit exzellentem Griff und Gefühl für den Träger (wenn
aus solchen Garnen Kleidung hergestellt wird).
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 stellt
das Verfahren des Messens der Abnahmespannung, wie oben diskutiert,
dar.
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Detailliert Beschreibung der
Zeichnung
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Wie
in 1 vorgestellt, wird ein Elasthangarn 2 gefädelt nacheinander über das
Ende eines Garnpakets 1, durch ein Keramiköhr 3, über einen
Spannkopf 4 und auf einem Treibrad 5 aufgenommenen
Punkt. Der Spannkopf 4 wird durch elektrische Leitungen
(nicht dargestellt) mit einem Computer (nicht dargestellt) verbunden,
wo fünf
Messungen pro Sekunde während
der gesamten Laufzeit vorgenommen werden. Wickler-Treibrad 5 wird
angetrieben, um Garn 2 von dem Paket 1 mit 50
Metern pro Minute zu entnehmen. Den Test öässt man 5 Minuten lang laufen
gelassen, so dass für
jede Messung 250 Meter Garn untersucht werden und 1.500 Ablesungen
vorgenommen werden.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Beispiele
besonders bevorzugter Verbindungen und Garne innerhalb des Umfangs
der vorliegenden Erfindung werden untenstehend aufgeführt.
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Elasthangarn-Herstellung
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Thermoplastische
Polyurethan-(TPU)-pellets (Pellethan 2103-70A) wurden von Dow Plastics
erhalten und mit 0,5 %, 1,0 % und 2,0 % jedes antimikrobiellen Additivs
vermischt. Die beschichteten Pellets wurden dann in einem Vakuumofen
bei 40,6°C
(105°F)
24 Stunden lang getrocknet, um verbleibende Feuchtigkeit zu entfernen.
Die Pellets wurden dann zu 70 Denier monofilen Garnen schmelzextrudiert,
mit einem Standard-Elasthanfaser-Schmiermittel (Kelmar® 660,
erhältlich
von Kelmar, Inc.) bis zu einem Appreturgrad von 2,5 % FOY beschichtet
und auf einem Paket bei Alex James and Associates, Inc. in Greenville,
SC, aufgewickelt.
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Das
Testverfahren der 1 wurde verwendet, um die Reduktion
der Abnahmespannung für
erfindungsgemäße und Vergleichs-Elasthangarne,
die handelsübliche
antimikrobielle Additive enthielten, zu messen.
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Beispiel 1
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Pellethan
2130-70A-Pellets wurden in einen KitchenAid Proline Modell KSM5-Mixer
gegeben und 0,5 % AlphanSan® RC5000 wurde zugesetzt.
Der Mixer wurde 30 Minuten lang betrieben, um gleichmäßige Beschichtung
der Pellets zu gewährleisten
und dann in einem Vakuumofen bei 40,6°C (105°F) 24 Stunden lang getrocknet,
um verbleibende Feuchtigkeit zu entfernen. Die beschichteten Pellets
wurden dann schmelzextrudiert, mit Spinnappretur (Kelmar® 660)
bis zu einem Appreturgrad auf Garn (FOY) von 2,5 % beschichtet und das
Garn wurde auf eine Packung aufgewickelt. Die mittlere Abnahmespannung
und Spannungsstöße wurden dann
gemäß dem oben
erwähnten
Testverfahren gemessen. Nach der Garnherstellung wurde festgestellt, dass
die antimikrobielle Substanz überall
in der Garnstruktur dispergiert war.
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Beispiel 2
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Pellethan
2130-70A-Pellets wurden in einen KitchenAid Proline Modell KSM5-Mixer
und 0,5 % IonPure®, Typ H, wurde zugesetzt.
Der Mischer wurde 30 Minuten lang betrieben, um einheitliche Beschichtungen der
Pellets zu gewährleisten
und dann wurde in einem Vakuumofen bei 40,6°C (105°F) 24 Stunden lang getrocknet,
um verbleibende Feuchtigkeit zu entfernen. Die beschichteten Pellets
wurden dann schmelzextrudiert, mit Spinnappretur (Kelmar® 660)
bis zu einem Appreturgrad auf Garn (FOY) von 2,5 % beschichtet und das
Garn wurde auf ein Paket aufgewickelt. Die mittlere Abnahmespannung
und Spannungsstöße wurden dann
gemäß dem oben
erwähnten
Testverfahren gemessen. Nach der Garnherstellung wurde festgestellt, dass
die antimikrobielle Substanz überall
in der Garnstruktur dispergiert war.
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Beispiel 3
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Pellethan
2130-70A-Pellets wurde in einen KitchenAid Proline, Modell KSM5-Mixer
gegeben und 0,5 % Zeomic® AJ80H wurde zugesetzt.
Der Mischer wurde 30 Minuten lang betrieben, um gleichmäßige Beschichtungen
der Pellets zu gewährleisten
und dann wurde in einem Vakuumofen bei 40,6°C (105°F) 24 Stunden lang getrocknet,
um verbleibende Feuchtigkeit zu entfernen. Die beschichteten Pellets
wurden dann schmelzextrudiert, mit Spinnappretur (Kelmar® 660)
zu einem Appreturgrad auf Garn (FOY) von 2,5 % beschichtet und das
Garn wurde auf ein Paket aufgewickelt. Die mittlere Abnahmespannung
und Spannungsstöße wurden
dann gemäß dem oben
erwähnten
Testverfahren gemessen. Nach der Garnproduktion wurde festgestellt,
dass die antimikrobielle Substanz überall in dem Garn dispergiert
war.
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Beispiel 4 (Referenz)
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Pellethan
2130-70A-Pellets wurde in einen KitchenAid Proline, Modell KSM5-Mixer
gegeben und 0,5 % Triclosan wurde zugesetzt. Der Mischer wurde 30
Minuten lang betrieben, um gleichmäßige Beschichtungen der Pellets
zu gewährleisten
und dann wurde in einem Vakuumofen bei 40,6°C (105°F) 24 Stunden lang getrocknet,
um verbleibende Feuchtigkeit zu entfernen.
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Die
beschichteten Pellets wurden dann schmelzextrudiert, mit Spinnappretur
(Kelmar® 660)
zu einem Appreturgrad auf Garn (FOY) von 2,5 % beschichtet und das
Garn wurde auf ein Paket aufgewickelt. Die mittlere Abnahmespannung
und Spannungsstöße wurden
dann gemäß dem oben
erwähnten
Testverfahren gemessen.
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Nach
der Garnproduktion wurde festgestellt, dass die antimikrobielle
Substanz überall
in dem Garn dispergiert war.
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Die
Ergebnisse der Abnahmespannungtests sind wie folgt mit einem Kontrollvergleich,
umfassend keine antimikrobielle Substanz: Abnahmespannungsmessungen
| Beispiel | Gemittelte Spannung (in Gramm) | Anzahl der
Spannungsstöße |
| > 0,8 g | > 1,2 g |
| Kontrolle | 1,113
g | 1.440 | 44 |
| 1 | 0,459
g | 14 | 0 |
| 2 | 0,453
g | 1 | 0 |
| 3 | 0,604
g | 148 | 0 |
| 4
(Referenz) | 0,587
g | 81 | 0 |
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Die
Beispiele der Elasthangarne wurde ebenfalls auf Entfärbung (Photoreduktion)
nach Belichtung mit typischer Innenraum (Neon-) beleuchtung nach
einem Monat bei dieser Lagerung getestet. Unter den antimikrobiellen
Substanzen auf Silberbasis zeigte AlphaSan
® deutlich
die beste Leistung in der Hinsicht. Somit sind antimikrobielle Substanzen
vom AlphaSan
®-Typ
für diesen
Zweck am meisten bevorzugt. Das Triclosan zeigte ebenfalls hervorragende
Färbungen,
jedoch ist solch eine antimikrobielle Substanz in hohem Maße wasserlöslich und
wird somit leicht aus der Oberfläche
der Ziel-Elasthangarne ausgewaschen. Somit sind die AlphaSan
®-antimikrobiellen
Substanzen wiederum am meisten bevorzugt im Hinblick auf Antihaftung,
Entfärbungs- und
Elastizität
innerhalb und auf den Ziel-Elasthangarnen. Die Entfärbungsergebnisse
sind wie folgt, wiederum mit einer nicht-antimikrobiellen Kontrolle
zum Vergleich: Entfärbungsbestimmungen
| Beispiel | Resultierende
Farbe |
| Kontrolle | Cremefarben |
| 1 | Cremefarben |
| 2 | Braun |
| 3 | Bronzefarben |
| 4 | Cremefarben |
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Diese
Beispiele wurden ebenfalls auf antimikrobielle Aktivität gemäß dem vorgeschlagenen ASTM-Entwurf
Testverfahren zur Bestimmung der antimikrobiellen Aktivität immobilisierter
antimikrobieller Mittel unter dynamischen Kontaktbedingungen, Nr.
Z8459Z, die hier durch Verweis vollständig eingegliedert sein soll,
zum Messen der logarithmischen Abtötungsraten für Staphylococcus
aureus nach 22stündigem
Aussetzen bei Raumtemperatur. Die Ergebnisse sind wie folgt, wiederum
mit einem nicht-antimikrobiellen Kontrollgarn: Antimikrobielle Ergebnisse
| Beispiel | Abtötungsrate |
| Kontrolle | 0,015 |
| 1 | 1,70 |
| 2 | 1,45 |
| 3 | 0,55 |
| 4 | 1,65 |
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Somit
zeigt die Kontrolle, in der keine solchen Additive vorlagen, sehr
geringe antimikrobielle Aktivität. Ebenfalls
zeigten die erfindungsgemäßen Elasthangarne
hervorragende Anti-Haftungseigenschaften ebenso wie zufriedenstellende
antimikrobielle Eigenschaften. Ferner zeigten die bevorzugten Ionenaustauscher-antimikrobiellen
Verbindung ebenfalls hervorragende Färbungen (und somit geringe
Entfärbungsgrade)
in den Zielgarnen.
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Aus
den Garnen des Beispiels 1 wurde dann eine Stoffbahn gewoben, die
hervorragende Streckeigenschaften zeigte ebenso wie die anderen
oben bemessenen Eigenschaften.