ES2300006T3 - Composiciones biocidas y procedimientos de elaboracion. - Google Patents
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Abstract
Un artículo que comprende una composición termoplástica que comprende una resina termoplástica y un agente biocida inorgánico, en el que la resina termoplástica comprende un homopolímero o un copolímero de un policarbonato, un poliéster, un poliacrilato, una poliamida, una poliéterimida, un polifenilen éter, o una combinación que comprende una o más de las resinas anteriores, en el que el artículo tiene un factor de liberación de metal biocida de mayor que 2,5 desde la superficie exterior, en el que la liberación de metal biocida en partes por billón se mide poniendo en contacto 5 cm por 5 cm de la superficie exterior con 40 mililitros de 0,8% peso/volumen de nitrato de sodio durante 24 horas a 25ºC para formar una solución de ensayo, y midiendo una cantidad de metal biocida en la solución de ensayo en partes por billón, y en el que el factor de liberación de metal biocida es la cantidad de metal biocida en la solución de ensayo en partes por billón dividida por un producto de un porcentaje de peso del agente biocida inorgánico basándose en el peso total del artículo y el porcentaje de peso de metal biocida en el agente biocida inorgánico.
Description
Composiciones biocidas y procedimientos de
elaboración.
Agentes biocidas inorgánicos, que comprenden
iones metálicos biocidas tales como plata, cobre y cinc, se pueden
añadir a los materiales para impartir propiedades biocidas. Tales
agentes biocidas pueden reducir el desarrollo de de organismos
patógenos tales como bacterias y virus. Los materiales basados en
plata, tales como plata coloidal, nitrato de plata, sulfato de
plata, cloruro de plata, complejos de plata, y zeolitas que
comprenden iones de plata, son agentes biocidas conocidos. Una
desventaja de estos aditivos es que se requieren concentraciones
relativamente altas con el fin de lograr un efecto biocida. Cuando
se usan altas concentraciones de los agentes biocidas, las
propiedades de un plástico se pueden alterar de una manera no
deseable (por ejemplo, impacto, luz, transmisión, índice de
amarillamiento, y turbidez). Además, en el caso de una hoja de
plástico pigmentada, el color puede estar afectado por la adición
del aditivo biocida. Otra desventaja es que los aditivos de zeolita
son de alto coste.
Se ha descrito el uso de zeolitas biocidas en
diversas composiciones biocidas. Los artículos poliméricos que
comprenden zeolitas biocidas se describen en las Patentes de Estados
Unidos números 4.775.585 y 4.938.958. El documento WO 01/34686
describe espumas poliméricas tales como espumas de poliuretano en
las que se pueden añadir zeolitas biocidas. El documento WO
01/46900 describe una pantalla táctil para un ordenador en el que
la capa de plástico que incluye una zeolita biocida se aplica a la
pantalla táctil. Los revestimientos que comprenden un componente
polisacárido y una zeolita biocida se describen en el documento WO
02/18003. Un guante esterilizado que tiene una capa de película de
polímero orgánico que comprende una zeolita antibacteriana se
describe en Patente de Estados Unidos Nº 5.003.683.
Las desventajas de artículos moldeados que
comprenden materiales inorgánicos biocidas tales como zeolitas
pueden incluir tanto impacto de alto coste como negativo en las
propiedades del plástico. Las películas de polímero que comprenden
zeolita biocida que tienen un espesor de no más de 15 micrómetros se
describen en la Patente de Estados Unidos Nº 5.566.699. Las
películas se laminan hasta un sustrato y se pueden usar para
envasar materiales para productos alimentarios y médicos.
Aunque las composiciones y artículos de plástico
biocidas presentes son adecuados para el propósito propuesto,
existe una necesidad de artículos biocidas adicionales y
procedimientos de elaboración de tales artículos, particularmente
los artículos que tienen actividad biocida mejorada.
Un artículo comprende una composición
termoplástica que comprende una resina termoplástica y un agente
biocida inorgánico, en el que la resina termoplástica comprende un
homopolímero o copolímero de un policarbonato, un poliéster, un
poliacrilato, una poliamida, una polietenemida, un polifenilen éter,
o una combinación que comprende una o más de las resinas
anteriores, en las que el artículo tiene un factor de liberación de
metal biocida mayor de 2,5 desde una superficie exterior. La
liberación del metal biocide en partes por billón se mide poniendo
en contacto 5 cm por 5 cm de la superficie exterior con 40
mililitros de 0.8% peso/volumen de nitrato de sodio durante 24
horas a 25ºC para formar una solución de ensayo, y midiendo la
cantidad de metal biocida en la solución de ensayo en partes por
billón. El factor de liberación de metal biocida es la cantidad de
metal biocida en la solución de ensayo en partes por billón dividida
por un producto de un porcentaje de peso del agente biocida
inorgánico basándose en el peso total del artículo y el porcentaje
en epso de metal biocida en el agente biocida inorgánico.
En otro aspecto, un artículo comprende una
superficie exterior con textura que cubre al menos una parte del
mismo, en el que la superficie exterior con textura comprende un
agente biocida inorgánico y una primera resina termoplástica.
En un aspecto, un procedimiento de elaboración
de un artículo con textura comprende la abrasión química o mecánica
de una superficie exterior de un artículo para formar una superficie
exterior con textura, en el que la superficie exterior comprende un
agente biocida inorgánico y una primera resina termoplástica, y en
el que la abrasión da como resultado una mejora d la actividad
biocida en el artículo con textura comparado con un artículo sin
textura.
Otro procedimiento de elaboración de un artículo
con textura comprende el calandrado de un artículo para proporcionar
una superficie exterior con textura sobre al menos una parte del
artículo, en el que la superficie de un rodillo en contacto con la
superficie exterior del artículo comprende discontinuidades de la
superficie, y en el que la superficie exterior con textura del
artículo comprende un agente biocida inorgánico y una primera resina
termoplástica.
Todavía otro procedimiento de elaboración de un
artículo con textura comprende el moldeado de un artículo para
proporcionar una superficie exterior con textura sobre al menos una
parte del artículo, en el que la superficie de un molde en contacto
con la superficie exterior del artículo comprende discontinuidades
de la superficie, y en el que la superficie exterior con textura
del artículo comprende un agente biocida inorgánico y una primera
resina termoplástica.
Un procedimiento de elaboración de un artículo
configurado, comprende la termoformación de un artículo que
comprende una superficie exterior que comprende un agente biocida
inorgánico y una primera resina termoplástica para formar el
artículo configurado, en el que el artículo configurado tiene una
actividad biocida mejorada comparada con el artículo sin
configurar.
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Los artículos descritos y artículos multicapa
tienen actividad biológica debido a la presencia de un agente
biocida inorgánico en la superficie exterior del artículo o
artículo multicapa. Los artículos y artículos multicapa descritos
en el presente documento preferiblemente tienen actividad biocida
mejorada cuando se compara con los artículos descritos
anteriormente. Preferiblemente, los artículos tienen un factor de
liberación del metal biocida metal biocida desde una superficie
exterior mayor de o igual a aproximadamente 2,5. También
preferiblemente, los artículos son eficaces para eliminar al menos
un 50% de un organismo patógeno en contacto con la superficie
exterior durante un período de 24 horas a 25ºC.
Las propiedades biocidas de los artículos
muestran eficacia par alas aplicaciones de uso final. En un
aspecto, la actividad biocida se relaciona con la cantidad de
liberación de metal biocida desde la superficie exterior del
artículo. En otro aspecto, el grado de eficacia antibacteriana se
puede determinar mediante uno de varios procedimientos tales como
el ensayo del agitador de Dow, inoculación directa y otros varios
conocidos por los expertos en la técnica, y se eligen basándose en
la aplicación de uso final.
Una medida de la actividad biocida de un
artículo es la liberación del metal biocida (por ejemplo, plata)
desde la superficie exterior del artículo. La liberación del metal
biocida se mide preferiblemente como la cantidad de metal biocida
liberada desde la superficie exterior de una muestra de 2 pulgadas
por 2 pulgadas (0,05 metros por 0,05 metros, o 5 cm por 5 cm). La
superficie exterior de la muestra a ensayar se pone en contacto con
una solución de nitrato de sodio (40 ml de nitrato de sodio al 0,8%)
durante 24 horas a temperatura ambiente (es decir, 25ºC) para
formar una solución de ensayo. Después la solución de ensayo se
analiza para medir la cantidad de metal biocida en la solución de
ensayo en partes por billón (equivalente a \mug/ml), y de esta
manera la exposición del agente biocida inorgánico en la superficie
del artículo. La cantidad de metal biocida en la solución de ensayo
se puede después medir usando un espectrofotómetro de absorción
atómica de horno de grafito. Para un artículo que comprende 2,0
por ciento en peso (% en peso) de un agente biocida inorgánico
basado en el peso del artículo o una capa de un artículo multicapa,
y en el que el agente biocida inorgánico comprende un 2,0% de un
metal biocida basado en el peso total del agente biocida inorgánico,
la superficie exterior tiene una liberación de metal biocida mayor
de o igual a aproximadamente 10 partes por billón (ppb),
preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 20 ppb, more
preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 30 ppb, y los
más preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 40 ppb.
La liberación del metal biocida depende del
porcentaje del agente biocida inorgánico empleado así como el
porcentaje de metal biocida en el agente biocida inorgánico. Para
normalizar la cantidad de liberación de metal biocida un factor de
liberación se define a continuación:
El % en peso de agente biocida inorgánico puede
ser la concentración global en un artículo de una sola capa, o la
concentración en una capa de superficie de un artículo multicapa.
El % en peso de metal biocida es el % en peso del metal biocida en
el agente biocida inorgánico. Por ejemplo, si la liberación de plata
es 10 ppb y el artículo contiene 2% en peso de una zeolita de
plata que contiene 2% en peso plata, el factor de liberación es
(10)/(2*2) = 2,5. Preferiblemente, el factor de liberación es mayor
de o igual a aproximadamente 2,5, más preferiblemente mayor de o
igual a aproximadamente 3, y lo más preferiblemente mayor de o
igual a aproximadamente 4.
Otra medición de la actividad biocida de los
artículos y artículos multicapa es un ensayo de eficacia
antimicrobiana. Este ensayo se basa en es estándar industrial
japonés JIS-2108 Z, que es la base del ensayo ASTM
E2180-01 y el ensayo antimicrobiano Europeo IBRG.
Los artículos se pueden inocular directamente con aproximadamente
10^{5} unidades formadoras de colonias/mililitro (CFU/ml) de un
cultivo de Escherichia coli (E. coli) y cubrir con
una película de plástico para asegurar un contacto uniforme del
cultivo con la superficie de la muestra. El volumen del cultivo
puede ser, por ejemplo, 0,1 a 0,2 ml. Como alternativa, las muestras
se pueden inocular con aproximadamente 1,3 X 10^{6} CFU/ml hasta
aproximadamente 1,4 X 10^{6} CFU/ml de Staflococcus
aureus. Un cultivo de 0,1 ml se pone en contacto con un artículo
de 50 mm por 50 mm. En los ensayos, una muestra de control no
expuesta a un artículo biocida se puede comparar con las muestras
tratadas como una medida de rendimiento. Las muestras se colocan en
un incubador a 37ºC durante 24 horas, y la población de bacterias
restante se puede medir mediante procedimientos microbiológicos
convencionales. Por ejemplo, el cultivo y/o sus diluciones se
pueden sembrar sobre una placa de cultivo adecuada para crecimiento
de las bacterias tal como placa de Agar Triptona Soja. La placa se
puede incubar durante 24 a 48 horas a 37ºC, y se contó el número de
colonias y se comparó con el número de colonias en un cultivo de
control no expuesto a artículo biocida. La eficacia antimicrobiana
se puede medir como el porcentaje de eliminación de la E.
coli o Staflococcus aureus en el cultivo.
Preferiblemente, los artículos y artículos multicapa tienen una
eficacia antimicrobiana mayor de o igual a aproximadamente 50%,
preferiblemente mayor de aproximadamente 70%, y lo más
preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 95% de
eliminación del cultivo de E. coli o cultivo de
Staflococcus aureus.
Los inventores en el presente documento han
descubierto que cuando se forma el artículo o artículo multicapa
mediante extrusión, molienda, o moldeado, por ejemplo, una película
delgada de polímero que es diferente en composición de la masa del
artículo formado sobre la superficie exterior del artículo. Esta
película o piel fina puede ser tan fina como unos pocos angstroms
hasta aproximadamente 4 milímetros, todavía la presencia de de esta
película puede inhibir la actividad biocida (es decir, liberación de
metal biocida y/o eficacia antimicrobiana) de los artículos y/o
artículos multicapa. Existen varios planteamientos que se pueden
emplear para lograr suficiente actividad biocida en un artículo,
se puede medir, por ejemplo, como liberación de metal biocida. Por
ejemplo, un artículo preferiblemente tiene un factor de liberación
de metal biocida mayor de o igual a aproximadamente 2,5.
Un planteamiento al problema de proporcionar
suficiente actividad biocida es formar textura en la superficie
exterior del artículo y/o artículo multicapa para formar un
artículo con textura. La formación de textura de la superficie
exterior del artículo o artículo multicapa, significa que la capa de
superficie es rugosa de una manera y hasta un grado eficaz para
producir un nivel deseado de actividad biológica. Preferiblemente,
los artículos son eficaces para eliminar al menos un 50% de un
organismo patógeno en contacto con la superficie exterior durante
un período de 24 horas a 25ºC. También preferiblemente los
artículos tienen una superficie exterior que tiene un factor de
liberación de metal biocida mayor de o igual a aproximadamente 2,5.
La superficie exterior del artículo con textura puede o no puede
tener una rugosidad en la superficie detectable dependiendo, al
menos en parte, del espesor de al película en la superficie y el
grado de rugosidad requerido para lograr el nivel deseado de
actividad biocida. La formación de textura se puede llevar a cabo,
por ejemplo, mediante abrasión mecánica o química (por ejemplo,
pulido o formación de rugosidad) un artículo después de la extrusión
o después del moldeo, con papel de lija o un tejido rugoso. Como
alternativa, la formación de textura se puede realizar en una
calandra usando un rodillo que tiene discontinuidades en la
superficie (es decir, protuberancias) que rompen la continuidad de
la superficie durante el procesamiento. En este caso, el rodillo
imparte textura en la superficie exterior al artículo que conduce
al nivel deseado de actividad biocida. En un procedimiento
alternativo, la formación de textura se puede realizar mediante la
modificación (por ejemplo, moldeado por soplado, moldeado por
inyección, moldeado por vacío, etc). En un molde que tiene
discontinuidades en la superficie (es decir, protuberancias) que
producen rugosidad sobre la película de superficie durante el
procesamiento. En este caso, el molde imparte textura a la
superficie exterior al artículo que conduce al nivel deseado de
actividad biocida. La formación de textura incrementa la actividad
biocida de los artículos cuando se compara con el artículo sin
textura. Debido a la actividad biocida mejorada, se pueden usar
niveles menores de agente biocida. La reducción de los niveles del
agente biocida puede dar como resultado una mejora en el impacto,
transmisión de luz, índice de amarillamiento, y propiedades de
turbidez. La formación de textura debe dar como resultado una
rugosidad en la superficie del artículo mayor de 20 nm,
preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 50 nm, más
preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 100 nm, y lo más
preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 200 nm. La
rugosidad de la superficie se puede medir mediante una técnica
adecuada tal como, por ejemplo, microscopía de fuerza atómica (AFM)
realizada de una forma de golpes suaves.
De este modo, en un aspecto, el nivel deseado de
actividad biocida se puede proporcionar mediante un artículo o
artículo multicapa, en el que la superficie exterior comprende un
agente biocida inorgánico y una primera resina termoplástica. La
superficie exterior se puede configurar para que tenga textura. Un
artículo multicapa comprende una primera capa de resina
termoplástica y una segunda capa de resina termoplástica, en el que
una primera cara de la primera capa de resina termoplástica se
dispone en al menos una parte de una primera cara de la segunda
capa de resina termoplástica, y en el que la primera capa de resina
termoplástica comprende un biocida inorgánico. Una segunda cara de
la primera capa de resina termoplástica puede comprender una
superficie exterior con textura sobre al menos una parte de la
misma. En algunos casos, la primera capa de resina termoplástica se
puede referir a una capa de la cubierta. La primera y segunda
resinas termoplásticas pueden ser iguales o diferentes. Además, la
segunda capa de resina termoplástica y cualesquiera capas
posteriores puede también comprender un agente biocida inorgánica
que es igual o diferente de la de la superficie exterior con
textura. El artículo multicapa puede contener otras capas además de
la primera y segunda capas de resina termoplástica que puede
contener las mismas o diferentes resinas termoplásticas que la
primera y segunda resina termoplástica.
En otra realización, la primera o exterior capa
de un artículo multicapa puede tener un espesor que es menor que o
igual al diámetro de una partícula individual del agente biocida
inorgánico. Por ejemplo, ciertas zeolitas biocidas tienen un
diámetro de aproximadamente 15 micrómetros. En este caso, la primera
capa puede tener un espesor menor que o igual a 15 micrómetros
para lograr el nivel deseado de actividad biocida.
En todavía otra realización, la actividad
biocida deseada también se puede lograr mediante termoformación de
un artículo (por ejemplo, hoja, película extrudida, artículo,
película, u hoja moldeado,) en un artículo configurado. La
termoformación se puede realizar en un artículo con textura o sin
textura, en el que la superficie exterior del artículo comprende
un agente biocida inorgánico. Por con textura significa que el
exterior de la capa de superficie del artículo es rugosa de una
manera y hasta un grado eficaz para producir un nivel deseado de
actividad biocida. Preferiblemente, los artículos configurados son
eficaces para eliminar al menos un 50% de un organismo patógeno en
contacto con la superficie exterior durante un período de 24 horas a
25ºC. Preferiblemente, el factor de liberación de metal biocida es
mayor de o igual a aproximadamente 2,5, más preferiblemente mayor
de o igual a aproximadamente 3, y lo más preferiblemente mayor de o
igual a aproximadamente 4. La termoformación se realiza en las
condiciones eficaces para mejorar la actividad biocida del artículo
configurado comparada con la actividad biocida del artículo antes de
la termoformación. Cuando el artículo o artículo multicapa se
terforma, la superficie del artículo se alarga. Sin estar sujeto a
ninguna teoría, se cree que este alargamiento reduce el espesor de
la película delgada descrita anteriormente sobre la superficie del
artículo, y da como resultado una liberación de plata mejorada, y de
este modo eficacia antimicrobiana mejorada de lso artículos
termoformados.
Un artículo (es decir, un artículo de una sola
capa) puede tener un espesor de aproximadamente 50 micrómetros
(\mum) hasta aproximadamente 25 cm. Preferiblemente, el artículo
tiene un espesor mayor de o igual a aproximadamente 50 micrómetros,
más preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 0,85 mm, y lo
más preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 1 mm.
También preferiblemente, el artículo tiene un espesor de menos de o
igual a aproximadamente 30 mm, preferiblemente menos de o igual a
aproximadamente 25 mm, lo más preferiblemente menos de o igual a
aproximadamente 20 mm.
Un artículo multicapa comprende una primera capa
de resina termoplástica que comprende un agente biocida inorgánico,
y una segunda capa de resina termoplástica dispuesta sobre y en
contacto con al menos una parte de una primera cara de la primera
capa de resina termoplástica. La segunda cara de la primera resina
termoplástica puede comprender una superficie exterior con textura
sobre al menos una de sus partes. La primera capa de resina
termoplástica puede tener un espesor de aproximadamente 5 \mum a
aproximadamente 150 \mum. Preferiblemente, la primera capa de
resina termoplástica tiene un espesor mayor de o igual a
aproximadamente 15 \mum, más preferiblemente mayor de o igual a
aproximadamente 20 \mum, y lo más preferiblemente mayor de o igual
a aproximadamente 25 \mum. También preferiblemente, la primera
capa de resina termoplástica tiene un espesor de menos de o igual a
aproximadamente 90 \mum, preferiblemente menos de o igual a
aproximadamente 80 \mum, y lo más preferiblemente menos de o
igual a aproximadamente 70 \mum. La segunda capa de resina
termoplástica puede tener un espesor de aproximadamente 50
micrómetros (\mum) hasta aproximadamente 25 cm. Preferiblemente,
la segunda capa de resina termoplástica tiene un espesor mayor de o
igual a aproximadamente 0,75 mm, más preferiblemente mayor de o
igual a aproximadamente 0,85 mm, y lo más preferiblemente mayor de
o igual a aproximadamente 1 mm. También preferiblemente, segunda
capa de resina termoplástica tiene un espesor de menos de o igual a
aproximadamente 30 mm, preferiblemente menos de o igual a
aproximadamente 25 mm, y lo más preferiblemente menos de o igual a
aproximadamente 20 mm.
El agente biocida inorgánico comprende un metal
biocida. Los agentes biocidas inorgánicos adecuados pueden incluir
iones de mercurio, estaño, plomo, bismuto, cadmio, cromo, talio,
plata, oro, cobre, y cinc, y las combinaciones que comprenden uno o
más de los metales anteriores. Los iones biocidas metálicos
(cationes) se cree que ejercen sus efectos mediante la interrupción
de la respiración y sistemas de transporte de electrones tras la
absorción en las células bacterianas o fúngicas, por ejemplo. Plata,
oro, cobre, y cinc, en particular, se consideran seguros incluso
para uso in vivo. Plata es particularmente útil para uso
in vivo debido a que no se absorbe sustancialmente en el
cuerpo. Esto es, si se usan tales, no deben plantear ningún peligro
para la salud significativo.
El agente biocida inorgánico que comprende un
metal biocida puede estar en la forma de una sal de metal biocida,
una hidroxiapatita que comprende un metal biocida, un fosfato de
circonio, una zeolita biocida, o una combinación que comprende una
o más de las formas anteriores. Los metales y sales de metales
biocidas pueden estar nanoestructuradas (es decir, que tienen
tamaños de partículas de 1 a 100 nanometros).
Las sales de metales biocidas incluyen, por
ejemplo, acetato de plata, benzoato de plata, carbonato de plata,
ionato de plata, yoduro de plata, lactato de plata, laureato de
plata, nitrato de plata, óxido de plata, palpitato de plata,
proteína de plata, sulfadiazina de plata, sulfato de plata, cloruro
de plata, óxido de cinc, sales de cobre, y las combinaciones que
comprenden uno o más de las sales metálicas biocidas
anteriores.
Las zeolitas biocidas adecuadas son aquellas en
las que los iones intercambiables de ion están parcialmente o
completamente intercambiables con iones metálicos biocidas. Los
ejemplos de iones biocidas adecuados son iones de plata, cobre,
cinc, mercurio, estaño, plomo, bismuto, cadmio, cromo, talio, y las
combinaciones que comprenden uno o mas de los iones metálicos
anteriores. Los iones metálicos biocidas preferidos son iones de
plata, cobre y cinc. Estos iones metálicos se pueden usar solos o en
combinación. También es posible usar una zeolita biocida que se ha
intercambiado por ion con iones de amonio además de los iones
metálicos biocidas con el fin de reducir la decoloración de las
resinas en las que se incorporan zeolitas biocidas.
Se pueden usar zeolitas naturales o sintéticas.
Las zeolitas son silicatos de aluminio que tienen una estructura
esquelética de ters dimensiones representadas por la siguiente
fórmula: MO_{2/n} - xAl_{2}O_{3} - ySiO_{2} - zH_{2}O. En
la fórmula general, M representa un ion que se puede intercambiar
por otro ion, en general, un ion metálico monovalente o divalente
tal como alcalino o alcalinotérreo, n representa la valencia atómica
del ion (metal) M, x e y representan coeficientes de óxido metálico
y sílice, respectivamente, y z representa el número de aguas de
cristalización.
Los ejemplos de tales zeolitas incluyen zeolitas
de tipo A, zeolitas de tipo X, zeolitas de tipo Y, zeolitas de tipo
T, zeolitas de alto contenido en sílice, sodalita, mordenita,
analcita, clinoptilolite, chabazita, erionita, y similares, y las
combinaciones que comprenden una o más de las zeolitas anteriores.
Las capacidades de intercambio iónico de estas zeolitas
ejemplificadas son como sigue: zeolita de tipo A = 7
miliequivalentes/gramo (meq/g); zeolita de tipo
X = 6,4 meq/g; zeolita de tipo Y = 5 meq/g; zeolita de tipo T = 3,4 meq/g; sodalita = 11,5 meq/g; mordenita = 2,6 meq/g; analcita = 5 meq/g; clinoptilolita = 2,6 meq/g; chabazita = 5 meq/g; y heroinita = 3,8 meq/g. De este modo, todas las zeolitas enumeradas anteriormente tienen unas capacidades de de intercambio iónico suficientes para experimentar intercambio iónico con iones metálicos y de amonio biocidas, y estas zeolitas se pueden usar solos o en combinación en los artículos y capas biocidas.
X = 6,4 meq/g; zeolita de tipo Y = 5 meq/g; zeolita de tipo T = 3,4 meq/g; sodalita = 11,5 meq/g; mordenita = 2,6 meq/g; analcita = 5 meq/g; clinoptilolita = 2,6 meq/g; chabazita = 5 meq/g; y heroinita = 3,8 meq/g. De este modo, todas las zeolitas enumeradas anteriormente tienen unas capacidades de de intercambio iónico suficientes para experimentar intercambio iónico con iones metálicos y de amonio biocidas, y estas zeolitas se pueden usar solos o en combinación en los artículos y capas biocidas.
Los iones del metal biocida en la zeolita
biocida están en general comprendidos en la zeolita en una cantidad
de aproximadamente 0,1% en peso hasta aproximadamente 15% en peso
de la base del peso de la zeolita. El porcentaje de los iones de
plata es preferiblemente aproximadamente 0.1% en peso hasta hasta
aproximadamente 5% en peso; y los iones de cobre y cinc son
preferiblemente aproximadamente 0,1% en peso hasta aproximadamente
8% en peso con el fin de impartir una acción biocida eficaz a la
zeolita. El contenido de iones de amonio en la zeolita es
aproximadamente 0,0% en peso hasta aproximadamente 5% en peso,
preferiblemente aproximadamente 0,5% en peso hasta aproximadamente
2% en peso, basándose en el peso total de zeolita. El término % en
peso significa porcentaje en peso expresado en el peso de la
zeolita pesada después de secado a una temperatura de 110ºC.
La zeolita biocida se puede después elaborar
poniendo en contacto una zeolita con una solución acuosa que
comprende iones metálicos biocidas tales como iones plata, cobre
y/o cinc y opcionalmente iones de amonio para provocar intercambio
de iones entre iones intercambiables por ion presentes en zeolita y
los iones del metal biocida. El contacto se puede llevar a cabo de
acuerdo con una técnica de lote o una técnica continua (por
ejemplo, un procedimiento de columna) a una temperatura de
aproximadamente 10ºC hasta aproximadamente 70ºC, preferiblemente
aproximadamente 40ºC hasta aproximadamente 60ºC, durante
aproximadamente 3 hasta aproximadamente 24 horas, preferiblemente
aproximadamente 10 hasta aproximadamente 24 horas. Durante el
contacto, el f de la solución mixta acuosa se ajusta hasta
aproximadamente 3 hasta aproximadamente 10, preferiblemente
aproximadamente 5 hasta aproximadamente 7, con el fin de reducir la
deposición de óxido de plata y similares sobre la superficie de la
zeolita.
Cada una de las especies de iones se puede usar
en la forma de una sal para preparar la solución acuosa. Las
fuentes de ion de amonio adecuadas incluyen, por ejemplo, nitrato
de amonio, sulfato de amonio, acetato de amonio, y las
combinaciones que comprenden una o más de las fuentes de iones de
amonio anteriores. Las fuentes de ion plata incluyen, por
ejemplo, nitrato de plata, sulfato de plata, perclorato de plata,
acetato de plata, nitrato diamina de plata, y las combinaciones
que comprenden una o más de de las fuentes de plata anteriores.
Las fuentes de iones de cobre adecuadas incluyen, por ejemplo,
nitrato de cobre (II), sulfato de cobre, perclorato de cobre,
acetato de cobre, tetraciano cobre potasio, y las combinaciones que
comprenden uno o más de las fuentes de ion de cobre anteriores. Las
fuentes de ion de cinc adecuadas incluyen, por ejemplo, nitrato de
cinc(II), perclorato de cinc, acetato de cinc, tiocianato de
cinc, y las combinaciones que comprenden una o más de las fuentes
de ion de cinc. Las fuentes de ion de mercurio adecuadas incluyen,
por ejemplo, perclorato de mercurio, nitrato de mercurio, acetato
de mercurio, y las combinaciones que comprenden una o más de las
fuentes de ion de mercurio adecuadas. Las fuentes de ion de estaño
adecuadas, incluyen por ejemplo, sulfato de estaño. Las fuentes de
ion de plomo adecuadas incluyen, por ejemplo, sulfato de plomo,
nitrato de plomo, y las combinaciones que comprenden una o más de
las fuentes de ion de plomo adecuadas. Las fuentes de ion de
bismuto adecuadas incluyen, por ejemplo, cloruro de bismuto, yoduro
de bismuto, y las combinaciones que comprenden una o más de las
fuentes de bismuto adecuadas. Las fuentes de ion de cadmio adecuadas
incluyen, por ejemplo, perclorato de cadmio, sulfato de cadmio,
nitrato de cadmio, acetato de cadmio, y las combinaciones que
comprenden una o más de las fuentes de cadmio anteriores. Las
fuentes de ion de cromo adecuadas incluyen, por ejemplo, perclorato
de cromo, sulfato de cromo, sulfato de cromo y amonio, acetato de
cromo, y las combinaciones que comprenden una o más de las fuentes
de cromo anteriores. Las fuentes de ion de talio adecuadas incluyen,
por ejemplo, perclorato de talio, sulfato de talio, nitrato de
talio, acetato de talio, y las combinaciones que comprenden una o
más de las fuentes de talio anteriores. Una combinación de iones
diferentes y/o diferentes fuentes de iones se pueden usar para
formar una sola zeolita biocida. Además, se puede emplear una
combinación de zeolitas que contienen iones metálicos biocidas
diferentes.
El contenido de los iones se puede controlar
ajustando la concentración de cada una de las especies de ion (o
sal) en la solución acuosa. Por ejemplo, si la zeolita biocida
comprende iones de amonio y plata, a zeolita biocida que tiene un
contenido de ion de amonio de aproximadamente 0,5% en peso hasta
aproximadamente 5% en peso y un contenido en ion plata de
aproximadamente 0,1% en peso hasta aproximadamente 5% en peso se
puede obtener poniendo la zeolita en contacto con una solución
acuosa que tiene una concentración de ion de amonio de
aproximadamente 0,85 mol/litro hasta aproximadamente 3,1 mol/litro y
una concentración de ion de plata de aproximadamente 0,002
mol/litro hasta aproximadamente 0,15 mol/litro. Si la zeolita
biocida comprende además iones de cobre y/o cinc, la zeolita
biocida que tiene contenidos de ion cobre y/o cinc de
aproximadamente 0,1% en peso hasta aproximadamente 8% en peso,
respectivamente, se puede preparar empleando una solución mixta
acuosa que comprende aproximadamente 0,1 mol/litro hasta
aproximadamente 0,85 mol/litro de iones cobre y/o aproximadamente
0,15 mol/litro hasta aproximadamente 1,2 mol/litro de iones de cinc
además de la cantidad anterior de los iones de amonio y plata.
Como alternativa, las zeolitas biocidas también
se pueden preparar usando soluciones acuosas separadas comprendiendo
cada una especies de iones individuales (o sal) y poniendo la
zeolita en contacto con cada solución para provocar entre ellos
intercambio de iones. La concentración de cada especie de ion en una
solución específica se puede determinar de acuerdo con as
concentraciones de las especies de ion en las soluciones acuosas
descritas anteriormente.
Después del tratamiento de intercambio iónico,
las zeolitas biocidas resultantes de pueden lavar con agua, después
de secado. El secado puede permitir la producción de los productos
finales biocidas sin poros. Por lo tanto, las zeolitas biocidas se
pueden secar en condiciones tales que la zeolita no provoca la
evaporación o eliminación de agua durante la formación de resinas
mezcladas con la zeolita biocida en las películas biocidas. Se
prefiere secar las zeolitas biocidas hasta que el contenido en
humedad residual alcance aproximadamente 3% en peso hasta 5% en
peso. Para este propósito, es deseable secar a aproximadamente
100ºC hasta 400ºC, preferiblemente aproximadamente 150ºC hasta
250ºC a presión normal, o a 50ºC hasta 250ºC, preferiblemente 100ºC
hasta 200ºC a presión reducida (por ejemplo, aproximadamente 1 (0,13
kPa) hasta 30 torr (3,9 kPa)).
Después de secar, las zeolitas biocidas se
pueden pulverizar y clasificar y después incorporar en una
composición biocida deseada. El tamaño de particular medio de las
zeolitas biocidas con menos que o igual a aproximadamente 6
micrómetros, preferiblemente aproximadamente 0,3 hasta
aproximadamente 4 micrómetros, y más preferiblemente
aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 2 micrómetros.
Las partículas de hidroxiapatita que comprenden
metales biocidas, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos Nº
5.009.898. Las hidroxiapatitas incluyen las hidroxiapatitas
naturales y sintéticas como se muestra por la fórmula
Ca_{10}(PO_{4})_{6} (OH)_{2}. También
se pueden usar apatitas en las que una parte del radical OH se
cambia por F o Br. Las hidroxiapatitas biocidas que comprenden iones
metálicas biocidas se pueden producir para que tengan sales
metálicas biocidas presentes cuando las hidroxiapatitas se producen
o haciendo reaccionar las hidroxiapatitas con las sales metálicas
biocidas. Las cantidades de los iones metálicos biocidas
comprendidas en las hidroxiapatitas se ajustan opcionalmente para
los tipos de sales metálicas usadas, las concentraciones de las
soluciones tratadas, y la temperatura de reacción. Sin embargo, si
la estructura de la hidroxiapatita biocida como se produce se
cambia de la estructura de apatita, entonces es preferible limitar
las cantidades de sales metálicas por hidroxiapatita hasta 30% en
peso o menos, preferiblemente 0,0001% en peso a 5% en peso.
Los fosfatos de circonio que comprenden metales
biocidas se describen, por ejemplo, en las patentes de Estados
Unidos números 5.296.238; 5.441.717; y 5.405.644. Los fosfatos
adecuados se pueden representar por M^{1}_{a} A_{b}
M^{2}_{c} (PO_{4})_{d}.nH_{2}O, en el que M^{1}
representa al menos un elemento seleccionado entre plata, cobre,
cinc, estaño, mercurio, plomo, hierro, cobalto, níquel, manganeso,
arsénico, antimonio, bismuto, bario, cadmio, y cromo, M^{2}
representa al menos un elemento que se puede seleccionar entre ion
hidrógeno, ion de metal alcalino, ion de metal alcalinotérreo, e ion
amonio, n es un número que satisface 0 \leq n \leq 6, a y b son
números positivos y satisfacen la + mb = 1 o la + mb = 2, y cuando
a y b satisfacen la + mb = 1, c es 2 y d es 3, y cuando a y b
satisfacen la + mb = 2, c es 1 y d es 2, donde 1 representa la
valencia de M^{1} y m representa la valencia de A.
El agente biocida inorgánico se mezcla con al
menos una resina termoplástica y aditivos adicionales opcionales
para formar una composición termoplástica biocida. El agente biocida
inorgánico se puede empelar en una cantidad de aproximadamente 0,1
por ciento en peso (% en peso) hasta aproximadamente 20% en peso,
basándose en el peso total de la composición termoplástica biocida.
El agente biocida inorgánico está preferiblemente presente en una
cantidad mayor de o igual a aproximadamente 0,2% en peso, más
preferiblemente mayor de o igual a aproximadamente 0,5% en peso, y
lo más preferiblemente mayor que o igual que aproximadamente 1% en
peso, basándose en el peso total de la composición termoplástica
biocida. El agente biocida inorgánico está preferiblemente presente
en una cantidad menor que o igual que aproximadamente 15% en peso,
más preferiblemente menor que o igual que aproximadamente 10% en
peso, y lo más preferiblemente menor que o igual que aproximadamente
5% en peso, basándose en el peso total de la composición
termoplástica biocida. En la práctica, la composición termoplástica
biocida se puede usar para formar un artículo de una sola capa de un
artículo multicapa.
La composición termoplástica biocida para la
formación de las capas biocidas, los artículos y artículos multicapa
comprende resina termoplásticas adecuadas o las combinaciones de
resinas termoplásticas hasta ahora como se pueden formar en capas.
En un artículo multicapa, las capas pueden comprender resinas
termoplásticas iguales o diferentes o las mezclas de resinas. Las
resinas termoplásticas que se pueden usar son oligómeros, polímeros,
ionómeros, dendrímeros, copolímeros tales como copolímeros de
bloque, copolímeros de injertos, copolímeros de bloque estrella,
copolímeros aleatorios, y similares, así como las combinaciones que
comprenden uno o más de los polímeros anteriores. Los ejemplos de
de tales resinas termoplásticas incluyen resinas de policarbonato,
resinas de poliestireno, copolímeros de policarbonato y estireno,
mezclas de policarbonato - polibutadieno, mezclas de policarbonato,
copoliéstser policarbonatos, resinas de polieterimida, poliimidas,
resinas de polipropileno,
acrilonitrilo-estireno-butadieno,
mezclas de polifenilen éter-poliestireno, resinas de
polialquillmetacrilatos tales como resina de polimetilmetacrilato,
resinas de poliéster, resinas de copoliéster, resinas de poliolefina
tales como polipropileno y polietileno, polietilenos de alta
densidad, polietilenos de baja densidad, polietilenos de baja
lineales, resinas de poliamida, poliamideimidas, poliarilatos,
poliarilsulfonas, poliéteresulfonas, polifenilen sulfuros,
politetrafluoroetilenos, poliéteres, resinas de poliéter cetona,
poliéter étercetonas, poliéter cetona cetonas, poliacrílicos,
poliacetales, polibenzooxazoles, polioxadiazoles,
polibenzotiazinofenotiazinas, polibenzotiazoles,
polipirazinoquinoxalinas, polipiromellitimidas, poliquinoxalinas,
polibenzimidazoles, polioxindoles, polioxoisoindolinas,
polidioxoisoindolinas, politriazinas, polipiridazinas,
polipiperazinas, polipiridines, polipiperidinas, politriazoles,
polipirazoles, polipirrolidinas, policarboranos,
polioxabiciclononanas, polidibenzofuranos, polifalidas,
poliacetales, polianhídridos, polivinil éteres, polivinil tioéteres,
poli alcoholes vinílicos, polivinil cetonas, polivinil halides,
polivinil nitrilos, polivinil ésteres, polisulfonatos, polisulfuros,
politioésteres, resinas de polisulfona, polisulfonamides,
poliureas, polifosfacenes, polisilazzanos, polisiloxanos,
polivinilcloruros, y las combinaciones que comprenden una o más de
las resinas anteriores. Las resinas termoplásticas preferidas
incluyen resinas de policarbonato (disponibles como Lexan® de
General Electric Co.), mezclas de polifenilen
éter-polistireno (por ejemplo, resinas Noryl®
disponible de General Electric Co.), resinas de poliéterimida (por
ejemplo, resinas Ultem® disponible de General Electric Co.), mezclas
de polibutilen tereftalato-policarbonato (por
ejemplo, resinas Xenoy® disponible de General Electric Co.), resinas
de copoliéstercarbonato (por ejemplo, resinas Lexan® SLX
disponibles de General Electric Co.), y las combinaciones que
comprenden una o más de las resinas anteriores. Las resinas
particularmente preferidas incluyen homopolímeros y copolímeros de
un policarbonato, un poliéster, un poliacrilato, una poliamida, una
poliéterimida, un polifenilen éter, o una combinación que comprende
una o más de las resinas anteriores.
Como se usa en el presente documento, los
términos "policarbonato", "resina de policarbonato", y
"composición que comprende unidades de cadena de carbonato "
incluyen composiciones que tienen unidades estructurales de fórmula
(I):
en la que mayor o igual que
aproximadamente 60 por ciento del número total de grupos R^{1}
son radicales orgánicos aromáticos y el equilibrio de los mismos
son radicales alifáticos, alicíclicos, o aromáticos.
Preferiblemente, R^{1} es un radical orgánico aromático, más
preferiblemente, un radical de
(II):
en la que cada A^{1} y A^{2}
es un radical arilo divalente monocíclico e Y^{1} es un radical
que forma puentes que tiene uno o dos átomos que separan A^{1}
de A^{2}. En algunos casos, en algunos casos, un átomo separa
A^{1} de A^{2}. Los ejemplos no limitantes ilustrativos de
radicales de este tipo son -O-, -S-, -S(O)-,
-S(O)_{2}-, -C(O)-, metileno,
ciclohexil-metileno,
2-[2.2.1]-bicicloheptilideno, etilideno,
isopropilideno, neopentilideno, ciclohexilideno,
ciclopentadecilideno, ciclododecilideno, y adamantilideno. El
radical de formación de puentes Y^{1} puede ser un grupo
hidrocarburo o un grupo hidrocarburo saturado tal como metileno,
ciclohexilideno, o isopropilideno, por
ejemplo.
Los policarbonatos se pueden producer mediante
la reacción interfacial de los compuestos dihidroxi en los que
solamente un átomo separa A^{1} y A^{2}. Como se usa en el
presente documento, el término "compuesto dihidroxi" incluyen,
por ejemplo, compuestos bisfenol que tienen la fórmula general a
(III) como sigue:
en la que R^{a} y R^{b} cada
uno de ellos representa un átomo de halógeno o un grupo hidrocarburo
monovalente y puede ser igual o diferente p y q son cada uno de
ellos independientemente números enteros de 0 a 4; y X^{a}
representa uno de los grupos de fórmula
(IV):
en la que R^{c} y R^{d} cada
uno de ellos representan independientemente un átomo de hidrógeno o
un grupo hidrocarburo lineal monovalente o cíclico y R^{e} es un
grupo hidrocarburo divalente, oxígeno, o azufre. También R^{c} y
R^{d} pueden formar un anillo sustituido o no sustituido
conjuntamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Algunos ejemplos ilustrativos no limitantes de
los compuestos dihidroxi adecuados incluyen los hidrocarburos
aromáticos dihidroxi sustituidos descritos por el nombre o la
fórmula (genérica o específica) en la Patente de Estados Unidos Nº
4.217.438. Una lista no exclusiva de los ejemplos específicos de los
tipos de compuestos bisfenol que se pueden representar por la
fórmula (III) incluye lo siguiente:
1,1-bis(4-hidroxifenil)metano;
1,1-bis(4-hidroxifenil)etano;
2,2-bis(4-hidroxifenil)propano
(de aquí en adelante en el presente documento "bisfenol A" o
"BPA");
2,2-bis(4-hidroxifenil)butano;
2,2-bis(4-hidroxifenil)octano;
1,1-bis(4-hidroxifenil)propano;
1,1
-bis(4-hidroxifenil)n-butano;
bis(4-hidroxifenil)fenilmetano;
2,2-bis(4-hidroxi-1-metilfenil)propano;
1,1-bis(4-hidroxi-t-butilfenil)propano;
2,2-bis(4-hidroxi-3-bromofenil)propano;
1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclopentano;
y
1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclohexano.
\vskip1.000000\baselineskip
Otros compuestos bisfenoles que se pueden
representar por la fórmula (III) incluyen aquellos en los que X
es -O-, -S-, -SO o -S(O)_{2}-. Algunos ejemplos de
tales compuestos bisfenoles son bis(hidroxiaril)éteres tales
como 4,4'-dihidroxi difeniléter,
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetilfenil
éter, y similares; bis(hidroxi diaril)sulfuros, tales
como as 4,4'-dihidroxi difenil sulfuro,
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetil
difenil sulfuro, o similares; bis(hidroxi diaril)
sulfóxidos, tales como, 4,4'-dihidroxi difenil
sulfóxidos,
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetil
difenil sulfóxidos, y similares; bis(hidroxi
diaril)sulfonas, tales como 4,4'-dihidroxi
difenil sulfona,
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetil
difenil sulfona, y similares; y las combinaciones que comprenden
uno o más de los compuestos bisfenol anteriores.
Otros compuestos bisfenol que se pueden utilizar
en la policondensación de policarbonato se representan mediante la
fórmula (V)
en la que, R^{f}, es un átomo de
halógeno de un grupo hidrocarburo que tiene entre 1 y 10 átomos de
carbono o un grupo hidrocarburo halógeno sustituido; n es un valor
entre 0 y 4. Cuando n es al menos 2, cada R^{f} puede ser igual o
diferente. Los ejemplos de los compuestos bisfenol que se pueden
representar por la fórmula (V), son resorcinol, compuestos de
resorcinol sustituidos tales como 5-metil resorcin,
5-etil resorcin, 5-propil resorcin,
5-butil resorcin,
5-t-butil resorcin,
5-fenil resorcin, 5-cumil resorcin,
o similares; catecol, hidroquinona, hidroquinonas sustituidas,
tales como 3-metil hidroquinona,
3-etil hidroquinona, 3-propil
hidroquinona, 3-butil hidroquinona,
3-t-butil hidroquinona,
3-fenil hidroquinona, 3-cumil
hidroquinona, y similares; y las combinaciones que comprenden uno o
más de los compuesto
bisfenol.
Los compuestos bisfenol tales como
2,2,2',2'-tetrahidro-3,3,3',3'-tetrametil-1,1'-spirobi-[IH-indeno]-6,6'-diol
representado por la formula (VI) también se puede usar.
Los policarbonatos adecuados además incluyen los
derivados bisfenoles que contienen unidades alquil ciclohexano.
Tales policarbonatos tienen unidades estructurales que corresponden
a la fórmula (VII)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que
R^{g}-R^{j} son cada uno de ellos
independientemente hidrógeno, hidrocarbilo
C_{1}-C_{12}, o halógeno; y
R^{k}-Rº son cada uno de ellos independientemente
hidrógeno, hidrocarbilo C_{1}-C_{12}. Como se
usa en el presente documento, "hidrocarbilo" se refiere a un
resto que contiene solamente carbono e hidrógeno. El resto puede
ser alifático o aromático, de cadena lineal, cíclico, bicíclico,
ramificado, saturado, o insaturado. El resto hidrocarbilo puede
contener heteroátomos sobre y por encima de los miembros de carbono
e hidrógeno del resto sustituyente. De este modo, cuando se indica
de manera específica como que contiene tales heteroátomos, el resto
hidrocarbilo también puede contener grupos carbonilo, grupos amino,
grupos hidroxilo, o similares, o puede contener heteroátomos dentro
de la estructura central del resto hidrocarbilo. Alquil ciclohexano
que contiene bisfenoles, por ejemplo el producto de reacción de dos
moles de un fenol con un mol de una isoforona hidrogenada, son
útiles para la elaboración de polímeros de pollcarbonato con las
temperaturas de transición vítrea y altas temperaturas de
distorsión por calor. Tales policarbonatos que contienen isoforona
bisfenol tienen unidades estructurales correspondientes a la fórmula
(VIII)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que
R^{g}-R^{j} son como se han definido
anteriormente. Estos polímeros basados en isoforona bisfenol, que
incluyen los hechos de polímeros de que contienen no alquil
ciclohexano bisfenoles y las mezclas de policarbonatos que
contienen alquil ciclohexil bisfenol con no alquil ciclohexil
bisfenol policarbonatos, están suministrados por Bayer Co. Bajo el
nombre comercial APEC. Un compuesto bisfenol es bisfenol
A.
El compuesto dihidroxi se puede hacer reaccionar
con un poli(diorganosiloxano) terminado en hidroxiarilo
para crear un copolímero policarbonato-polisiloxano.
Preferiblemente los copolímeros policarbonato-
poli(diorganosiloxano) están hechos mediante la introducción
de fosgeno en las condiciones de reacción interfacial en una mezcla
de un compuesto dihidroxi, tal como BPA, y un
poli(diorganosiloxano) terminado en hidroxiarilo. La
polimerización de los reactivos se puede facilitar mediante el uso
de un catalizador de amina terciaria o un catalizador de
transferencia
de fase.
de fase.
\newpage
El poli(diorganosiloxano) terminado en
hidroxiarilo se puede elaborar efectuando una adición catalizada por
platino entre hidruro de siloxano de la fórmula (IX),
y un fenol monohidroxílico
alifáticamente no saturado en el que R^{4} es, por ejemplo,
radicales alquilo C_{(1-8)}, radicales
haloalquilo tales como radicales trifluoropropilo y cianoalquilo;
radicales arilo tales como fenilo, clorofenilo y tolilo. R^{4} es
preferiblemente metilo, una mezcla de metilo y trifluoropropilo, o
una mezcla de metilo y
fenilo.
Alguno de los fenoles alifáticamente no
saturados, que se pueden usar para elaborar los
poli(diorganosiloxanos) terminados en hidroxiarilo son, por
ejemplo, eugenol, 2-alquillfenol,
4-alil-2-metilfenol,
4-alil-2-fenilfenol,
4-alil-2-bromofenol,
4-alil-2-t-butoxifenol,
4-fenil-2-fenilfenol,
2-metil-4-propilfenol,
2-alil-4,6-dimetilfenol,
2-alil-4-bromo-6-metilfenol,
2-alil-6-metoxi-4-metilfenol,
2-alil-4,6-dimetilfenol,
y similares, y las combinaciones que comprenden uno o más de los
fenoles.
Los precursores de carbonato típicos incluyen
los haluros de carbonilo, por ejemplo cloruro de carbonilo
(fosgeno), y bromuro de carbonilo; los
bis-haloformiatos, por ejemplo los
bis-haloformatos de fenoles dihidroxílicos tal como
bisfenol A, hidroquinona, o similares, y los
bis-haloformatos de glicoles tales como etilen
glicol y neopentil glicol; y los diaril carbonatos, tal como
difenil carbonato, di(tolil) carbonato, y di(naftil)
carbonato. Un precursor de carbonato preferido para la reacción
interfacial es cloruro de carbonilo.
También es posible emplear policarbonatos que se
producen a partir de la polimerización de dos o más fenoles
monohidroxílicos diferentes o un copolímero de un fenol
dihidroxílico con un glicol o con un poliéster terminado en hidroxi
o ácido o con un ácido dibásico o con un ácido hidroxi o con un
diácido alifático en el caso de que se desee para uso un copolímero
de carbonato en lugar de un homopolímero. En general, los diácidos
alifáticos útiles tienen aproximadamente 2 hasta aproximadamente 40
carbonos. Un diácido alifático preferido es ácido
dodecanodioico.
Los policarbonatos ramificados, así como las
mezclas de policarbonatos lineales y policarbonatos ramificados
también se pueden usar en la capa central. Los policarbonatos
ramificados se pueden preparar añadiendo un agente de ramificación
durante la polimerización. Estos agentes de ramificación pueden
comprender compuestos orgánicos polifuncionales que comprenden al
menos tres grupos funcionales, que pueden ser hidroxilo, carboxilo,
anhídrido carboxílico, haloformilo, y las combinaciones que
comprenden uno o más de los agentes de ramificación anteriores. Los
ejemplos específicos incluyen ácido trimelítico, anhídrido
trimelítico, tricloruro trimelítico,
tris-p-hidroxi fenil etano,
isatin-bis-fenol,
tris-fenol TC
(1,3,5-tris((p-hidroxifenil)isopropil)benceno),
tris-fenol PA
(4(4(1,1-bis(p-hidroxifenil)-etil)
\alpha,\alpha-dimetil bencil)fenol),
anhídrido 4-cloroformil ftálico, ácido trimésico,
ácido benzofenona tetracarboxílico, y similares, y las combinaciones
que comprenden uno o más de los agentes de ramificación anteriores.
Los agentes de ramificación se pueden añadir a un nivel de
aproximadamente 0,05% en peso hasta aproximadamente 4,0% en peso,
basándose en el peso total del policarbonato en una capa dada.
El policarbonato se puede producir mediante una
policondensación por fusión entre un compuesto dihidroxi y un
diéster de ácido carbónico. Los ejemplos de los diésteres de ácido
carbónico que se pueden utilizar para producer los policarbonatos
son difenil carbonato,
bis(2,4-diclorofenil)carbonato,
bis(2,4,6-triclorofenil) carbonato,
bis(2-cianofenil) carbonato,
bis(o-nitrofenil) carbonato, ditolil
carbonato, m-cresil carbonato, dinaftil carbonato,
bis(difenil) carbonato, dietil carbonato, dimetil carbonato,
dibutil carbonato, diciclohexil carbonato,
bis(o-metoxicarbonilfenil)carbonato,
bis(o-etoxicarbonilfenil)carbonato,
bis(o-propoxicarbonilfenil)carbonato,
bis-orto metoxi fenil carbonato,
bis(o-butoxicarbonilfenil)carbonato,
bis(isobutoxicarbonilfenil)carbonato,
o-metoxicarbonilfenil-o-etoxicarbonilfenilcarbonato,
bis o-(terc-butoxicarbonilfenil)carbonato,
o-etilfenil-o-metoxicarbonilfenil
carbonato,
p-(tertbutilfenil)-o-(terc-butoxicarbonilfenil)carbonato,
bis-metil salicil carbonato,
bis-etil salicil carbonato,
bis-propil salicil carbonato,
bis-butil salicil carbonato,
bis-bencil salicil carbonato,
bis-metil 4-clorosalicil carbonato,
y similares, y las combinaciones que comprenden uno o más de los
diésteres de ácido carbónico. Un diéster de ácido carbónico es
difenil carbonato o bis-metil salicil
carbonato.
Preferiblemente, el peso molecular medio de peso
del policarbonato es aproximadamente 3.000 hasta aproximadamente
1.000.000 gramos/mol (g/mol). El policarbonato preferiblemente tiene
un peso molecular de aproximadamente 10.000 hasta aproximadamente
100,000 g/mol. El policarbonato más preferiblemente tiene un peso
molecular de aproximadamente 20,000 hasta aproximadamente 50,000
g/mol. El policarbonato más preferiblemente has un peso molecualr
de aproximadamente 25.000 hasta aproximadamente 35.000 g/mol.
El término "poliestireno" como se usa en el
presente documento incluyen polímeros preparados mediante
procedimientos conocidos en la técnica, polimerización por
suspensión y emulsión, que comprenden más de o igual a
aproximadamente 25% en peso de las unidades estructurales derivados
de un monómero de la fórmula
en la que R^{5} es hidrógeno,
alquilo inferior o halógeno; Z^{1} es vinilo, halógeno o alquilo
inferior; y p es 0 a aproximadamente 5. Las resinas incluyen
homopolímeros de estireno, cloroestireno y viniltolueno,
copolímeros aleatorios de estireno con uno o más monómeros
ilustrados por acrilonitrilo, butadieno,
alfa-metilestireno, etilvinilbenceno,
divinilbenceno y anhídrido maleico, y poliestirenos modificados por
caucho que comprenden mezclas e injertos, en los que el caucho es
un polibutadieno o un copolímero de caucho de aproximadamente 98%
hasta aproximadamente 70% de estireno y aproximadamente 2% hasta
aproximadamente 30% de monómero de
dieno.
Los polialquilmetacrilatos pueden comprender
polimetilmetacrilato (PMMA). El polimetilmetacrilato se puede
producer mediante la polimerización de monómero de
metilmethacrilato. El polimetilmetacrilato puede estar en la forma
de un homopolímero de polimetilmetacrilato o un copolímero de
polimetilmetacrilato con uno o más de
C_{1}-C_{4}
alquil acrilatos, por ejemplo, etil acrilato. En general, el homopolímero de polimetilmetacrilato está disponible comercialmente en forma del homopolímero o como uno o más copolímeros de metil metacrilato con uno o más C_{1}-C_{4}
alquil acrilatos
alquil acrilatos, por ejemplo, etil acrilato. En general, el homopolímero de polimetilmetacrilato está disponible comercialmente en forma del homopolímero o como uno o más copolímeros de metil metacrilato con uno o más C_{1}-C_{4}
alquil acrilatos
Los poliésteres adecuados incluyen los derivados
de dioles alifáticos, cicloalifáticos, o aromáticos, o las mezclas
de los mismos, que comprenden aproximadamente 2 a aproximadamente 10
átomos de carbono un ácido carboxílico alifático, cicloalifático, o
aromático, y tienen unidades de repetición de la siguiente fórmula
general:
en la que R^{6} y R^{7} son
cada uno de ellos un radical alifático divalente
C_{1}-C_{20}, un radical alquilo cicloalifático
C_{2}-C_{12}, o un radical aromático
C_{6}-C_{24}.
El diol puede ser un glicol, tal como etilen
glicol, propilen glicol, trimetilen glicol,
2-metil-1,3-propano
glicol, hexametilen glicol, decametilen glicol, ciclohexano
dimetanol, o neopentilen glicol; o un diol tal como
1,4-butanodiol, hidroquinona, o resorcinol.
Los ejemplos de ácidos dicarboxílicos aromáticos
representados por el resto descarboxilado R son ácido isoftálico o
tereftálico,
1,2-di(p-carboxifenil)etano,
4,4'-dicarboxidifenil éter, ácido 4,4' bisbenzico, y
las mezclas de los mismos. Todos estos ácidos comprenden al menos
un núcleo aromático. Los ácidos que comprenden anillos condensados
también pueden estar presentes, tales como en los ácidos 1,4- 1,5-
ó 2,6-naftaleno dicarboxílicos. Los ácidos
dicarboxílicos preferidos son ácido tereftálico, ácido isoftálico,
ácido naftaleno dicarboxílico o una mezcla de los mismos.
Un poliéster cicloalifático preferido es
poli(1,4-ciclohexano-dimetanol-1,4-ciclohexanodicarboxilato)
(PCCD) que tiene unidades recurrentes de fórmula (XII)
en la que en la fórmula (XI)
R^{6} es un anillo ciclohexano, y en la que R^{7} es un anillo
ciclohexano derivado de ciclohexanodicarboxilato o un equivalente
químico del mismo y se selecciona entre el isómero cis- o trans- o
una mezcla de los isómeros cis- y trans- de los mismos. Los
polímeros de poliéster cicloalifático se puede en general elaborar
en la presencia de un catalizados adecuado tal como un
tetra(2-etil hexil)titanato, en una
cantidad adecuada, en general aproximadamente 50 a 400 ppm de
titanio basándose en el peso total del producto
final.
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PCCD es en general completamente miscible con el
policarbonato. En general es deseable para una mezcla de
policarbonato - PCCD que tienen una velocidad de volumen de fusión
mayor de o igual a aproximadamente 5 centímetros cúbicos/10 minutos
(cc/10 min o ml/10 min) que es menos de o igual a aproximadamente
150 centímetros cúbicos/10 minutos cuando se mide a 265ºC, a una
carga de 2,16 kilogramos y un tiempo de residencia de cuatro
minutos. Dentro de este intervalo, en general es deseable tener una
velocidad de volumen de fusión mayor que o igual que
aproximadamente 7, preferiblemente mayor que o igual que
aproximadamente 9, y más preferiblemente mayor que o igual que
aproximadamente 10 cc/10 min cuando se mide a 265ºC, a una carga de
2,16 kilogramos y un tiempo de residencia de cuatro minutos.
También es deseable dentro de este intervalo, una velocidad de
volumen de fusión de menor que o igual que aproximadamente 125,
preferiblemente menor que o igual que aproximadamente 110, y más
preferiblemente menor que o igual que aproximadamente 100 cc/10
minutos.
Otros poliésteres preferidos que se pueden
mezclar con el policarbonato son polietilen tereftalato (PET),
polibutilen tereftalato (PBT), poli(trimetilen tereftalato)
(PTT), poli
(ciclohexanodimetanol-co-etilen
tereftalato) (PETG), poli(etilene naftalato) (PEN),
poli(butilen naftalato) (PBN), y las combinaciones que
comprenden uno o más de los poliésteres anteriores.
Otro poliéster preferido que se puede mezclar
con otros polímeros son poliarilatos. Los poliarilatos en general
se refieren a poliésteres de ácidos dicarboxílicos aromáticos y
bisfenoles. Los copolímeros de poliarilato que incluyen enlaces
carbonato además de los enlaces de aril éster, se denominan
poliéster-carbonatos, y también se pueden utilizar
de manera ventajosa en las mezclas. Los poliarilatos se pueden
preparar en solución o mediante polimerización por fución de ácidos
dicarboxílicos aromáticos o sus derivados que forman éster con
bisfenoles o sus derivados.
En general, se prefiere que los poliarilatos
comprendan al menos un ersto difenol derivado de difenol en
combinación con al emnos un resto de ácido dicarboxílico aromático.
El resto difenol preferido, ilustrado en la fórmula (XIII), se
deriva de un resto 1,3-dihidroxibenceno, mencionado
a lo largo de esta memoria descriptiva como resorcinol o resto de
resorcinol. El resorcinol o restos de resorcinol incluyen tanto
1,3-dihidroxibenceno no sustituido como
1,3-dihidroxibencenos sustituidos.
En la fórmula (XIII), R_{b} es alquilo
C_{1-12} o halógeno, y b es 0 a 3. Los restos
ácido dicarboxílico adecuados incluyen restos de ácido
dicarboxílico aromáticos derivados de restos monocíclico,
preferiblemente ácido isoftálico, ácido tereftálico, o las mezclas
de ácidos isoftálico y tereftálicos, o de restos policíclicos tales
como ácido difenil dicarboxílico, ácido difeniléter dicarboxílico, y
ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico,
y similares, así como las combinaciones que comprenden al menos uno
de los restos policíclicos anteriores. El resto policíclico
preferido es ácido
naftaleno-2,6-dicarboxílico.
Preferiblemente, los restos de ácido
dicarboxílico aromático se derivan de las mezclas de ácidos
isoftálico y/o tereftálico como en general se ilustra en la fórmula
(XIV).
Por lo tanto, en una realización de los
poliarilatos comprenden resorcinol arilato como se ilustran en la
fórmula (XIV) en la que R y n se han definido previamente para la
fórmula (XV).
en la que R es al menos uno de
alquilo C_{1-12} o halógeno, c es 0 a 3, y d es al
menos aproximadamente 8. Se prefiere para R que sea hidrógeno.
Preferiblemente, c es cero y d es aproximadamente 10 y
aproximadamente 300. La relación molar de isoftalato a tereftalato
es aproximadamente 0,25:1 hasta aproximadamente
4,0:1.
En otra realización, el poliarilato comprende
resorcinol arilato poliésteres térmicamente estables que tienen
radicales policíclicos aromáticos como se muestra en la fórmula
(XV)
en la que R es al menos uno de
alquilo C_{1-12} o halógeno, e es 0 a 3, y f es al
menos aproximadamente
8.
En otra realización, los poliarilatos se
copolimerizan para formar copoliéstercarbonatos de bloque, que
comprenden bloques de carbonato y arilato. Incluyen polímeros que
comprenden unidades estructurales de la fórmula (XVII)
en la que cada R^{8} es
independientemente halógeno o alquilo C_{1-12}, r
es al menos 1, s es aproximadamente 0 hasta aproximadamente 3, cada
R^{9} es independientemente un radical orgánico divalente, y t es
al menos aproximadamente 4. Preferiblemente r es al menos
aproximadamente 10, más preferiblemente al menos aproximadamente 20
y lo más preferiblemente aproximadamente 30 hasta aproximadamente
150. Preferiblemente r es al menos aproximadamente 3, más
preferiblemente al menos aproximadamente 10 y lo más preferiblemente
aproximadamente 20 hasta aproximadamente 200. En una realización
ejemplar r está presente en una cantidad de aproximadamente 20 hasta
aproximadamente
50.
En general es deseable para el peso molecular
medio de peso del poliéster sea aproximadamente 500 a
aproximadamente 1.000.000 gramos/mol (g/mol). El poliéster
preferiblemente tiene un peso molecular medio de peso de
aproximadamente 10.000 hasta aproximadamente 200.000 g/mol. El
poliéster más preferiblemente tiene un peso molecular medio de peso
de aproximadamente 30.000 hasta aproximadamente 150.000 g/mol. El
poliéster lo más preferiblemente tiene un peso molecular medio de
peso de aproximadamente 50.000 hasta aproximadamente 120.000
g/mol.
Un peso molecular ejemplar del poliéster utilizado en la capa de la cubierta es 60.000 y 120.000 g/mol. Estos pesos moleculares se determinan contra un poliestireno estándar.
Un peso molecular ejemplar del poliéster utilizado en la capa de la cubierta es 60.000 y 120.000 g/mol. Estos pesos moleculares se determinan contra un poliestireno estándar.
Los poliésteres adecuados, por ejemplo,
aproximadamente 0,5% en peso hasta aproximadamente 30% en peso, de
unidades derivadas de ácidos alifáticos y/o polioles alifáticos para
formar copoliésteres. Los poliols alifáticos incluyen glicoles, tal
como poli (etilen glicol). Talesuch poliésteres se pueden preparar
siguiendo las enseñanzas de, por ejemplo, las patentes de estados
Unidos números 2.465.319 y 3.047.539.
Los poliésteres adecuados incluyen, por ejemplo,
poli(etilen tereftalato) ("PET"),
poli(1,4-butilen tereftalato), ("PBT"),
y poli(propilen tereftalato) ("PPT"). Una resina de PBT
preferida es una que se obtiene mediante la polimerización de un
componente glicol en una cantidad mayor de o igual a aproximadamente
70 mol %, preferiblemente mayor que o igual que aproximadamente 80
mol %, que consta de tetrametilen glicol y un componente ácido en
una cantidad mayor de o igual a aproximadamente 70 mol %,
preferiblemente mayor que o igual que aproximadamente 80 mol %,
que consta de ácido tereftálico, y derivados que forman poliéster.
El componente glicol preferido comprende menor que o igual que
aproximadamente 30 mol %, preferiblemente menor que o igual que
aproximadamente 20 mol %, de otro glicol, tal como etilen glicol,
trimetilen glicol,
2-metil-1,3-propano
glicol, hexametilen glicol, decametilen glicol, ciclohexano
dimetanol, o neopentilen glicol. El componente de ácido preferido
comprende menor que o igual que aproximadamente 30 mol %,
preferiblemente menor que o igual que aproximadamente 20 mol %, de
otro ácido tal como ácido isoftálico, ácido
2,6-naftalen dicarboxílico, ácido
2,7-naftalen dicarboxílico, ácido
1,5-naftalen dicarboxílico, ácido
4,4'-difenil dicarboxílico, ácido
4,4'-difenoxietano dicarboxílico, ácido
p-hidroxi benzoico, ácido sebácico, ácido adípico y
derivados que forman poliéster de los mismos.
Los componentes de resina de copoliéster de
bloque son también útiles, y se pueden preparar mediante la
transésterificación de (a) poli(1,4-butilen
tereftalato de cadena lineal o ramificada) y (b) un copoliéster de
ácido dicarboxílico alifático lineal y, opcionalmente, un ácido
dibásico aromático tal como ácido tereftálico o isoftálico con uno
o más glicoles alifáticos dihidroxílicos de cadena lineal o
ramificada. Por ejemplo un poli(1,4-butilen
tereftalato) se puede mezclar con un poliéster de ácido adípico con
etilen glicol, y se calentó la mezcla a 235ºC para fundir los
ingredientes, después se calienta además a vacío hasta que se
completa la formación del copoliéster de bloque. Como segundo
componente, se puede sustituir poli(neopentil adipato),
poli(1,6-hexilen
azelato-coisoftalato),
poli(1,6-hexilen
adipato-co-isoftalato) y similares.
Un copoliéster de bloque ejemplar de este tipo está comercialmente
disponible de General Electric Company, Pittsfield, Mass., con el
nombre comercial VALOX® 330.
Las Poliolefinas que se pueden incluir son los
de la estructura general: C_{n}H_{2n} e incluyen polietileno,
polipropileno y poliisobutileno siendo los homopolímeros preferidos
polietileno, LLDPE (polietileno de baja densidad lineal), HDPE
(polietileno de alta densidad) y MDPE (polietileno de media
densidad) y propileno isotático. Las resinas de poliolefina de esta
estructura general y procedimientos para su preparación se conocen
bien en la técnica y se describen, por ejemplo, en las Patentes de
Estados Unidos números 2.933.480. 3.093.621. 3.211.709. 3.646.168.
3.790.519. 3.884.993. 3.894.999. 4.059.654. 4.166.055 y
4.584.334.
También se pueden usar los copolímeros de
poliolefinas tales como los copolímeros de etileno y alfa olefinas
como propileno y 4-metilpenteno-1.
Son también adecuados los copolímeros de etileno y monoolefinas
C_{3}-C_{10} y dienos no conjugados, en el
presente documento se denominan copolímeros EPDM. Los ejemplos de
monolefinas C_{3}-C_{10} adecuaads para los
copolímeros EPDM incluyen propileno, 1-buteno,
2-buteno, 1-penteno,
2-penteno, 1-hexeno,
2-hexeno, y 3-hexeno. Los dienos
adecuados incluyen 1,4 hexadieno y dienos monocíclicos y
policíclicos. Las proporciones de moles de etileno con otros
monómeros de monoolefina C_{3}-C_{10} pueden
variar entre aproximadamente 95:5 hasta aproximadamente 5:95
estando las unidades dioeno presentes en la cantidad de
aproximadamente 0,1 mol % hasta aproximadamente 10 mol %. Los
copolímeros de EPDM se pueden funcionalizar con un grupo acilo o
grupo electrófilo para injertar en el polifenilen éter como se
describe en la Patente de Estados Unidos Nº 5.258.455.
Las resinas de poliamida son una familia
genética de resinas conocidas como nylons, caracterizadas por la
presencia de un grupo amida (-C(O)NH-).
Nylon-6 y nylon-6,6 son las
poliamidas generalmente preferidas y están disponibles de una
diversidad de fuentes comerciales. Sin embargo, otras poliamidas,
tales como nylon-4,6, nylon-12,
nylon-6,10, nylon 6,9, nylon 6/6T y nylon 6,6/6T con
contenidos en triamina por debajo de aproximadamente 0,5 por ciento
en peso, así como otras, tales como nylons de amonio pueden ser
útiles para las aplicaciones de PPE-poliamida
particulares. También son útiles las mezclas de diversas
poliamidas. Así como diversos polímeros de poliamida.
Las poliamidas se pueden obtener mediante un
número de procedimientos conocidos tales como los descritos en las
Patentes de Estados Unidos números 2.071.250; 2.071.251; 2.130.523;
2.130.948; 2.241.322; 2.312.966; y 2.512.606.
Nylon-6, por ejemplo, es un producto de
polimerización de caprolactama. Nylon-6,6 es un
producto de condensación de ácido adípico y
1,6-diaminohexano. Del mismo modo, nylon 4,6 es un
producto de condensación entre el ácido adípico y
1,4-diaminobutano. Además del ácido adípico, otros
díacidos útiles para la preparación de nylons incluyen ácido
azelaico, ácido sebácico, diácido dodecano, así como los ácidos
tereftálico e isoftálico, y similares. Otras diaminas útiles
incluyen m-xilieno diamina,
di-(4-aminofenil)metano,
di-(4-aminociclohexil)metano;
2,2-di-(4-aminofenil) propano,
2,2-di-(4-aminociclohexil)propano,
entre otros. Los copolímeros de caprolactama con diácidos y
diaminas son también útiles.
Los poliéteres incluyen poliéteresulfonas,
poliétercetonas, poliéterétercetonas, y poliéterimidas. Estos
polímeros se pueden preparar mediante la reacción de sales de
compuestos dihidroaromáticos, tal como bisfenol Una sal disódica
con moléculas diahaloaromáticas tales como
bis(4-fluorofenil) sulfona,
bis(4-clorofenil)sulfona, las cetonas
análogas y bis(halofenil)bisimidas o
bis(nitrofenil)bisimidas se ilustran mediante
1,3-bis[N-(4-clorofthalimido)]benceno.
En un artículo multicapa, la primera capa de
resina termoplástica y la segunda capa de resina termoplástica
pueden comprender la misma diferente resina termoplástica. Puede
ser deseable igualar la viscosidad de fusión de la resina
termoplástica usada en la segunda capa con la viscosidad de fusión
de la resina termoplástica usada en la primera capa durante la
formación de la hoja multicapa. La viscosidad de fusión de la resina
termoplástica en la primera capa puede estar dentro
aproximadamente 20%, aproximadamente 10%, o incluso aproximadamente
5% de la viscosidad de fusión de la resina termoplástica en la
segunda capa. Puede ser deseable para la viscosidad de fusión de la
resina termoplástica usada en la primera capa para que sea
sustancialmente igual a la viscosidad de fusión de la resina
termoplástica usada en la segunda capa, en el punto de contacto
inicial de las dos funciones durante la formación de la hoja
multicapa. Por sustancialmente igual, se quiere decir que la
viscosidad de fusión de la resina termoplástica usada en la primera
capa está dentro de aproximadamente 1% de la viscosidad de fusión
de la resina termoplástica usada en la segunda capa, en el punto de
contacto inicial de las dos fusiones durante la formación de la
hoja multicapa.
En un artículo, la(s) resina
termoplástica(s) se puede(n) emplear cantidades de
aproximadamente 70% en peso hasta aproximadamente 99,9% en peso,
basándose en el peso total del artículo. Dentro de este intervalo,
se puede usar una cantidad mayor de o igual a aproximadamente 75% en
peso, preferiblemente mayor que o igual que aproximadamente 80% en
peso, y más preferiblemente mayor que o igual que aproximadamente
85% en peso, basándose en el peso total del artículo. También
deseable dentro de este intervalo, es una cantidad de menor que o
igual que aproximadamente 98% en peso, preferiblemente menor que o
igual que aproximadamente 97% en peso, y más preferiblemente se
puede usar menor que o igual que aproximadamente 95% en peso,
basándose en el peso total del artículo.
En un artículo multicapa, la(s)
resina(s) termoplástica(s) en la primera capa se puede
emplear en cantidades de aproximadamente 70% en peso hasta
aproximadamente 99,9% en peso, basándose en el peso total de la
primera capa. Dentro de este intervalo, se puede usar una cantidad,
mayor que o igual que aproximadamente 75% en peso, preferiblemente
mayor que o igual que aproximadamente 80% en peso, y más
preferiblemente mayor que o igual que aproximadamente 85% en peso,
basándose en el peso total de la primera capa. También deseable
dentro de este intervalo, es una cantidad de menor que o igual que
aproximadamente 98% en peso, preferiblemente menor que o igual
que aproximadamente 97% en peso, y más preferiblemente menos de o
igual que aproximadamente 95% en peso se puede usar, basándose en
el peso total de la primera capa. Además, las resinas termoplásticas
en la segunda capa se pueden empelar en cantidades de
aproximadamente 70% en peso hasta aproximadamente 100% en peso,
basándose en el peso total de la segunda capa. Dentro de este
intervalo, se puede usar una cantidad mayor que o igual a
aproximadamente 75% en peso, preferiblemente mayor que o igual a
aproximadamente 80% en peso, y más preferiblemente mayor que o
igual que aproximadamente 85% en peso, basándose en el peso total
de la segunda capa. También deseable dentro de este intervalo, es
una cantidad de menor que o igual que aproximadamente 98% en peso,
preferiblemente menor que o igual que hasta aproximadamente 97% en
peso, y más preferiblemente menor que o igual que aproximadamente
95% en peso se puede usar, basándose en el peso total de la segunda
capa.
Las capas biocidas y artículos pueden
opcionalmente comprender cantidades eficaces de de aditivo opcional
tal como, por ejemplo, antioxidantes, retardantes de llama,
retardantes de goteo, tintes, pigmentos, colorantes, estabilizante
de UV, estabilizantes de calor, minerales de partícula pequeña tales
como, arcilla, mica, y talco, agentes antiestáticos,
plastificantes, lubricantes, y las combinaciones que comprenden uno
o más de los aditivos anteriores. También se pueden empelar
aditivos que protegen del calor por IR, por ejemplo si el artículo
es un artículo transparente usado como envoltorio. Un aditivo que
protegen del calor por IR es hexaboruro de lantano. Estos aditivos
se conocen en la técnica, así como sus niveles eficaces y
procedimientos de incorporación. Las cantidades eficaces de los
aditivos varian ampliamente, pero usualmente están presentes en
una cantidad menor que o igual que aproximadamente 50% o más en
peso, basándose en el peso de los artículos y/o capas biocidas.
Los absorbentes de UV adecuados son benzofenonas
tales como 2,4 dihidroxibenzofenona,
2-hidroxi-4-metoxibenzofenona,
2-hidroxi-4-n-octoxibenzofenona,
4-dodeciloxi-2-hidroxibenzofenona,
2-hidroxi-4-octadecyloxibenzofenona,
2,2'-dihidroxi-4-metoxibenzofenona,
2,2'-dihidroxi-4,4'dimetoxibenzofenona,
2,2'-dihidroxi-4-metoxibenzofenona,
2,2',4,4'-tetrahidroxibenzofenona,
2-hidroxi-4-metoxi-5-sulfobenzofenona,
2-hidroxidroxi-4-metoxi-2'-
carboxibenzofenona, 2,2'dihidroxi-4,4'dimetoxi-5-sulfobenzofenona, 2-hidroxi-4-(2-hidroxi-3-metilariloxi) propoxibenzofenona, 2-hidroxi-4-clorobenzofenona, o similares; benzotriazoles tales como 2,2'-(hidroxi-5-metil fenil)benzotriazol, 2,2'-(hidroxi-3',5'-diterc-butil fenil)benzotriazol, y 2,2'-(hidroxi-X-tert, butil-5'-metilfenil)benzotriazol, y similares; salicilatos sales como salicilato de fenilo, salicilato de carboxifenilo, salicilato de p-octylfenilo, salicilato de estroncio, salicilato de p-terc butilfenilo, salicilato de metilo, salicilato de dodecilo, y similares; y también otros absorbentes de UV tales como monobenzoatp de resorcinol, 2'etil hexyl-2-ciano, 3-fenilcinnamato, acrilato de 2-etil-hexil-2-ciano-3,3-difenil, acrilato de etil-2-ciano-3,3-difenilo, [2-2'-tiobis(4-t-octylfenolate)-1-n-butilamina, y similares, y las combinaciones que comprenden uno o más de los anteriores absorbentes de UV. Un absorbente preferido de UV para las composiciones de policarbonato extrudidas es UVINUL 3030, disponible comercialmente de BASF.
carboxibenzofenona, 2,2'dihidroxi-4,4'dimetoxi-5-sulfobenzofenona, 2-hidroxi-4-(2-hidroxi-3-metilariloxi) propoxibenzofenona, 2-hidroxi-4-clorobenzofenona, o similares; benzotriazoles tales como 2,2'-(hidroxi-5-metil fenil)benzotriazol, 2,2'-(hidroxi-3',5'-diterc-butil fenil)benzotriazol, y 2,2'-(hidroxi-X-tert, butil-5'-metilfenil)benzotriazol, y similares; salicilatos sales como salicilato de fenilo, salicilato de carboxifenilo, salicilato de p-octylfenilo, salicilato de estroncio, salicilato de p-terc butilfenilo, salicilato de metilo, salicilato de dodecilo, y similares; y también otros absorbentes de UV tales como monobenzoatp de resorcinol, 2'etil hexyl-2-ciano, 3-fenilcinnamato, acrilato de 2-etil-hexil-2-ciano-3,3-difenil, acrilato de etil-2-ciano-3,3-difenilo, [2-2'-tiobis(4-t-octylfenolate)-1-n-butilamina, y similares, y las combinaciones que comprenden uno o más de los anteriores absorbentes de UV. Un absorbente preferido de UV para las composiciones de policarbonato extrudidas es UVINUL 3030, disponible comercialmente de BASF.
Los absorbentes de UV se usan en general en
cantidades de aproximadamente 5% en peso hasta aproximadamente 15%
en peso, basándose en el peso del artículo de la primera capa de un
artículo multicapa. El absorbente de UV se puede usar
preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 7% en peso hasta
aproximadamente 14% en peso, basándose en el peso total del artículo
o la primera capa de un artículo multicapa. Más preferiblemente, El
absorbente de UV se puede usar en una cantidad de aproximadamente 8%
en peso hasta aproximadamente 12% en peso, basándose en el peso
total del artículo de la primera capa de un artículo multicapa. Lo
más preferiblemente, El absorbente de UV se puede usar en una
cantidad de aproximadamente 9% en peso hasta aproximadamente 11% en
peso, basándose en el peso total del artículo o la primera capa de
un artículo multicapa. Para la segunda y posteriores capas de un
artículo multicapa, es decir, la capa central, estabilizantes de UV
se pueden emplear en una cantidad de aproximadamente 0,05% en peso
hasta aproximadamente 2% en peso, preferiblemente aproximadamente
0,1% en peso hasta aproximadamente 0,5% en peso, y lo más
preferiblemente aproximadamente 0,2% en peso hasta aproximadamente
0,4% en peso.
Un artículo o artículo multicapa se puede
preparar mediante extrusión, coextrusión, fundición, revestimiento,
deposición a vacío, laminación, molienda, calandrado, moldeado, y
las combinaciones de los mismos. Entre la extrusión y coextrusión,
se pueden emplear diversas técnicas. Por ejemplo, dos o más capas
del artículo multicapa se pueden extrudir en extrusores separados
mediante matrices de hojas separadas en contacto con otra cuando
está caliente, y después pasar a través de una sola hoja de
rodillos. Como alternativa, las composiciones para la formación de
de diversas capas, se pueden poner conjuntamente y en contacto con
otra mediante un adaptador de coextrusión/bloque de alimentación y
después a través de una matriz individual o de múltiples
colectores. El adaptador/bloque de alimentación se construye de tal
manera que las fusiones que forman las capas separadas se depositan
como capas adherentes sobre la fusión de la capa central. Después de
la coextrusión, la longitud de las multicapa de la fusión producida
se puede formar en las formas deseadas, hojas sólidas, etc., en una
matriz de extrusión conectada hacia abajo.
La composición deseada para la primera capa y la
segunda capa se pueden mezclar previamente de manera separada antes
de extrusión, coextrusión, moldeado etc. En el caso de la
coextrusión de un artículo multicapa, los materiales mezclados
previamente se mezclan por fusión primero en un extrusor de doble
sinfín, extrusor de un solo sinfín. Amasador Buss, molino de
rodillos, o similares, antes de que se comience a formar en hojas
adecuadas tales como gránulos, hojas, y similares, para la
coextrusión posterior. Las composiciones de la primera y segunda
capas mezcladas previamente se pueden después introducir en los
extrusores respectivos para la coextrusión.
Como alternativa, en la extrusión de la primera
y segunda capa, los aditivos (por ejemplo, agente biocida
inorgánico) se pueden añadir al extrusor junto con la resina
termoplástica a la boca de alimentación. En otra alternativa, en la
extrusión de la primera y segunda capa, se pueden añadir los
aditivos al extrusor en la forma de un lote maestro. Mientras que
las resinas termoplásticas se introducen en la boca del extrusor, el
lote maestro se puede introducir o bien en la boca del extrusor
hacia debajo de la boca. En la producción de la segunda capa, la
resina termoplástica se puede introducir en del extrusor de un solo
sinfín. En la producción de la primera o capa de la cubierta, la
resina termoplástica se alimenta a la boca de un extrusor de un
solo o doble sinfín mientras el agente biocida inorgánico se añade
en la forma de lote maestro hacia debajo de la boca de
alimentación. La coextrusión de las capas por extrusores de un solo
sinfín se puede emplear para la fabricación de la hoja
multicapa.
Un artículo se puede formar mediante medios
adecuados y después formar textura mediante abrasión mecánica o
química de la superficie exterior del artículo. Una técnica de
abrasión adecuada es friccionar la superficie del artículo con un
tejido rugoso u otro procedimiento de fricción adecuado para
producir y una superficie con textura.
Con el fin de formar una hoja con textura
extrudida u hoja con textura multicapa, el calandrado se puede hacer
con un par de rodillos que en general están situados en un plano
horizontal que consta de un rodillo en la parte superior y uno en
la parte inferior. El rodillo de la parte superior imparte una
superficie con textura a la superficie superior del artículo. El
rodillo de la parte inferior puede impartir una superficie sin
textura o con textura a la superficie inferior del artículo
empleando un rodillo de superficie pulida o recubierta de cromo
estándar o un rodillo con textura, respectivamente. Con el fin de
impartir una superficie con textura en la primera capa, el rodillo
de de la parte superior y opcionalmente el de la parte inferior
tienen discontinuidades o protuberancias en la superficie.
Preferiblemente, las protuberancias tienen una longitud (R_{a}) de
aproximadamente 200 nm hasta aproximadamente 20 micrómetros,
preferiblemente aproximadamente 0,5 micrómetros hasta
aproximadamente 10 micrómetros medido con un medidor de
perfiles.
Una vez extrudida, una hoja, hoja multicapas,
hoja con textura, u hoja multicapa con textura se puede moldear, es
decir, moldeado por soplado, moldeado a vacío, moldeado de
inyección, en la forma final. Se prefiere que el moldeado se
realice en un molde que tiene discontinuidades o protuberancias en
las superficie que imparten una superficie con textura sobre la
superficie exterior del artículo o artículo multicapa.
Preferiblemente, las protuberancias tienen una longitud (R_{a})
de aproximadamente 50 nm hasta aproximadamente 20 micrómetros,
preferiblemente aproximadamente 0,5 micrómetros hasta
aproximadamente 10 micrómetros.
El artículo multicapa en la forma de una hoja o
película, por ejemplo, se puede además procesar mediante diversas
formas, por ejemplo, termoformación en un artículo con forma. La
termoformación comprende calentamiento y formación simultánea de
del artículo o artículo multicapa, una hoja extrudida, en la forma
deseada tal como en un molde. Se puede usar o bien vacío o presión
contra el molde para formar el artículo o artículo multicapa. Una
vez que se ha obtenido al forma deseada, el artículo con forma se
enfría por debajo de su temperatura termoplástica y retirar del
molde. Se ha encontrado inesperadamente que la termoformación de
los artículos puede mejorar la actividad biocida de los
artículos.
Los artículos con textura y artículos multicapa
son eficaces en la reducción de organismos patógenos tales como,
por ejemplo, virus, bacterias, hongos y levaduras que incluyen, por
ejemplo, Bacillus cereus, Escherchia coli, Pseudomonas
aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus feacalis,
Salmonella gallinarum, Vibrio parahaemdyticus, Candida albicans,
Streptococcus mutans, Legionella pneumofila, Fuso bacterium,
Aspergillus niger, Aureobasidium pullulans, Cheatomium
globosum, Gliocladium virens, Pencillum funiculosum, Saccharomyces
cerevisiae, virus Herpes simplex, virus de la polio, virus de
hepatitis B y C, virus de la gripe, virus de sendai, virus sindbis,
virus vaccinia, virus del síndrome respiratorio agudo grave (SARS),
y las combinaciones que comprenden uno o más de los organismos
anteriores.
Los artículos y artículos multicapa producidos
de esta manera se pueden usar por ejemplo, en transporte, hospital,
contacto de alimentos, y aplicaciones de aparatos. Se pueden usar
hojas, por ejemplo, en avión con paneles, tren con paneles, muebles
de laboratorio, camas de hospitales, asientes de aviones, paneles de
la pared de autobuses, asientes de autobuses, y pantallas táctiles,
y similares. Se pueden usar películas, por ejemplo, en teclados,
teléfonos móviles, pantallas táctiles y similares. Los artículos y
artículos multicapa pueden estar en la forma de hojas, películas y
hojas de múltiples peredes, por ejemplo. Las hojas se pueden usar
como materiales de tejados o de vidrieras, particularmente después
de ser coextrudidos y las hojas de múltiples paredes con canales de
aire entre las paredes. Las hojas de una sola o multicapas de la
hoja de múltiples paredes se puede separar por ménsulas y tener
bolsas de aire entre las ménsulas. Las ménsulas también se pueden
fabricar de un polímero termoplástico tal como los descritos
anteriormente, por ejemplo, policarbonato, poliéster, o
poliéstercarbonato-poliéster.
La invención además se ilustra mediante los
siguientes ejemplos no limitantes.
Ejemplo
1
Una primera capa termoplástica o capa de la
cubierta que comprende policarbonato y zeolita biocida en una
cantidad mostrada en la Tabla 1 se formó sobre uan segunda capa que
también comprendía policarbonato. El espesor de la primera capa era
de 100 \mum, y el espesor de la segunda capa era de 1,2 mm. Agion
AJ80H es una zeolita que comprende aproximadamente 2,5% en peso de
plata, Agion X2 es una zeolita de plata que comprende
aproximadamente 1,8% en peso de plata, y Sarpu antimicrobiano son
nanopartículas de plata biocidas. En algunos casos se uso
enmascaramiento en la preparación de la hoja. Por enmascaramiento,
se entiende que durante la extrusión, se colocó una capa de
protección sobre la película para prevenir arañazos durante la
manipulación. El enmascaramiento se retiró antes de medir las
propiedades de las capas.
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Los resultados experimentales para las hojas con
una capa de la cubierta de la composición proporcionada en la Tabla
1 se puede encontrar en la Tabla 2. La transmisión de luz y turbidez
se midieron de acuerdo con ASTM D 1003, mientras que el color en
el laboratorio se midió de acuerdo con CIE lab DIN 5033.
La liberación de plata se midió como la cantidad
de plata liberada desde la superficie de una muestra de
aproximadamente 2 pulgadas por aproximadamente 2 pulgadas
(aproximadamente 0,05 metros por aproximadamente 0,05 metros) usando
un espectrómetro de absorción atómica de horno de grafito. La
superficie exterior de la muestra a ensayar se sumerge en una
solución de nitrato de sodio (40 ml de nitrato de sodio al 0,8%)
durante 24 horas a temperatura ambiente para formar una solución
de ion plata en la solución de ensayo y de esta manera la exposición
del agente biocida inorgánico en la superficie del artículo.
La eficacia biocida se midió mediante uno de dos
protocolos. En el primer protocolo, un artículo de 50 mm por 50 mm
se puso en contacto con 0,1 a 0,2 ml de un cultivo de
Staflococcus aureus que tenía una concentración de
aproximadamente 1,3 X 10^{6} hasta aproximadamente 1,4 X 10^{6}
de CFU/ml. El cultivo se cubrió con una película o un portaobjetos
de vidrio para minimizar la evaporación. Las muestras se incubaron
a 37ºC y más de 90% de humedad relativa durante aproximadamente 24
horas. Los organismos viables se recuperaron mediante lavado con un
fluido neutralizante y se diluyó en serie el cultivo en placas de
Agar de Triptona Soja. Las placas se incubaron durante 48 horas a
27ºC y se contó el número de colonias. Este protocolo se usó para
los aditivos biocidas Sarpu y Iraguard B6000, B7000, y B5021.
En un segundo protocolo, el artículo biocida se
puso en contacto con un cultivo de E. coli que tenía una
concentración de aproximadamente 1 X 10^{5}. El cultivo de cubrió
con una película o un portaobjetos de vidrio para minimizar la
evaporación. Las muestras se incubaron a 37ºC durante
aproximadamente 24 horas.
La eficacia antimicrobiana se midió de manera
similar a la de en el primer protocolo. Este protocolo se usó para
los aditivos Biocidas Agion AJ80H, Agion X2 y Agion AK.
El impacto de placa Flex se midió de acuerdo con
ISO 6603. Como tal significa que la superficie de la capa de la
cubierta no formó textura. Fricción ligera significa que la
superficie de la capa de la cubierta se pulió con un paño para
retirar la película fina que se forma sobre la superficie de la capa
de la tapa y de esta manera formar una superficie con textura.
Para la muestra B, el factor de liberación de
plata de tal muestra era 1,75, y de la muestra con textura era 5.
Para la muestra C, el factor de liberación de plata de tal muestra
era 0,5, y de la muestra con textura era 5,8. Para la muestra E, el
factor de liberación de plata era 0,5, y de la muestra con textura
era 8,75. Para la muestra F, el factor de liberación de plata de
tal muestra era 0,4, y de la muestra con textura era 8,2.
Se pueden sacar varias conclusiones a partir de
los resultados en la Tabla 2. Primero, policarbonato que comprende
zeolitas con plata iónica (Los ejemplos B, C, E, F, H y I) muestran
muy pocas buenas propiedades ópticas y mecánicas, mientras que la
adición directa de plata iónica (El ejemplo J, como se describe en
el documento WO 00/25726) da como resultado deficientes propiedades
mecánicas (fallo de fragilidad) y pérdida en el comportamiento
óptico
(YI = 12). Segundo, la liberación de plata se mejora cuando la superficie de las capas de la cubierta forma textura con fricción ligera. Por ejemplo, en el Ejemplo B, la liberación de plata es 7 ppb como está y se incrementa hasta 20 ppb con la aplicación de fricción ligera. Tercero, la eficacia biocida se aproxima a 100% con fricción ligera (Ejemplos B, C, E, y F), comparada con 0% y 19.58% (H y I) para una capa de la cubierta sin textura. Comparando el ejemplo J con los Ejemplos B, C, E, F, H y I, la composición biocida J que comprende nanopartículas de plata tiene más deficientes propiedades físicas que las otras composiciones que comprenden zeolitas de plata.
(YI = 12). Segundo, la liberación de plata se mejora cuando la superficie de las capas de la cubierta forma textura con fricción ligera. Por ejemplo, en el Ejemplo B, la liberación de plata es 7 ppb como está y se incrementa hasta 20 ppb con la aplicación de fricción ligera. Tercero, la eficacia biocida se aproxima a 100% con fricción ligera (Ejemplos B, C, E, y F), comparada con 0% y 19.58% (H y I) para una capa de la cubierta sin textura. Comparando el ejemplo J con los Ejemplos B, C, E, F, H y I, la composición biocida J que comprende nanopartículas de plata tiene más deficientes propiedades físicas que las otras composiciones que comprenden zeolitas de plata.
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Ejemplo
2
La composición de zeolita biocida de placas
moldeadas de una sola capa de 3,2 micrómetros de espesor se muestra
en la Tabla 3. Agion AK es una zeolita de plata que comprende 5% en
peso de plata.
Iraguard B6000, B7000, y B5021 son zeolitas de
plata/cinc con diversas concentraciones de plata y cinc.
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Los resultados para los artículos moldeados por
inyección de plástico se pueden encontrar en la tabla 4. En la
tabla 4, baja eficacia biocida corresponde a menos de
aproximadamente 15% de destrucción del cultivo microbiano, y
eficacia biocida media corresponde a más de 15% a menos de
aproximadamente 60% de destrucción del cultivo microbiano.
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Como se puede observar en la tabla 4, la
combinación deseada de las propiedades biocidas así como una pequeña
alteración de las propiedades ópticas se puede lograr con una
estructura multicapa en la que la primera capa comprende un agente
antimicrobiano inorgánico.
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Ejemplo
3
La composición de zeolita biocida de placas
moldeadas de una sola capa de 3,2 micrómetros de espesor se
proporciona en la tabla 5. Iraguard B7000, y B5021 son zeolitas de
plata/cinc con diversas concentraciones de plata y cinc.
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\newpage
Un lado de estas placas se molió con cinta
abrasiva (tamaño de grano 80, 40 m/seg) y se corresponde en la
tabla 6 con el lado rugoso. Las muestras S-X se
ensayó contra Staphylococcus aureus ATCC 6538. Se inoculó
una muestra de 38 mm x 50 mm con 0,15 ml de cultivo de
microorganismo y se cubrió con película para ayudar a prevenir la
evaporación. Las muestras se incubaron después a 37ºC y más de 90%
de humedad relativa durante 24 horas. Los organismos viables se
recuperaron retirando por lavado con fluido neutralizante y se
diluyeron en serie en placas de Agar de Triptona Soja que se
incubaron durante 48 horas a 37ºC. En la Tabla 6, la baja eficacia
biocida corresponde a menos de aproximadamente 15% de eliminación
del cultivo bacteriano, y alta eficacia biocida corresponde a menos
de aproximadamente 60% de eliminación de cultivo microbiano.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se puede observar a partir de la tabla 6,
la combinación deseada de las propiedades biocidas así como una
pequeña alteración de las propiedades ópticas se puede lograr con un
artículo con textura que comprende un agente biocida inorgánico.
Mientras que toda la muestra no tratada tiene baja eficacia biocida,
el aspecto rugoso de la misma muestra mediante abrasión imparte
alta eficacia biocida a los artículos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
La termoformación se realizó también sobre la
composición B a partir de un conjunto previo de muestras. Los
resultados para una composición termoformada se muestran en la
tabla 7.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la tabla 7, la termoformación
de un artículo biocida mejora la liberación de plata y de este modo
la actividad biocida. La liberación de plata está más mejorada en el
medio y lado que en los bordes. Además de las hojas transparentes
anteriores, se evaluaron los materiales opacos proporcionando
resultados similares (datos no mostrados).
\newpage
Ejemplo
5
En la Tabla 8 muestra una comparación de las
propiedades de un artículo de una sola capa comparado con con
aquellos para un artículo de dos capas. En este ejemplo, las
muestras no se trataron con fricción ligera.
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Los resultados experimentales para el artículo
de una sola capa y el artículo de tres capas se proporcionan en la
tabla 9.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se ha observado a partir de la tabla 9, la
combinación deseada de buena actividad biocida y y una pequeña
influencia sobre las propiedades ópticas se pueden lograr mediante
el uso de un planteamiento multicapa.
Un artículo o artículo multicapa que comprende
una superficie exterior que comprende un agente biocida inorgánico
puede proporcionar una buena combinación de actividad biocida y
propiedades físicas. La actividad biocida de o bien un artículo o
artículo multicapa se puede potenciar mediante la formación de
textura de la superficie exterior del artículo o capa que comprende
el agente inorgánico biocida. Los artículos con textura pueden
tener eficacias antimicrobianas de hasta aproximadamente 99,9% de
eliminación de un cultivo microbiano, y la liberación de plata de
hasta aproximadamente 80 ppb o mayor. La superficie con textura se
puede formar mediante abrasión mecánica o química de un artículo, o
mediante la formación de textura del artículo usando un rodillo o
molde. Todos estos tratamientos pueden romper la película delgada
sobre la superficie del artículo durante el procesamiento, dando
como resultado una mejora en la actividad biocida. Una ventaja es
que se puede lograr una agente biocida adecuada a niveles de
agente biocida inorgánico más bajos que pueden conducir a
propiedades biocidas mejoradas en los artículos.
La cantidad deseada de actividad biocida también
se puede lograr mediante la termoformación de un artículo multicapa
para formar un artículo con forma. Como con la formación de
textura, la termoformación rompe la capa sobre la superficie que
permite la libreación de plata mejorada y de esta forma la actividad
antimicrobiana mejorada.
Aunque la invención se ha descrito con
referencia a una realización preferida, se entenderá por los
expertos en la técnica que se pueden realizar diversos cambios y
los elementos se pueden sustituir por los equivalentes de los
mismos sin salirse del alcance de la invención. Además, se pueden
realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o
material particular a las enseñanzas de la invención sin salirse del
alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se pretende que la
invención no se limite a la realización particular descrita como el
mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invención, excepto
que la invención incluirá todas las realizaciones que caen dentro
del alcance de las reivindicaciones anexas.
Todas las patentes, solicitudes de patente, y
otras referencias citadas se incorporan en el presente documento
por referencia en su totalidad.
Claims (22)
1. Un artículo que comprende una composición
termoplástica que comprende una resina termoplástica y un agente
biocida inorgánico, en el que la resina termoplástica comprende un
homopolímero o un copolímero de un policarbonato, un poliéster, un
poliacrilato, una poliamida, una poliéterimida, un polifenilen éter,
o una combinación que comprende una o más de las resinas
anteriores,
en el que el artículo tiene un factor de
liberación de metal biocida de mayor que 2,5 desde la superficie
exterior,
en el que la liberación de metal biocida en
partes por billón se mide poniendo en contacto 5 cm por 5 cm de la
superficie exterior con 40 mililitros de 0,8% peso/volumen de
nitrato de sodio durante 24 horas a 25ºC para formar una solución
de ensayo, y midiendo una cantidad de metal biocida en la solución
de ensayo en partes por billón, y
en el que el factor de liberación de metal
biocida es la cantidad de metal biocida en la solución de ensayo en
partes por billón dividida por un producto de un porcentaje de peso
del agente biocida inorgánico basándose en el peso total del
artículo y el porcentaje de peso de metal biocida en el agente
biocida inorgánico.
2. El artículo de la reivindicación 1, en el que
el factor de liberación de metal biocida es mayor que o igual que
aproximadamente 3.
3. El artículo de la reivindicación 1, que
comprende una superficie exterior con textura sobre al menos una
parte del mismo, en el que la superficie exterior con textura
comprende la resina termoplástica y el agente biocida
inorgánico.
4. El artículo de la reivindicación 1, en el que
el agente biocida inorgánico es una zeolita biocida.
5. El artículo de la reivindicación 1, en el que
la superficie exterior está en la forma de una capa dispuesta
sobre al menos una parte del artículo.
6. Un artículo que comprende una superficie
exterior con textura que cubre al menos una parte del mismo, en el
que la superficie exterior con textura comprende un agente biocida
inorgánico y una primera resina termoplástica.
7. El artículo de la reivindicación 6, en el que
la primera resina termoplástica, es un homopolímero o un copolímero
de un policarbonato, un poliéster, un poliacrilato, una poliamida,
una poliéterimida, un polifenilen éter, o una combinación que
comprende una o más de las resinas anteriores.
8. El artículo de la reivindicación 6, en el que
la formación de textura es eficaz para producir actividad
biocida.
9. El artículo de la reivindicación 6, en el que
la formación de textura es eficaz para eliminar al menos 50% de un
organismo patógeno en contacto con la superficie exterior durante un
período de 24 horas a 25ºC.
10. El artículo de la reivindicación 6, en el
que la superficie exterior con textura está en la forma de una capa
dispuesta sobre al menos una parte del artículo.
11. El artículo de la reivindicación 10, en el
que al menos una parte del artículo distinta de la superficie
exterior con textura comprende una segunda resina termoplástica que
es la misma que o diferente de la primera resina termoplástica.
12. El artículo de la reivindicación 11, en el
que al menos una parte del artículo distinta de la superficie
exterior con textura comprende un agente biocida inorgánico que es
el mismo o diferente del agente biocida inorgánico en la superficie
exterior con textura.
13. El artículo de la reivindicación 8, en el
que la actividad biocida es una eficacia antimicrobiana que es
mayor que o igual a aproximadamente 70% de eliminación de un
cultivo de E. coli o un cultivo de Staflococcus
aureus, medido poniendo en contacto la superficie exterior con
textura del artículo con el cultivo de E. coli o el cultivo
de Staphylococcus aureus, incubando el artículo durante 24
horas a 37ºC, y determinando el porcentaje de eliminación del
cultivo de E. coli o el cultivo de Staphylococcus
aureus.
14. El artículo de la reivindicación 6, en el
que el agente biocida inorgánico comprende un metal biocida que
comprende plata, oro, cobre, cinc, mercurio, estaño, plomo, bismuto,
cadmio, cromo, talio, o una combinación que comprende uno o más de
los metales biocidas anteriores.
15. El artículo de la reivindicación 14, en el
que el agente biocida inorgánico está en la forma de una sal
metálica, una hidroxiapatita, un fosfato de circonio, o una zeolita
que comprende al menos uno de los metales biocidas, o una
combinación que comprende una o más de las formas anteriores.
16. El artículo de la reivindicación 10, en el
que la capa de la superficie exterior con textura tiene un espesor
de aproximadamente 5 micrómetros a aproximadamente 150
micrómetros.
17. El artículo de la reivindicación 6, en la
forma de una película, una hoja, o una hoja de paredes
múltiples.
18. El artículo de la reivindicación 6, en el
que la formación de textura se proporciona mediante abrasión
química o mecánica de al menos una parte de la superficie
exterior.
19. El artículo de la reivindicación 6, en el
que el artículo reduce el crecimiento de de un organismo patógeno
que comprende Bacillus cereus, Escherchia coli, Pseudomonas
aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus feacalis,
Salmonella gallinarum, Vibrio parahaemdyticus, Candida albicans,
Streptococcus mutans, Legionella pneumophila, Fuso bacterium,
Aspergillus niger, Aureobasidium pullulans, Cheatomium globosum,
Gliocladium virens, Pencillum funiculosum, Saccharomyces
cerevisiae, un virus Herpes simplex, un virus de la polio, un
virus de la hepatitis B, un virus de la hepatitis C, un virus de la
gripe, un virus de sendai, un virus sindbis, un virus vaccinia,
virus del síndrome respiratorio agudo grave, o una combinación que
comprende uno o más de los organismos anteriores.
20. Un procedimiento de preparación de artículo
con textura, que comprende la abrasión química o mecánica de una
superficie exterior de un artículo para formar una superficie
exterior con textura, en el que la superficie exterior comprende un
agente biocida inorgánico y una primera resina termoplástica, y en
el que la abrasión da como resultado una mejora en la actividad
biocida en el artículo con textura comparado con el artículo sin
textura.
21. Un procedimiento de preparación de artículo
con textura, que comprende el calandrado de un artículo para
proporcionar una superficie exterior con textura sobre al menos una
parte del artículo, en el que la superficie de un rodillo en
contacto con la superficie exterior del artículo comprende
discontinuidades de la superficie, y en el que la superficie
exterior con textura del artículo comprende un agente biocida
inorgánico y una primera resina termoplástica.
22. Un procedimiento de preparación de un
artículo con textura, que comprende el moldeado de un artículo para
proporcionar una superficie exterior con textura sobre al menos una
parte del artículo, en el que la superficie de un molde en contacto
con la superficie exterior del artículo comprende discontinuidades
en la superficie, y en el que la superficie exterior con textura
del artículo comprende un agente biocida inorgánico y una primera
resina termoplástica.
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