DE602006000082T2

DE602006000082T2 - Faser mit antimikrobiell wirksamer Zusammensetzung

Info

Publication number: DE602006000082T2
Application number: DE200660000082
Authority: DE
Inventors: Tirthankar Ghosh; Barry Weinstein
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-06-07
Also published as: JP2007051406A; DE602006000082D1; US20100190404A1; AU2006202789A1; US20070006391A1; CN1891869B; CN1891869A; JP4353966B2; KR20070006557A; AU2006202789B2; EP1741811A1; KR100783449B1; US7846856B2; EP1741811B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fasern, enthaltend eine antimikrobielle Zusammensetzung, und auf Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung.
Mikroorganismen existieren überall um uns herum. Die möglichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die viele dieser Mikroorganismen mit sich bringen, machten antimikrobielle Formulierungen zu einem allgegenwärtigen Teil kommerzieller und Wohnraumreinigungs- und Desinfektionsverfahren. Einige dieser Auswirkungen können beispielsweise Krankheiten und Hautinfektionen umfassen, die auf Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Hefe und andere einzellige Organismen zurückzuführen sind, welche in unserer Kleidung oder anderen Geweben, mit denen wir jeden Tag in Kontakt kommen und diese verwenden, vorhanden sein können und sich darin schnell vermehren. Viele konventionelle antimikrobielle Zusammensetzungen sind jedoch für die dauerhafte Nutzung auf Gewebeoberflächen ungeeignet. Infolgedessen besteht ein merklicher Bedarf an Fasern und daraus hergestellten Geweben, die antimikrobielle Eigenschaften zeigen.
Ein Ansatz, Fasern bereitzustellen, die antimikrobielle Eigenschaften zeigen, wird von Foss et al. in US-Patent Nr. 6,841,244 bereitgestellt. Foss et al. offenbaren eine antimikrobielle synthetische Faser, die verschiedene thermoplastische Polymere und Additive in einer Zweikomponentenform in entweder einer Kern-Mantel- oder Seite-an-Seite-Konfiguration umfaßt. Die von Foss et al. offenbarten Fasern umfassen anorganische antimikrobielle Additive, die in bestimmten Bereichen der Faser verteilt sind, um die Menge an antimikrobiellen Mitteln, die verwendet werden, und daher die Kosten solcher Fasern zu verringern. Die von Foss et al. offenbarten antimikrobiellen Mittel sind anorganische Verbindungen, enthaltend Kupfer, Zink, Zinn und/oder Silber. Foss et al. lehren, daß die besten Ergebnisse unter Verwendung eines Silberzeoliths erhalten werden.
Trotzdem bleibt der Bedarf an neuen Fasern und Geweben, die dauerhaft antimikrobielle Materialien enthalten, bestehen, so daß diese antimikrobiellen Materialien gegen das Abreiben oder Abwaschen während ihrer vorgesehenen Verwendung resistent sind. Es besteht ebenso der Bedarf an neuen Fasern und Geweben, die dauerhaft antimikrobielle Materialien enthalten, wobei die Materialien nicht zur Entwicklung von resistenten Bakterienstämmen neigen.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Faser bereitgestellt, umfassend eine Komponentenpolymerzusammensetzung und eine antimikrobielle Zusammensetzung, wobei die antimikrobielle Zusammensetzung ein Metall, komplexiert mit einem komplexierenden Polymer, umfaßt, wobei das Metall aus Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Zink und Kombinationen davon ausgewählt ist; und wobei das komplexierende Polymer Monomerreste, ausgewählt aus Rest A, Rest B, Rest C und Kombinationen davon, umfaßt; gegebenenfalls mit der Maßgabe, daß das komplexierende Polymer ≤ 99,5 Gew.-% (alternativ ≤ 99 Gew.-%; alternativ ≤ 98 Gew.-%; alternativ ≤ 95 Gew.-; alternativ ≤ 90 Gew.-%; alternativ ≤ 85 Gew.-%; alternativ ≤ 80 Gew.-%; alternativ 75 Gew.-%; alternativ ≤ 70 Gew.-%) der Monomerreste von Rest B enthält;
wobei Rest A
ist,
wobei Rest B
ist,
wobei Rest C
ist,
wobei
X ein ungesättigter oder aromatischer Heterocyclus mit mindestens einem Heteroatom, ausgewählt aus N, O und S, ist;
c 0 oder 1 ist;
R₁ aus H, CH₃ und -CO₂R₄ ausgewählt ist; wobei R₄ aus H, CH₃, C₂H₅, einem C₃-C₂₄-Alkyl ausgewählt ist;
R₂ aus H, CH₃, C₂H₅, Phenyl -CH₂CO₂R₅ und -CO₂R₅ ausgewählt ist; wobei R₅ aus (I)-(V) ausgewählt ist,
wobei R₁₁ aus H, Methyl und Phenyl ausgewählt ist; n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; Y aus OH, SO₃Z und X ausgewählt ist; wobei Z aus H, Natrium, Kalium und NH₄ ⁺ ausgewählt ist; mit der Maßgabe, daß, wenn das Polymer 0 Gew.-% Monomerreste von Rest B und 0 Gew.-% Monomerreste von Rest C enthält, R₂ -CH₂CO₂R₅ oder -CO₂R₅ ist, R₅ (V) ist und Y X ist;
R₃ aus H, Methyl, Phenyl, sulfoniertem Phenyl, Phenol, Acetat, Hydroxy, einem Fragment O-R₁, wobei R₁ wie vorstehend definiert ist, -CO₂R₁₂ und -CONR₆R₇ ausgewählt ist; wobei R₆ und R₇ unabhängig voneinander aus H, Methyl, Ethyl, C(CH₃)₂CH₂SO₃Z, wobei Z wie vorstehend definiert ist, C₃-C₈-Alkyl und einer kombinierten Ringstruktur ausgewählt sind, und R₁₂ aus H, CH₃, C₂H₅ und C₃-C₂₄-Alkyl ausgewählt ist;
R₈ und R₉ unabhängig voneinander aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl und C₃-C₄-Alkyl ausgewählt sind;
R₁₀ aus C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₆-C₁₀ ungesättigten acyclischen, C₆-C₁₀ cyclischen, C₆-C₁₀ aromatischen, C₂-C₄-Alkylenoxid und Poly(C₂-C₄-Alkylen)_b Oxiden ausgewählt ist; wobei b eine ganze Zahl von 2 bis 20 ist.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Multikomponentenfaser bereitgestellt, umfassend mindestens eine Komponentenpolymerzusammensetzung und mindestens eine antimikrobielle Zusammensetzung.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Multikomponentenfaser bereitgestellt, umfassend zwei oder mehr Komponentenpolymerzusammensetzungen und eine antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gewebe bereitgestellt, umfassend eine Faser oder Multikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Textilprodukt bereitgestellt, umfassend ein Gewebe der vorliegenden Erfindung.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Faser oder Multikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, umfassend

(a) das Bereitstellen einer Komponentenpolymerzusammensetzung;
(b) das Bereitstellen einer antimikrobiellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wie hierin zuvor beschrieben;
(c) das Mischen der Komponentenpolymerzusammensetzung von (a) und der antimikrobiellen Zusammensetzung von (b) und
(d) das Bilden der Faser unter Verwendung des Produktes von (c).

Der Ausdruck „Faser", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, bezieht sich auf eine Substanzeinheit, die zu einem Garn gesponnen werden kann oder zu einem Gewebe durch Verbinden oder Verflechten in einer Vielzahl von Wegen verarbeitet werden kann, einschließlich beispielsweise Weben, Stricken, Flechten, Filzen, Verdrehen oder Wirken; und die das Grundstrukturelement der Textilprodukte ist.
Der Ausdruck „anfänglich frei", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, bedeutet in bezug auf optionale „zusätzliche Faser(n)", daß die zusätzliche(n) Faser(n) frei von der antimikrobiellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vor der Verbindung mit einer Faser oder Multikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung unter Bildung eines Gewebes ist/sind. Man beachte jedoch, daß die antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu der/den zusätzlichen Faser(n) nach der Einführung in ein Gewebe, das eine Faser oder Multikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung enthält, migrieren kann.
Der Ausdruck „Garn", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, bezieht sich auf ein Fadenbündel aus Textilfasern in einer Form, die zum Weben, Stricken, Flechten, Filzen, Drehen, Wirken oder zur anderweitigen Verarbeitung zu einem Gewebe geeignet ist.
Der Ausdruck „Gewebe", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, bezieht sich auf jedes Material, das aus oder in Kombination mit irgendeiner natürlichen oder hergestellten Faser, Garn oder Ersatz davon gewebt, gestrickt, gefilzt oder anderweitig hergestellt wurde.
Der Ausdruck „Mantel/Kern-Konfiguration", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, umfaßt konzentrische Mantel/Kern-Konfigurationen und exzentrische Mantel/Kern-Konfigurationen der Multikomponentenfaser.
Der Ausdruck „Seite-an-Seite-Konfiguration", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, bezieht sich auf eine Ausdehnung einer exzentrischen Man tel/Kern-Konfiguration der Multikomponentenfaser, bei der beide Komponentenpolymere der Multikomponentenfaser einen Teil der Oberfläche der Multikomponentenfaser einnehmen.
Der Ausdruck „Kern-Mantel-Konfiguration" kann hierin austauschbar mit dem Ausdruck „Mantel/Kern-Konfiguration" verwendet werden.
Der Ausdruck „Alkyl", wie hierin und, in den anhängenden Ansprüchen verwendet, umfaßt sowohl geradkettige, verzweigte als auch cyclische Alkylgruppen.
Der Ausdruck „Alkenyl", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, umfaßt sowohl geradkettige als auch verzweigtkettige Alkenylgruppen.
Der Ausdruck „(Meth)acrylate", wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, umfaßt sowohl Methacrylate als auch Acrylate.
In einigen Ausführungsform umfassen die Komponentenpolymerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ein Polymer, ausgewählt aus Polyolefinen (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen); halogenierten Polymeren (z. B. Polyvinylchlorid); Polyestern (z. B. Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat (PBT)); Polyethern; Polyamiden (z. B. Nylon 6 und Nylon 6,6); Polyurethanen; Celluloseacetaten; Rayon; Acrylverbindungen; Polyphenylensulfid (PPS); und Homopolymere, Copolymere, Multipolymere und Mischungen davon. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen umfassen die Komponentenpolymerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ein Polymer, ausgewählt aus Polyamid; Polypropylen; Polyethylen; Polyethylenterephthalat; und Homopolymere, Copolymere, Multipolymere und Mischungen davon. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen umfassen die Komponentenpolymerzusammensetzungen ein Polymer, ausgewählt aus Nylon 6; Nylon 6,6; Polypropylen; Polyethylen; und Homopolymere, Copolymere, Multipolymere und Mischungen davon. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen umfassen die Komponentenpolymerzusammensetzungen ein Polymer, ausgewählt aus Polyethylen; Polypropylen; und Homopolymere, Copolymere, Multipolymere und Mischungen davon.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die antimikrobielle Zusammensetzung ein Metall, ausgewählt aus Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Zink und Kombinationen davon. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen wird das Metall aus Kupfer, Silber, Gold und Kombinationen davon ausgewählt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen wird das Metall aus Kupfer, Silber, Zink und Kombinationen davon ausgewählt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Kupfer und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Zink und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall Silber.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt das komplexierende Polymer mindestens ein Monomer mit mindestens einer ungesättigten oder aromatischen heterocyclischen Gruppe. Ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppen, die zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen beispielsweise 5- bis 7gliedrige Heterocyclen mit einem gewissen Ungesättigtheitsgrad; aromatische Heterocyclen mit mindestens einem Heteroatom, ausgewählt aus N-, O- und S-Atomen; Isomere von solchen Heterocyclen und Kombinationen davon. Andere heterocyclische Gruppen, die zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen beispielsweise 5- bis 7gliedrige Heterocyclen, die unter Bildung größerer 9- bis 14gliedriger Heterocyclen mit mindestens einem N-, O- oder S-Atom miteinander anelliert sind; Isomere von solchen Heterocyclen und Kombinationen davon. Zusätzliche heterocyclische Gruppen, die zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen 5- bis 7gliedrige Heterocyclen, die mit einem Carbocyclus unter Bildung größerer 9- bis 14gliedriger Heterocyclen anelliert sind.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt das komplexierende Polymer mindestens eine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe, ausgewählt aus Imidazoithiophen; Pyrrol; Oxazol; Thiazolen und ihren jeweiligen Isomeren (z. B. Thiazol-4-yl, Thiazol-3-yl und Thiazol-2-yl); Tetrazol; Pyridin; Pyridazin; Pyrimidin; Pyrazin; Azolen; Indazolen; Triazolen und ihren jeweiligen Isomeren (z. B. 1,2,3-Triazol und 1,2,4-Triazol) und Kombinationen davon, wie Imida zol-1,2,3-triazol-1,2,4-triazol; Benzotriazol; Methyl-benzotriazol; Benzothiazol; Methylbenzothiazol; Benzimidazol und Methylbenzimidazol. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen umfaßt das komplexierende Polymer mindestens eine heterocyclische Gruppe, ausgewählt aus Imidazol, Benzotriazol und Benzimidazol. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen umfaßt das komplexierende Polymer Imidazol.
In einigen Ausführungsformen umfaßt das komplexierende Polymer der vorliegenden Erfindung ein Copolymer von (a) einem Monomer, enthaltend eine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe, und (b) einem Monomer, das keine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe enthält. In einigen Aspekte dieser Ausführungsformen beträgt das Verhältnis von Monomer (a) zu dem Monomer von (b) in dem komplexierenden Polymer 95:5 bis 5:95; alternativ 80:20 bis 20:80; alternativ 60:40 bis 40:60. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Monomer von (a) 1-Vinylimidazol. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Monomer von (a) 1-Vinylimidazol, und das Verhältnis des Monomers von (a) zu dem Monomer von (b) beträgt 95:5 bis 5:95; alternativ 80:20 bis 20:80; alternativ 60:40 bis 40:60.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen die antimikrobiellen Zusammensetzungen ein komplexierendes Polymer, umfassend mindestens ein Monomer, das eine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe enthält, die mit Silber komplexiert ist. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen beträgt das Gewichtsverhältnis des mindestens einen Monomers, das eine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe enthält, zu Silber 95:5 bis 5:95; alternativ 90:10 bis 10:90; alternativ 80:20 bis 20:80. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen beträgt das Molverhältnis von Silber zu dem Monomer, das eine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe enthält, 10:1 bis 1:10; alternativ 4:1 bis 1:4; alternativ 2:1 bis 1:2. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das mindestens eine Monomer, das eine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe enthält, 1-Vinylimidazol.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt das komplexierende Polymer ferner ein optionales Vernetzungsmaterial. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen kann das komplexierende Polymer mindestens 0,5 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 2 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 5 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 8 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 10 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 20 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 30 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 40 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ > 50 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ < 60 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ 0,5 bis 60 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ < 0,1 Gew.-% Vernetzungsmaterial; alternativ 0 Gew.-% Vernetzungsmaterial umfassen.
Vernetzungsmaterialien, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen jedes bekannte Vernetzungsmaterial, vorausgesetzt, daß die physikalische und chemische Stabilität der antimikrobiellen Zusammensetzung durch den Einschluß des Vernetzungsmaterials im wesentlichen unbeeinflußt ist. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die antimikrobiellen Zusammensetzungen ein Polymer umfassen, enthaltend ein multifunktionelles (Meth)-acrylat-Vernetzungsmaterial, ausgewählt aus Allylmethacrylat (ALMA); Divinylbenzol (DVB); Ethylenglycoldiacrylat (EGDA); Ethylenglycoldimethacrylat (EGDMA); 1,3-Butandioldimethacrylat (BGDMA); Diethylenglycoldimethacrylat (DEGDMA); Tripropylenglycoldiacrylat (TRPGDA); Trimethylolpropantrimethacrylat (TMPTMA); Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA) und Kombinationen davon. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen können die antimikrobiellen Zusammensetzung ein Polymer umfassen, enthaltend ein Vernetzungsmaterial, ausgewählt aus TMPTMA, TMPTA und Kombinationen davon. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen können die antimikrobiellen Zusammensetzungen ein TMPTA-Vernetzungsmaterial umfassen.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die antimikrobielle Zusammensetzung eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 200 nm; alternativ ≤ 150 nm; alternativ ≤ 100 nm; alternativ ≤ 75 nm; alternativ ≤ 50 nm; alternativ ≤ 25 nm; alternativ ≤ 20 nm; alternativ ≤ 15 nm; alternativ ≤ 10 nm; alternativ 1 bis 10 nm; alternativ 1 bis 8 nm; alternativ ≤ 5 nm.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die antimikrobielle Zusammensetzung eine durchschnittliche Teilchengröße, die ≤ 33 % der durchschnittlichen Querschnittsfläche der Faser beträgt, die die antimikrobielle Zusammensetzung enthält.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die antimikrobielle Zusammensetzung ein komplexierendes Polymer, das ein zahlenmittleres Molekulargewicht von ≤ 500.000; alternativ ≤ 100.000; alternativ ≤ 50.000; alternativ ≤ 10.000; alternativ 1.000 bis 10.000; alternativ 5.000 bis 10.000; alternativ 500 bis 5.000 zeigt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die antimikrobielle Zusammensetzung Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen umfaßt die antimikrobielle Zusammensetzung 0,5 bis 60 Gew.-% Metall; alternativ 0,5 bis 15 Gew.-% Metall; alternativ 20 bis 100.000 ppm Metall; alternativ ≥ 20 ppm Metall; alternativ 20 bis 4.000 ppm Metall; alternativ 20 bis 1.500 ppm Metall; alternativ 30 bis 75 ppm Metal; alternativ ≥ 50 ppm Metall. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall aus Kupfer, Silber, Zink und Kombinationen davon ausgewählt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Kupfer und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Zink und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall Silber.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die antimikrobielle Zusammensetzung Silber und ein komplexierendes Polymer, umfassend ein Copolymer von (a) 1-Vinylimidazol und (b) mindestens einem Monomer, das keine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe enthält.
Wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Silber" auf Silbermetall, das in eine antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eingeführt wird. Während man nicht an die Oxidationszahl von Silber gebunden sein möchte (Ag⁰, Ag¹⁺ oder Ag²⁺), das in die antimikrobielle Zusammensetzung eingeführt wird, kann Silber zu der antimikrobiellen Zusammen setzung durch Waschen des Polymers in einer Silberlösung wie Silbernitrat in deionisiertem Wasser („DI") zugegeben werden. Abgesehen von DI können andere flüssige Medien ebenso verwendet werden wie Wasser, wässerige gepufferte Lösungen und organische Lösungen wie Polyether oder Alkohole. Andere Silberquellen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Silberacetat, Silbercitrat, Silberiodid, Silberlactat, Silberpicrat und Silbersulfat. Die Konzentration an Silber in diesen Lösungen kann von der Konzentration, die erforderlich ist, um eine bekannte Menge an Silber zu der antimikrobiellen Zusammensetzung zuzugeben, bis zu einer gesättigten Silberlösung variieren.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Faser oder Multikomponentenfaser ≥ 0,01 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 30 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 20 Gew.-%; alternativ 0,1 bis 15 Gew.-%; alternativ 0,1 bis 10 Gew.-% antimikrobielle Zusammensetzung.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Faser oder Multikomponentenfaser eine Metallkonzentration von ≥ 10 ppm; alternativ 10 bis 1.000 ppm; alternativ 10 bis 500 ppm; alternativ 10 bis 400 ppm; alternativ 10 bis 300 ppm; alternativ 10 bis 250 ppm; alternativ 10 bis 200 ppm; alternativ 10 bis 150 ppm; alternativ 10 bis 100 ppm; alternativ weniger als 100 ppm; alternativ 10 bis 50 ppm. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall aus Kupfer, Silber, Zink und Kombinationen davon ausgewählt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Kupfer und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Zink und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall Silber.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Faser oder Multikomponentenfaser ferner mindestens ein Additiv, ausgewählt aus Feuerschutzmitteln, Farbmitteln, Pigmenten, Farbstoffen, Tönungen, Antistatikmitteln, Aufhellungsverbindungen, Keimbildnern, Antioxidationsmitteln, UV-Stabilisatoren, Füllstoffen, Weichmachern, Schmiermitteln, Härtungsbeschleunigern, hydrophilen Materialien, hydrophoben Materialien, Antifleckenmaterialien, Antigeruchsmaterialien, antimikrobiellen Mitteln, Desinfektionsmitteln.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Faser oder Multikomponentenfaser gegebenenfalls ferner ein antimikrobielles Mittel umfassen, wie oben beschrieben. Geeignete antimikrobielle Mittel können beispielsweise jedes konventionelle antimikrobielle Mittel umfassen, vorausgesetzt, daß die physikalische und chemische Stabilität der Faser oder Multikomponentenfaser durch den Einschluß im wesentlichen unbeeinflußt ist. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen kann das antimikrobielle Mittel ausgewählt sein aus 3-Isothiazolonen; 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat; 2-Brom-2-nitropropandiol; Glutarsäuredialdehyd; 2-n-Octyl-3-isothiazolon; 4,5-Dichlor-2-n-octyl-3-isothiazolon; Natrium-2-pyridinthiol-1-oxid; Zink-2-pyridinthiol-1-oxid; Oxybisphenoxarsin; p-Hydroxybenzoesäurealkylester; Tris(hydroxymethyl)nitromethan; Dimethylol-dimethyl-hydantion; Benzisothiazolon; Polyhexamethylenbiguanid; 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxy-diphenylether; Silbernatriumhydrogenzirkoniumphosphat (z. B. AlphaSan^®, erhältlich von Milliken & Company); Silberzeolithen (z. B. Zeomic^® AJ, erhältlich von Sinanen); Silber, ausgetauscht auf Calciumphosphat (z. B. Apiscider^®, erhältlich von Sangi); Silberglas (z. B. Ionopure^®, erhältlich von Ishizuka Glass) und Kombinationen davon.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Faser oder Multikomponentenfaser gegebenenfalls ferner ein Desinfektionsmittel umfassen. Geeignete Desinfektionsmittel können beispielsweise jedes konventionelle Desinfektionsmittel umfassen, vorausgesetzt, daß die physikalische und chemische Stabilität der Faser oder Multikomponentenfaser durch diesen Einschluß im wesentlichen unbeeinflußt ist. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen kann das Desinfektionsmittel ausgewählt sein aus Alkoholen (z. B. Ethanol), Quartärammoniumdesinfektionsmitteln, phenolischen Desinfektionsmitteln, Halogenid-basierenden Desinfektionsmitteln (z. B. Chlor-basierenden Desinfektionsmitteln und Brom-basierenden Desinfektionsmitteln), Biguaniddesinfektionsmitteln, Chlorhexidindesinfektionsmitteln, Iodophordesinfektionsmitteln, Zitronensäuredesinfektionsmitteln, Peroxiddesinfektionsmitteln und Kombinationen davon. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen kann das Desinfektionsmittel aus Halogenid-basierenden Desinfektionsmitteln (z. B. N-Halaminen) ausgewählt sein. In einigen Aspekten dieser Ausführungs formen kann das Desinfektionsmittel aus N-Halaminen, Bleichen, Hydantoinen und Kombinationen davon ausgewählt sein.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Multikomponentenfaser mindestens eine Komponentenpolymerzusammensetzung und mindestens eine antimikrobielle Zusammensetzung. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen werden mindestens eine der mindestens einen Komponentenpolymerzusammensetzungen und mindestens eine der mindestens einen antimikrobiellen Zusammensetzungen gemischt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Multikomponentenfaser zwei oder mehr Komponentenpolymerzusammensetzungen und mindestens eine antimikrobielle Zusammensetzung. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigen die zwei oder mehr Komponentenpolymerzusammensetzungen unterschiedliche chemische oder physikalische Eigenschaften. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen wird mindestens eine der zwei oder mehr Komponentenpolymerzusammensetzungen mit mindestens einer der mindestens einen antimikrobiellen Zusammensetzungen gemischt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Multikomponentenfaser einen Querschnitt, ausgewählt aus einer Mantel/Kern-Konfiguration, einer Seite-an-Seite-Konfiguration, einer „pie wedge"-Konfiguration, einer „hollow piewedge"-Konfiguration, einer segmentierten Band-Konfiguration, einer segmentierten Kreuz-Konfiguration, einer „islands-in-a-sea"-Konfiguration, einer „tipped trilobal"-Konfiguration und einer Konjugat-Konfiguration. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigt die Multikomponentenfaser eine Mantel/Kern-Konfiguration. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigt die Multikomponentenfaser einen Querschnitt, ausgewählt aus einer „pie wedge"-Konfiguration; einer „hollow piewedge"-Konfiguration und einer „islands-in-a-sea"-Konfiguration.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Multikomponentenfaser eine Mantel/Kern-Konfiguration, wobei der Mantel eine antimikrobielle Zusammensetzung umfaßt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigt der Mantel eine Metallkonzentration von ≥ 10 ppm; alternativ 10 bis 1.000; alternativ 10 bis 500 ppm; alternativ 10 bis 400 ppm; alternativ 10 bis 300 ppm; alternativ 10 bis 250 ppm; alternativ 10 bis 200 ppm; alternativ 10 bis 150 ppm; alternativ 10 bis 100 ppm; alternativ weniger als 100 ppm; alternativ 10 bis 50 ppm. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall aus Kupfer, Silber, Zink und Kombinationen davon ausgewählt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Kupfer und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall eine Kombination aus Zink und Silber. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Metall Silber.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Multikomponentenfaser eine Mantel/Kern-Konfiguration, wobei die durchschnittliche Teilchengröße der antimikrobiellen Zusammensetzung ≤ 33 %; alternativ ≤ 25 %; alternativ ≤ 20 %; alternativ ≤ 15 % der durchschnittlichen Dicke des Mantels beträgt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Multikomponentenfaser eine Mantel/Kern-Konfiguration, wobei der Mantel ≥ 0,01 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 100 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 90 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 80 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 75 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 70 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 50 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 30 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 20 Gew.-%; alternativ 0,1 bis 15 Gew.-%; alternativ 0,1 bis 10 Gew.-% antimikrobielle Zusammensetzung umfaßt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Multikomponentenfaser eine Mantel/Kern-Konfiguration, wobei der Mantel ≤ 80 %; alternativ ≤ 75 %; alternativ ≤ 70 %; alternativ ≤ 60 %; alternativ ≤ 50 %; alternativ ≤ 40 %; alternativ ≤ 30 %; alternativ ≤ 25 %; alternativ ≤ 20 %; alternativ ≤ 10 %; alternativ ≥ 30 % der durchschnittlichen Querschnittsfläche der Multikomponentenfaser umfaßt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Multikomponentenfaser eine Mantel/Kern-Konfiguration, wobei der Mantel ≤ 30 Gew.-%; alternativ ≤ 25 Gew.-%; alternativ ≤ 20 Gew.-%; alternativ ≤ 15 Gew.-%; alternativ ≤ 10 Gew.-%; alternativ ≤ 5 Gew.-% der Multikomponentenfaser umfaßt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt die Multikomponentenfaser einen Querschnitt, ausgewählt aus einer „pie wedge"-Konfiguration, einer „hollow pie-wedge"-Konfiguration und einer „islands-in-a-sea"-Konfiguration. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigt die Multikomponentenfaser einen Querschnitt, ausgewählt aus einer Standard-„pie wedge"-Konfiguration und einer „hollow pie"-Konfiguration, wobei die Multikomponentenfaser ≥ 2; alternativ ≥ 4; alternativ ≥ 6; alternativ ≥ 8; alternativ 2 bis 64; alternativ 2 bis 32; alternativ 2 bis 16; alternativ 2 bis 8; alternativ 16 bis 32 „pie wedge"-Segmente umfaßt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigt die Multikomponentenfaser einen Querschnitt mit einer „islands-in-a-sea"-Konfiguration, die ≥ 300; alternativ 2 bis 1.200; alternativ 2 bis 650; alternativ 2 bis 500; alternativ 2 bis 400; alternativ 50 bis 400; alternativ 100 bis 400; alternativ 200 bis 400; alternativ 300 bis 400 Inseln umfaßt. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen umfaßt jedes „pie wedge"-Segment oder Insel ≥ 0,01 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 30 Gew.-%; alternativ 0,01 bis 20 Gew.-%; alternativ 0,1 bis 15 Gew.-%; alternativ 0,1 bis 10 Gew.-% antimikrobielle Zusammensetzung.
Die Fasern und Multikomponentenfasern der vorliegenden Erfindung können in einer breiten Vielzahl von Geweben und Textilprodukten verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Gewebe bereitgestellt, umfassend eine Faser oder Multikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen kann das Gewebe gegebenenfalls ferner mindestens eine zusätzliche Faser umfassen, wobei die mindestens eine zusätzliche Faser anfänglich frei von der antimikrobiellen Zusammensetzung ist. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen werden die Faser oder Multikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung mit der mindestens einen zusätzlichen Faser gemischt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die mindestens eine zusätzliche Faser beispielsweise natürliche Fasern, synthetische Fasern, anorganische Fasern, Kombinationen und Mischungen davon umfassen. Die zusätzlichen Fasern können jede Feinheit aufweisen; können Multi- oder Monofilamente sein; können falsch verdreht oder verdreht sein; können Filamente verschiedener Feinheit in ein Einfachgarn durch Verdrehen und/oder Schmelzen einführen; können Multikomponentenfasern sein, die irgendeinen Querschnittstyp zeigen, einschließlich beispielsweise Mantel/Kern-Konfigurationen, Seite-an-Seite-Konfigurationen, „pie wedge"-Konfigurationen, segmentierte Band-Konfigurationen, segmentierte Kreuz-Konfigurationen, „tipped trilobal"-Konfigurationen und Konjugat-Konfigurationen.
Natürliche Fasern, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können beispielsweise Seide, Baumwolle, Wolle, Flachs, Pelz, Haar, Cellulose, Chinagras, Hanf, Leinen, Holzzellstoff und Kombinationen davon umfassen.
Synthetische Fasern, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können von Materialien abgeleitet sein, einschließlich beispielsweise Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen und Polybutylen; halogenierte Polymere, wie Polyvinylchlorid; Polyaramide, wie Poly-p-phenylenterephthalamid (z. B. Kevlar^® Fasern, erhältlich von DuPont), Poly-m-phenylenterephthalamid (z. B. Nomex^® Fasern, erhältlich von DuPont); Melamin und Melaminderivate (z. B. Basofil^® Fasern, erhältlich von Basofil Fibers, LLC); Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyester/Polyether; Polyamide, wie Nylon 6 und Nylon 6,6; Polyurethane, wie die aliphatischen thermoplastischen Polyurethane Tecophilic^®, erhältlich von Noveon; Acetate; Rayon-Acryle und Kombinationen davon.
Anorganische Fasern, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können beispielsweise Fiberglas, Borfasern und Steinwolle umfassen.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt das Gewebe 100 Gew.-%; alternativ ≤ 75 Gew.-%; alternativ ≤ 50 Gew.-%; alternativ ≤ 40 Gew.-%; alternativ ≤ 30 Gew.-%; alternativ ≤ 20 Gew.-%; alternativ ≤ 10 Gew.-%; alternativ ≤ 5 Gew.-% der Faser oder Multikomponentenfaser der vor liegenden Erfindung. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist die mindestens eine zusätzliche Faser aus Baumwolle, Wolle, Polyester, Acryl, Nylon, Seide und Kombinationen und Mischungen davon ausgewählt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Textilprodukt bereitgestellt, umfassend ein Gewebe der vorliegenden Erfindung. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen ist das Textilprodukt ausgewählt aus Kleidung, Kleidereinlagen, Polsterungen, Teppichen, Füllungen, Ausfütterungen, Wandschonern, Dacheindeckungserzeugnissen, Dämmstoffen, Isolierungen, Bettwäsche, Wischtüchern, Handtüchern, Handschuhen, Vorlegern, Fußmatten, Vorhängen, Haushaltstüchern, Barmatten, Textilbeuteln, Planen, Fahrzeugbedeckungen, Schiffsbedeckungen, Zelten, Landwirtschaftsbedeckungen, Geotextilien, Kraftfahrzeugdachverkleidungen, Filtern, Umschlägen bzw. Einhüllungen, Anhängeschildern, Etiketten, Windeln, Damenhygieneprodukten (z. B. Damenbinden, Tampons), Wäschereihilfsmitteln (z. B. Gewebetrocknertüchern), Wundpflegeprodukten und medizinischen Pflegeprodukten (z. B. sterilen Umhängen, Bedeckungen, Kitteln, Masken, Tüchern).
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Filtermedium bereitgestellt, umfassend eine Multikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigt die Multikomponentenfaser einen Querschnitt, ausgewählt aus einer „pie wedge"-Konfiguration, einer „hollow piewedge"-Konfiguration und einer „islands-in-a-sea"-Konfiguration. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen kann das Filtermedium zur Luftfiltration verwendet werden. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen kann das Filtermedium zur Wasserfiltration verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Faser oder Multikomponentenfaser nicht elektrisch leitfähig. In einigen Aspekten dieser Ausführungsformen zeigt die Faser oder Multikomponentenfaser einen Widerstand gegen den Fluß eines elektrischen Stroms von ≥ 10.000 Ohm; alternativ ≥ 1.000.000 Ohm; alternativ ≥ 1 × 10⁹ Ohm, wie gemäß der Verfahrensweise gemessen, die in AATCC Test Method 76-1978 dargestellt ist.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mindestens eine Komponentenpolymerzusammensetzung und mindestens eine antimikrobielle Zusammensetzung vor der Bildung der Faser oder Multikomponentenfaser gemischt.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mindestens eine Komponentenpolymerzusammensetzung und mindestens eine antimikrobielle Zusammensetzung während der Bildung der Faser oder Multikomponentenfaser gemischt.
Die Fasern oder Multikomponentenfasern der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung bekannter Faserbildungstechniken hergestellt werden, die zur Verwendung mit der angegebenen Komponentenpolymerzusammensetzung geeignet sind. Einige der am stärksten vorherrschenden Faserbildungstechniken umfassen beispielsweise Extrusion, Schmelzblasen, Naßspinnen und Trockenspinnen. In jedem dieser Verfahren werden die Faserrohmaterialien in einen fließfähigen Zustand erweicht und durch eine Düse und/oder eine Spinndüse gedrängt, um die Grundfaser zu bilden, die dann typischerweise mechanisch manipuliert wird, um die gewünschte Produktfaser oder Multikomponentenfaser zu bilden. Beispielsweise kann die Grundfaser gestreckt werden. Bei typischen Extrusionsvorgängen werden die Komponentenpolymerzusammensetzungen zunächst geschmolzen und dann durch eine Düse und/oder eine Spinndüse gedrängt, um die Grundfaser zu bilden, die dann mechanisch vor der Kühlung manipuliert werden kann, um die gewünschte Produktfaser oder Multikomponentenfaser zu bilden. Bei typischen Schmelzblasvorgängen werden Komponentenpolymerzusammensetzungen, die thermoplastische Materialien enthalten, zunächst geschmolzen und dann durch eine Düse und/oder Spinndüse geblasen, um die Grundfaser zu bilden, die dann abgekühlt wird, um die Produktfaser bereitzustellen. Bei typischen Naßspinnvorgängen werden eine Lösung aus Komponentenpolymerzusammensetzung(en) und ein Lösungsmittel durch eine Düse und/oder Spinndüse gedrängt, um die Grundfaser zu bilden, die dann durch ein Koagulationsbad geführt wird (z. B. eine Lösung aus Natriumsulfat in Wasser), um die Produktfaser bereitzustellen. Bei typischen Trockenspinnvorgängen werden eine Lösung aus Komponentenpolymerzusammensetzung(en) und ein Lösungsmittel durch eine Düse und/oder Spinndüse in Luft gedrängt, um feste Fasern zu bilden.
Die Fasern, die durch diese Verfahren gebildet werden, können und werden oftmals auf einer Oberfläche, wie einem Band, gesammelt, um ein Vliesgewebe zu bilden, oder werden anderweitig behandelt, chemisch oder mechanisch manipuliert, um ihre physikalischen oder chemischen Eigenschaften zu verändern oder zu verstärken.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun in den folgenden Beispielen ausführlich beschrieben. Alle nachstehend in den Beispielen angegebenen Fraktionen und Prozente beziehen sich auf das Gewicht, wenn nicht anders angegeben.
Beispiel 1: Herstellung des vernetzten Polymerproduktes
Ein Polymerprodukt wurde unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt: (a) 280 g analysenreine Alkohollösung (90 Gew.-% EtOH, 5 Gew.-% MeOH, 5 Gew.-% PrOH) wurden in einen 1-Liter-Kessel, ausgestattet mit einem Rühren, einem wassergekühlten Rückflußkühler mit einem Stickstoffgasauslaß, einem Thermoelement, angebracht an einem Temperaturregler I²R Tow TC Adapter Model TCA/1, einer Coeinspeisungsleitung, kontrolliert durch einen Harvard Apparatus 22 Injektionsantrieb, und eine Monomereinspeisungsleitung, kontrolliert durch eine QG-50 FMI Pumpe, ausgestattet mit einer 1/4-Inch-Rohrleitung, eingespeist; (b) die Inhalte des Kessels wurden auf 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren erhitzt; (c) ein Monomergemisch, enthaltend 40 g Laurylacrylat, 40 g 1-Vinylimidazol, 10 g Acrylsäure und 10 g Trimethylolpropantriacrylat in analysenreiner Alkohollösung (25 g), wurde in den Kessel bei einer konstanten Rate über 2 Stunden eingespeist, und eine Lösung aus t-Amylperoxypivalat (Triganox^® 125-C75, erhältlich von Akzo Noble Polymer Chemicals) (2 g) in analysenreiner Alkohollösung (30 g) wurde in den Kessel bei einer konstanten Rate über 2 Stunden eingespeist; (d) das Produkt von (c) wurde bei 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; (e) t-Amylperoxypivalat (2 g) wurde in den Kessel eingespeist; (f) das Produkt von (e) wurde bei 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; (g) t-Amylperoxypivalat (2 g) wurde in den Kessel eingespeist; (h) das Produkt von (g) wurde bei 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; (i) t-Amylperoxypivalat (2 g) wurde in den Kessel eingespeist; (j) das Produkt von (i) wurde bei 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; und (k) das Produkt von (j) konnte sich auf Raumtemperatur abkühlen, was das Polymerprodukt als eine Polymerlösung, enthaltend 21 Gew.-% Polymerfeststoffe, ergab.
Beispiel 2: Herstellung der antimikrobiellen Zusammensetzung
Eine antimikrobielle Zusammensetzung, umfassend Silber, komplexiert mit einem vernetzten Imidazol-enthaltenden Polymer, wurde folgendermaßen hergestellt: (a) zu einer einheitlichen 10-g-Probe der Produktpolymerlösung aus Beispiel 1 wurden 2,0 g einer wässerigen Ammoniumhydroxidlösung (28 Gew.-%) zugegeben; (b) eine wässerige Lösung aus Silbernitrat (0,43 g AgNO₃ in 0,5 g deionisiertem Wasser) wurde zu dem Produkt von (a) unter Rühren zugegeben, was eine klare, hellgelb gefärbte Produktlösung ergab, die 2,13 Gew.-% Silber enthielt; und (c) das Produkt von (b) wurde dann in einem Vakuumofen bei 60 °C für 48 Stunden getrocknet, was einen getrockneten Feststoff hinterließ, der 8,98 Gew.-% Silber enthielt und eine einheitliche Korngröße ähnlich der von Speisesalz zeigte.
Beispiel 3: Herstellung des nicht vernetzten Polymerproduktes
Ein Polymerprodukt wurde unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt: (a) 280 g analysenreine Alkohollösung (90 Gew.-% EtOH, 5 Gew.-% MeOH, 5 Gew.-% PrOH) wurden in einen 1-Liter-Kessel, ausgestattet mit einem Rührer, einem wassergekühlten Rückflußkühler mit einem Stickstoffgasauslaß, einem Thermoelement, angebracht an einem Temperaturregler I²R Tow TC Adapter Model TCA/1, einer Coeinspeisungsleitung, kontrolliert durch einen Harvard Apparatus 22 Injektionsantrieb, und eine Monomereinspeisungsleitung, kontrolliert durch eine QG-50 FMI Pumpe, ausgestattet mit einer 1/4-Inch-Rohrleitung, eingespeist; (b) die Inhalte des Kessels wurden auf 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren erhitzt; (c) ein Monomergemisch, enthaltend 45 g Laurylacrylat, 45 g 1-Vinylimidazol und 10 g Acrylsäure in analysenreiner Alkohollösung (25 g), wurde in den Kessel bei einer konstanten Rate über 2 Stunden eingespeist, und eine Lösung aus t-Amylperoxypivalat (Triganox^® 125-C75, erhältlich von Akzo Noble Polymer Chemicals) (2 g) in analysenreiner Alkohollösung (30 g) wurde in den Kessel bei einer konstanten Rate über 2 Stunden eingespeist; (d) das Produkt von (c) wurde bei 80 °C unter konstan tem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; (e) t-Amylperoxypivalat (2 g) wurde in den Kessel eingespeist; (f) das Produkt von (e) wurde bei 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; (g) t-Amylperoxypivalat (2 g) wurde in den Kessel eingespeist; (h) das Produkt von (g) wurde bei 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; (i) t-Amylperoxypivalat (2 g) wurde in den Kessel eingespeist; (j) das Produkt von (i) wurde bei 80 °C unter konstantem vorsichtigem Rühren für einen Zeitraum von dreißig Minuten gehalten; und (k) das Produkt von (j) konnte sich auf Raumtemperatur abkühlen, was das Polymerprodukt als eine Polymerlösung, enthaltend 21 Gew.-% Polymerfeststoffe, ergab.
Beispiel 4: Herstellung der antimikrobiellen Zusammensetzung
Eine antimikrobielle Zusammensetzung, umfassend Silber, komplexiert mit einem vernetzten Imidazol-enthaltenden Polymer, wurde folgendermaßen hergestellt: (a) zu einer einheitlichen 10-g-Probe der Produktpolymerlösung aus Beispiel 3 wurden 2,0 g einer wässerigen Ammoniumhydroxidlösung (28 Gew.-%) zugegeben; (b) eine wässerige Lösung aus Silbernitrat (0,40 g AgNO₃ in 0,5 g deionisiertem Wasser) wurde zu dem Produkt von (a) unter Rühren zugegeben, was eine klare, hellgelb gefärbte Produktlösung ergab, die 1,96 Gew.-% Silber enthielt; und (c) das Produkt von (b) wurde dann in einem Vakuumofen bei 60 °C für 48 Stunden getrocknet, was einen getrockneten Feststoff hinterließ, der 7,77 Gew.-% Silber enthielt und eine einheitliche Korngröße ähnlich der von Speisesalz zeigte.
Beispiel 5: Herstellung von Polypropylen zur Extrusion
Das Polypropylen, das in jedem der Extrusionsexperimente verwendet wurde (Beispiele 6 bis 10), war isotaktisches Polypropylen (CAS# 9003-07-0), erhalten von der Sigma-Aldridge Corporation, und wies ein durchschnittliches M_w = ~250.000 und ein durchschnittliches M_n = 67.000 mit einem angegebenen Schmelzindex (ASTM D 1238, 230 °C/2,16 kg) von 12,0 g/10 min auf. Das isotaktische Polypropylen wurde in Pelletform erhalten und wurde unter Verwendung eines Waring-Mischers mit Trockeneis zerkleinert, um eine einheitliche Korngröße ähnlich der von Speisesalz bereitzustellen.
Beispiele 6 bis 10: Extrusionen
Jedes der Extrusionsexperimente wurde unter Verwendung eines Einschnecken-Randcastle-Microtruders, Model RCP-0625, ausgestattet mit einer Strangdüse, durchgeführt. Der genannte Randcastle Microtruder ist durch drei kontrollierbare Temperaturzonen entlang des Zylinders und eine kontrollierbare Temperaturzone für die Düse gekennzeichnet. Für jedes der Extrusionsexperimente wurden alle kontrollierbaren Temperaturzonen bei 350 °C während des Extrusionsverfahrens gehalten.
Die Schneckendrehzahl für die Extrusionsexperimente wurde zwischen 10 und 50 U/min während des Extrusionsverfahrens variiert. In allen Extrusionsexperimenten wurde das Extrudat aus der Düse per Hand abgezogen, um die Produktfasern zu sammeln. In allen Extrusionsexperimenten zeigten die Produktfasern eine einheitliche Konsistenz. Bei der Analyse durch ICP zeigten die Produktfasern die in Tabelle B aufgelistete Silberkonzentration.
Die Verfahrensweise, die für jedes der Extrusionsexperimente verwendet wurde, folgt:

(a) für jedes der Extrusionsexperimente wurde eine Gemisch mit der Zusammensetzung, dargestellt in Tabelle A, in den Randcastle Microtruder eingespeist, und
(b) die Produktfaser, hergestellt unter Verwendung des Einspeisungsgemisches von (a), wurde per Hand aus der Düse abgezogen.

Tabelle A

Komponente Bsp. 6 Bsp. 7 Bsp. 8 Bsp. 9 Bsp. 10

Herst.-Bsp. 2 0,17 g 0,85 g 0 g 0 g 0 g

Herst.-Bsp. 4 0 g 0 g 0,19 g 0,95 g 0 g

Herst.-Bsp. 5 150 g 150 g 150 g 150 g 150 g

Tabelle B

Produktfaser aus Silbergehalt

Bsp. 6 67 ppm

Bsp. 7 345 ppm

Bsp. 8 97 ppm

Bsp. 9 443 ppm

Bsp. 10 0 ppm

Claims

Faser, umfassend eine Komponentenpolymerzusammensetzung und eine antimikrobielle Zusammensetzung, wobei die antimikrobielle Zusammensetzung ein Metall, komplexiert mit einem komplexierenden Polymer, umfaßt, wobei das Metall aus Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Zink und Kombinationen ausgewählt ist, und wobei das komplexierende Polymer Monomerreste, ausgewählt aus Rest A, Rest B, Rest C und Kombinationen davon umfaßt, wobei Rest A
ist, wobei Rest B
ist, wobei Rest C
ist, wobei X ein ungesättigter oder aromatischer Heterocyclus mit mindestens einem Heteroatom, ausgewählt aus N, O und S, ist, c 0 oder 1 ist, R₁ aus H, CH₃ und -CO₂R₄ ist, wobei R₄ aus H, CH₃, C₂H₅, einem C₃-C₂₄ Alkyl ausgewählt ist, R₂ aus H, CH₃, C₂H₅, Phenyl, -CH₂CO₂R₅ und -CO₂R₅ ausgewählt ist, wobei R₅ aus (I)-(V) ausgewählt ist,
wobei R₁₁ aus H, Methyl und Phenyl ausgewählt ist, n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, Y aus OH, SO₃Z und X ausgewählt ist, wobei Z aus H, Natrium, Kalium und NH₄ ⁺ ausgewählt ist, mit der Maßgabe, daß, wenn das Polymer 0 Gew.-% Monomerreste von Rest B und 0 Gew.-% Monomerreste von Rest C enthält, R₂, -CH₂CO₂R₅ oder -CO₂R₅ ist, R₅ (V) ist und Y X ist, R₃ aus H, Methyl, Phenyl, sulfoniertem Phenyl, Phenol, Acetat, Hydroxy, einem Fragment O-R₁, wobei R₁ wie vorstehend definiert ist, -CO₂R₁₂ und -CONR₆R₇ ausgewählt ist, wobei R₆ und R₇, unabhängig voneinander, aus H, Methyl, Ethyl, C(CH₃)₂CH₂SO₃Z, wobei Z wie vorstehend definiert ist, C₃-C₈ Alkyl und einer kombinierte Ringstruktur ausgewählt sind, und R₁₂ aus H, CH₃, C₂H₅ und C₃-C₂₄ Alkyl ausgewählt ist, R₈ und R₉ unabhängig voneinander aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl und C₃-C₄ Alkyl ausgewählt sind, R₁₀ aus C₁-C₈ Alkyl, C₂-C₈ Alkenyl, C₆-C₁₀ ungesättigten acyclischen, C₆-C₁₀ cyclischen, C₆-C₁₀ aromatischen, C₂-C₄ Alkylenoxid und Poly(C₂-C₄ Alkylen)_b Oxiden ausgewählt ist, wobei b eine ganze Zahl von 2 bis 20 ist.
Faser gemäß Anspruch 1, wobei die Faser eine Multikomponentenfaser ist.
Multikomponentenfaser, umfassend zwei oder mehrere Komponentenpolymerzusammensetzungen, wobei die zwei oder mehreren Komponentenpolymerzusammensetzungen unterschiedliche chemische oder physikalische Eigenschaften zeigen, und wobei mindestens eine der Komponentenpolymerzusammensetzungen eine antimikrobielle Zusammensetzung, umfassend ein Metall, komplexiert mit einem komplexierenden Polymer, wobei das Metall aus Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Zink und Kombinationen davon ausgewählt ist, und wobei das komplexierende Polymer Monomerreste, ausgewählt aus Rest A, Rest B, Rest C und Kombinationen davon umfaßt, wobei Rest A
ist, wobei Rest B
ist, wobei Rest C
ist, wobei X ein ungesättigter oder aromatischer Heterocyclus mit mindestens einem Heteroatom, ausgewählt aus N, O und S, ist, c 0 oder 1 ist, R₁ aus H, CH₃ und -CO₂R₄ ist, wobei R₄ aus H, CH₃, C₂H₅, einem C₃-C₂₄ Alkyl ausgewählt ist, R₂ aus H, CH₃, C₂H₅, Phenyl, -CH₂CO₂R₅ und -CO₂R₅ ausgewählt ist, wobei R₅ aus (I)-(V) ausgewählt ist,
wobei R₁₁ aus H, Methyl und Phenyl ausgewählt ist, n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, Y aus OH, SO₃Z und X ausgewählt ist, wobei Z aus H, Natrium, Kalium und NH₄ ⁺ ausgewählt ist, mit der Maßgabe, daß, wenn das Polymer 0 Gew.-% Monomerreste von Rest B und 0 Gew.-% Monomerreste von Rest C enthält, R₂, -CH₂CO₂R₅ oder -CO₂R₅ ist, R₅ (V) ist und Y X ist, R₃ aus H, Methyl, Phenyl, sulfoniertem Phenyl, Phenol, Acetat, Hydroxy, einem Fragment O-R₁, wobei R₁ wie vorstehend definiert ist, -CO₂R₁₂ und -CONR₆R₇ ausgewählt ist, wobei R₆ und R₇, unabhängig voneinander, aus H, Methyl, Ethyl, C(CH₃)₂CH₂SO₃Z, wobei Z wie vorstehend definiert ist, C₃-C₈ Alkyl und einer kombinierte Ringstruktur ausgewählt sind, und R₁₂ aus H, CH₃, C₂H₅ und C₃-C₂₄ Alkyl ausgewählt ist, R₈ und R₉ unabhängig voneinander aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl und C₃-C₄ Alkyl ausgewählt sind, R₁₀ aus C₁-C₈ Alkyl, C₂-C₈ Alkenyl, C₆-C₁₀ ungesättigten acyclischen, C₆-C₁₀ cyclischen, C₆-C₁₀ aromatischen, C₂-C₄ Alkylenoxid und Poly(C₂-C₄ Alkylen)_b Oxiden ausgewählt ist, wobei b eine ganze Zahl von 2 bis 20 ist, umfasst.
Multikomponentenfaser gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Multikomponentenfaser einen Querschnitt zeigt, ausgewählt aus einer Mantel/Kern-Konfiguration, einer Seite-an-Seite-Konfiguration, einer "pie wedge"-Konfiguration, einer "hollow pie-wedge"-Konfiguration, einer segmentierten Band-Konfiguration, einer segmentierten Kreuz-Konfiguration, einer "islands-in-a-sea"-Konfiguration, einer "tipped trilobal"-Konfiguration und einer Konjugat-Konfiguration.
Multikomponentenfaser gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Multikomponentenfaser einen Querschnitt mit einer Mantel/Kern-Konfiguration zeigt, und wobei die Hülle die antimikrobielle Zusammensetzung umfaßt.
Faser oder Multikomponentenfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das komplexierende Polymer ein Copolymer von 1-Vinylimidazol und einem Monomer, das keine ungesättigte oder aromatische heterocyclische Gruppe enthält, umfaßt.
Faser oder Multikomponentenfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die antimikrobielle Zusammensetzung in die Komponentenpolymerzusammensetzung eingebracht ist, bevor die Faser oder Multikomponentenfaser gebildet wird.
Gewebe, umfassend die Faser oder Multikomponentenfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Textilprodukt, umfassend das Gewebe gemäß Anspruch 8.
Textilprodukt gemäß Anspruch 9, wobei das Textilprodukt aus Kleidung, Kleidereinlagen, Polsterungen, Teppichen, Füllungen, Ausfütterungen, Wandschonern, Dacheindeckungserzeugnissen, Dämmstoffen, Bettwäsche, Wischtüchern, Handtüchern, Handschuhen, Vorlegern, Fußmatten, Vorhängen, Haushaltstüchern, Barmatten, Textilbeuteln, Planen, Fahrzeugbedeckungen, Schiffsbedeckungen, Zelten, Landwirtschaftsbedeckungen, Geotextilien, Kraftfahrzeugdachverkleidungen, Filtern, Umschlägen bzw. Einhüllungen, Anhängeschildern, Etiketten, Windeln, Damenhygieneprodukten, Wäschereihilfsmitteln, Wundpflegeprodukten und medizinischen Pflegeprodukten ausgewählt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Faser, umfassend: (a) das Bereitstellen mindestens einer Komponentenpolymerzusammensetzung; (b) das Bereitstellen mindestens einer antimikrobiellen Zusammensetzung, umfassend ein Metall, komplexiert mit einem komplexierenden Polymer, wobei das Metall aus Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Zink oder Kombinationen davon ausgewählt ist, und wobei das mindestens eine komplexierende Polymer Monomerreste, ausgewählt aus Rest A, Rest B, Rest C und Kombinationen davon, umfaßt, wobei Rest A
ist, wobei Rest B
ist, wobei Rest C
ist, wobei X ein ungesättigter oder aromatischer Heterocyclus mit mindestens einem Heteroatom, ausgewählt aus N, O und S, ist, c 0 oder 1 ist, R₁ aus H, CH₃ und -CO₂R₄ ist, wobei R₄ aus H, CH₃, C₂H₅, einem C₃-C₂₄ Alkyl ausgewählt ist, R₂ aus H, CH₃, C₂H₅, Phenyl, -CH₂CO₂R₅ und -CO₂R₅ ausgewählt ist, wobei R₅ aus (I)-(V) ausgewählt ist,
wobei R₁₁ aus H, Methyl und Phenyl ausgewählt ist, n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, Y aus OH, SO₃Z und X ausgewählt ist, wobei Z aus H, Natrium, Kalium und NH₄ ⁺ ausgewählt ist, mit der Maßgabe, daß, wenn das Polymer 0 Gew.-% Monomerreste von Rest B und 0 Gew.-% Monomerreste von Rest C enthält, R₂, -CH₂CO₂R₅ oder -CO₂R₅ ist, R₅ (V) ist und Y X ist, R₃ aus H, Methyl, Phenyl, sulfoniertem Phenyl, Phenol, Acetat, Hydroxy, einem Fragment O-R₁, wobei R₁ wie vorstehend definiert ist, -CO₂R₁₂ und -CONR₆R₇ ausgewählt ist, wobei R₆ und R₇, unabhängig voneinander, aus H, Methyl, Ethyl, C(CH₃)₂CH₂SO₃Z, wobei Z wie vorstehend definiert ist, C₃-C₈ Alkyl und einer kombinierte Ringstruktur ausgewählt sind, und R₁₂ aus H, CH₃, C₂H₅ und C₃-C₂₄ Alkyl ausgewählt ist, R₈ und R₉ unabhängig voneinander aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl und C₃-C₄ Alkyl ausgewählt sind, R₁₀ aus C₁-C₈ Alkyl, C₂-C₈ Alkenyl, C₆-C₁₀ ungesättigten acyclischen, C₆-C₁₀ cyclischen, C₆-C₁₀ aromatischen, C₂-C₄ Alkylenoxid und Poly(C₂-C₄ Alkylen)_b Oxiden ausgewählt ist, wobei b eine ganze Zahl von 2 bis 20 ist. (c) das Mischen der Komponentenpolymerzusammensetzung von (a) und der antimikrobiellen Zusammensetzung von (b), (d) das Bilden der Faser unter Verwendung des Produkts von (c).
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Faser eine Multikomponentenfaser ist.