ES2341433T3 - Hilos y tejidos textiles que tienen un acabado en base a metales aplicados topicamente duraderos no conductores electricamente. - Google Patents

Abstract

Un substrato tratado que comprende un acabado que comprende compuestos de metal seleccionados del grupo que consiste en compuestos que contienen partículas de plata, compuestos que contienen iones de plata, compuestos que generan iones de plata, y cualquiera de sus combinaciones, y un substrato seleccionado del grupo que consiste en un hilo, un tejido comprendido de fibras individuales, y una película; en donde dicho acabado se adhiere al menos a una parte de la superficie de dicho substrato; en donde al menos dicha única parte de dicho substrato tratado mantiene al menos 50% de dicho acabado adherido después de 10 lavados como los desarrollados según el procedimiento de lavado del Método de Ensayo de AATCC 130-1981; en donde dicho acabado se proporciona por aplicación de una composición de acabado que contiene un agente ligante no iónico o aniónico y 0,1 a 40% en peso del compuesto de metal a al menos una parte del substrato, o en donde la al menos única parte de dicho substrato tratado está recubierta con el agente de ligante; en donde el ligante se selecciona del grupo que consiste de imidazolidinonas reticuladas, ligantes acrílicos, resinas de melamina, materiales de polímeros que contienen policloruro de vinilo, poliésteres etoxilados; en donde dicho substrato tratado muestra una resistencia de más de 1.550 Ω/cm2; y en donde dicho acabado muestra propiedades antimicrobianas.

Description

Hilos y tejidos textiles que tienen un acabado en base a metales aplicados tópicamente duraderos no conductores eléctricamente.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a mejoras en tratamientos duraderos no conductores en base a metales (tales como revestimientos o acabados) para hilos y tejidos textiles. Tales tratamientos comprenden preferentemente plata y/o iones de plata; sin embargo, también pueden estar presentes otros metales, tales como cinc, hierro, cobre, níquel, cobalto, aluminio, oro, manganeso, magnesio, y similares. Tal tratamiento proporciona, como un ejemplo, una fibra y/o tejido textil antimicrobiano que se mantiene en la superficie y no permite la conductividad eléctrica sobre la superficie. El tratamiento es extremadamente duradero en tales substratos; después de un número importante de lavados y secados estándar, el tratamiento no se desgasta en cantidad alguna apreciable y por lo tanto el substrato conserva su actividad antimicrobiana (u otra propiedad). El método de adherencia al hilo y/o tejido objetivo se puede realizar de muchas maneras, la más preferente por la utilización de un sistema de ligante o por un método de transferencia de un tejido donante a un tejido textil objetivo en presencia de humedad y bajo exposición al calor. Los métodos específicos de adherencia, así como los tejidos textiles y las fibras individuales tratados también están comprendidos en la presente invención.

Discusión de la técnica anterior

En los últimos años ha existido un gran interés prestado a los peligros de la contaminación bacteriana por exposición potencial diaria. Ejemplos notables de tal preocupación incluyen las consecuencias fatales de intoxicación alimentaria debido a ciertas cepas de Escherichia coli que se encuentran en la carne de ternera sin cocinar en los restaurantes de comida rápida; la contaminación por Salmonella que causa enfermedades por productos alimentarios de aves de corral poco cocinados y sin lavar; y las enfermedades e infecciones de la piel atribuidas a Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, a la levadura y a otros organismos unicelulares. Con tal interés creciente de los consumidores en este ámbito, los fabricantes han empezado a introducir agentes antimicrobianos en varios productos y artículos de uso doméstico. Por ejemplo, algunas marcas de tablas de cortar de polipropileno, jabones líquidos, etc., todos contienen compuestos antimicrobianos. El compuesto antimicrobiano más popular para tales artículos es el triclosán. Aunque que la incorporación de tal compuesto en medios líquidos o poliméricos ha sido relativamente sencilla, otros substratos, incluyendo las superficies de textiles y fibras, se han mostrado menos accesibles. Existe una necesidad desde hace tiempo de proporcionar características antimicrobianas efectivas, duraderas, y de larga duración para superficies textiles, en particular sobre tejidos de ropa, y sobre superficies de película. Tales aplicaciones propuestas han sido extremadamente difíciles de lograr con triclosán, sobre todo cuando la durabilidad frente al lavado es una necesidad (el triclosán se lava fácilmente de las superficies de este tipo). Además, aunque el triclosán se ha demostrado eficaz como un compuesto antimicrobiano, la presencia de cloro y cloruros en tal compuesto causa irritación de la piel lo que hace que la utilización de tal compuesto con fibras, películas y tejidos textiles para su uso en ropa sea muy indeseable. Además, existen productos textiles comercialmente disponibles que comprenden fibras de acetato y/o acrílicas co-extrudidas con triclosán (por ejemplo Celanese comercializa tales tejidos de acetato con el nombre Microsafe^{TM} y Acordis comercializa tales fibras acrílicas con el nombre comercial Amicor^{TM}). Sin embargo, tal aplicación se limita a estos tipos de fibras, no funciona específicamente para y con tejidos de poliéster, poliamida, algodón, spandex, etc. Además, este procedimiento de co-extrusión es muy caro.

Recientemente se han desarrollado y utilizado microbicidas inorgánicos que contienen plata como agentes antimicrobianos sobre y en una plétora de diferentes substratos y superficies. En particular, tales microbicidas se han adaptado para su incorporación dentro de fibras sintéticas de hilado por fusión, como se muestra en la Solicitud del Documento de Patente japonesa sin examinar de número H11-124729, con el fin de proporcionar ciertos tejidos que muestren de manera selectiva y de por sí características antimicrobianas. Además, se han hecho intentos de aplicar tales microbicidas específicos sobre las superficies de tejidos y de hilos con poco éxito desde un punto de vista de la durabilidad. Un tratamiento tópico con tales compuestos nunca se ha aplicado con éxito como un revestimiento o acabado duradero sobre un substrato de hilo o tejido. Aunque tales agentes en base a plata proporcionan excelentes y duraderas propiedades antimicrobianas, hasta la fecha ésta es la única forma disponible en la técnica anterior de proporcionar un textil antimicrobioano en base a plata de larga duración y resistente al lavado. Sin embargo, tales fibras de hilado por fusión son caras de fabricar debido a la gran cantidad de compuesto en base a plata requerida para proporcionar una suficiente actividad antimicrobiana en relación con las características migratorias de tal compuesto dentro de la misma fibra hacia su superficie. También es deseable un revestimiento tópico para aplicaciones de textiles y de películas, sobre todo después del acabado del tejido o película objetivo. Tal procedimiento tópico permite un tratamiento de las fibras individuales del tejido antes o después de tejer, tricotar, y similares, con el fin de proporcionar una mayor versatilidad al hilo objetivo sin alterar sus características físicas. Sin embargo, tal revestimiento, debe demostrar que es duradero frente al lavado, en particular para tejidos de ropa, con el fin de ser funcionalmente aceptable. Además, a fin de evitar ciertos problemas, es muy deseable para tal tratamiento de metalizado que éste no sea conductor eléctricamente sobre la superficie del tejido, hilo y/o película objetivo. Tal revestimiento no conductor eléctricamente y duradero frente al lavado con presencia de metales e iones de metal no ha estado disponible en el pasado. Así, tal mejora proporcionaría un avance importante dentro de la técnica textil, de los hilos, y de las películas. Aunque la actividad antimicrobiana es una característica deseada del tejido, hilo o película tratado con el metal de la invención, ésta no es una propiedad necesaria del artículo de la invención. La reducción del olor, la retención del calor, coloraciones diferentes, decoloraciones reducidas, resistencia mejorada de los hilos y/o del tejido, resistencia a los bordes afilados, etc., son todas propiedades individuales o en conjunto que pueden estar de acuerdo con e usuario de tal hilo, tejido, o película tratada de la invención.

La Solicitud de Documento de Patente japonesa sin examinar de número H04-002877 describe una fibra antibacteriana que comprende una capa de cubrición que se forma por aplicación de una disolución de tratamiento, preparándose la disolución de tratamiento por la adición de un agente reductor e una disolución acuosa mezcla de un material de polímero soluble en agua y una o más sales de metal soluble en agua para así formar un metal coloidal en la misma, el metal se selecciona de cobre, plomo, acero y plata y se aplica en una pequeña cantidad (0,0001% en peso a 5,0% en peso). Preferentemente, el material de polímero soluble en agua consiste en 50% o más en peso de alcohol de polivinilo.

Descripción de la invención

Así, es un objetivo de la invención proporcionar una forma simple de tratar con eficacia un hilo, textil, o película con un tratamiento antimicrobiano duradero frente al lavado que contiene un metal o iones metálicos. Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un tratamiento para textiles o películas que sea duradero frente al lavado y que reduzca y/o elimine de forma continua los malos olores de la superficie objetivo por la utilización de metales o iones metálicos. Otro objetivo de la invención es proporcionar textil o película agradable estéticamente tratada con metales o iones metálicos que no sea conductor de la electricidad, que sea duradero frente al lavado, que no amarilleé, que no sea irritante para la piel, y que proporcione una o ambas propiedades antimicrobiana o de reducción del
olor.

Por consiguiente, esta presente invención abarca un substrato tratado que comprende un tratamiento no conductor de la electricidad que comprende compuestos que contienen metales seleccionados del grupo que consiste en compuestos que contienen partículas de plata, compuestos que contienen iones de plata, y cualquiera de sus combinaciones, y un substrato seleccionado del grupo que consistente en un hilo, un tejido comprendido de hilos individuales, y una película; en donde dicho compuesto o compuestos está presente sobre al menos una parte de la superficie de dicho substrato; y en donde al menos aproximadamente 50% del tratamiento que contiene la plata adherida originalmente permanece sobre dicha parte tratada de dicha superficie tratada después de al menos 10 lavados, desarrollándose dichos lavados según el procedimiento de lavado como parte del Método de Ensayo de AATCC 130-1981, en donde dicho acabado se proporciona por aplicación de una composición de acabado que contiene un agente ligante no-iónico o aniónico y 0,1 a 40% en peso del compuesto de metal sobre al menos una parte del substrato, o en donde la al menos única parte de dicho substrato tratado se recubre con el agente ligante, el agente ligante se selecciona del grupo que consiste en imidazolidinonas reticuladas, ligantes acrílicos, resinas de melamina, materiales de polímeros que contienen policloruro de vinilo, poliésteres etoxilados; en donde dicho substrato tratado muestra una resistencia de más de 1.550 \Omega/cm^{2}; y en donde dicho acabado muestra propiedades antimicrobianas. Aún más preferentemente al menos el 60% de los compuestos que contienen metal permanecen después de 10 lavados, y lo más preferentemente al menos un 75% después del mismo número de lavados. Además, también es altamente preferente que al menos 30% del acabado se retenga después de 15 lavados, 20 lavados, y lo más preferentemente aproximadamente 30 lavados. También, esta invención abarca un substrato tratado que comprende un tratamiento no conductor de la electricidad que comprende compuestos que contienen metales seleccionados del grupo que consiste en compuestos que contienen partículas de plata, compuestos que contienen iones de plata, y cualquiera de sus combinaciones, y un substrato seleccionado del grupo que consiste en un hilo, un tejido comprendido de hilos individuales, y una película; en donde dicho compuesto o compuestos se adhieren sobre al menos a una parte de la superficie de dicho substrato; y en donde dicho substrato tratado muestra un logaritmo de la tasa de mortalidad para Staphylococcus aureus de al menos 1,5, preferentemente por encima de 2,0, más preferentemente por encima de 3,0, y un logaritmo de la tasa de mortalidad para Klebsiella pneumoniae de al menos 1,5, preferentemente por encima de 2,0, y más preferentemente por encima de 3,0, ambos ensayados según el Método de Ensayo de AATCC 100-1993 durante una exposición de 24 horas, después de al menos 10 lavados, desarrollados dichos lavados según el procedimiento de lavado como parte del Método de Ensayo de AATCC 130-1981. Tal invención también abarca los diferentes métodos de producir tal substrato tratado. El ensayo de durabilidad frente al lavado señalado anteriormente es estándar y, como se apreciará bien por aquél habituado con esta técnica, no pretende ser una necesidad o limitación dentro de esta invención. Tal método de ensayo simplemente proporciona una norma que, bajo 10 lavados según la misma, el substrato tratado de la invención no perderá una cantidad apreciable de su acabado de metal no conductor de la electricidad.

La cantidad retenida se puede medir con cualquier procedimiento estándar, tal como, por ejemplo, por análisis espectroscópico por plasma acoplado inductivamente (ICP, del inglés Inductively Coupled Plasma), por fluorescencia de rayos X (XRF, del inglés X-ray fluorescence), o por absorción atómica (AA, del inglés Atomic Absorption). O, de nuevo, con carácter alternativo, se puede determinar, la durabilidad de algunos acabados (es decir, la retención del acabado sobre la superficie) en relación con el comportamiento antimicrobiano. Así, con un acabado antimicrobiano eficaz, la exhibición de un logaritmo de tasa de mortalidad para Klebsiella pneumoniae o para Staphylococcus aureus después de una exposición de 24 horas, según el Método de Ensayo de AATCC 100-1993 resulta al menos 1,5, y superior, como se señaló anteriormente, para ambos microorganismos después de 10 lavados según el Método de Ensayo de AATCC 103-1981. Preferentemente, estos logaritmos de la tasa de mortalidad están por encima de 3,2, más preferentemente 3,5, y lo más preferentemente, al menos 4,0. De nuevo, tales logaritmos de las tasas de mortalidad después del mínimo número de lavados simbolizan el nivel de durabilidad deseado señalado anteriormente.

En ninguna parte de la técnica anterior se ha descrito, utilizado, o sugerido de forma clara tal substrato tratado específico o método de hacerlo. La técnica más parecida es un producto comercializado bajo el nombre comercial X-STATIC® que es un artículo de tejido chapado de forma eléctrica con un revestimiento de plata. Tal tejido es altamente conductor de la electricidad y se utiliza para la disipación de carga estática. También, existe alternativamente el revestimiento como un acabado de polvo de plata extraíble sobre una variedad de superficies. La publicación del anteriormente mencionado Documento de Patente japonesa adscrita a Kuraray se limita a fibras a las que se ha incorporado un compuesto en base a plata por técnicas para las fibras de hilado por fusión. En ninguna parte se ha mencionado o aludido tal tratamiento tópico duradero frente al lavado como el que ahora se reivindica.

Cualquier hilo, tejido, o película se puede utilizar como substrato dentro de esta aplicación. Así, fibras naturales (algodón, lana, y similares) o fibras sintéticas (poliésteres, poliamidas, poliolefinas, y similares) pueden constituir el substrato objetivo, ya sean por sí mismas o en cualesquiera de sus combinaciones o mezclas de fibras sintéticas, naturales, o mezclas o de los dos tipos. En cuanto a los tipos de fibras sintéticas, por ejemplo, y sin pretender limitación alguna en las mismas, se pueden utilizar en esta invención poliolefinas, tales como polietileno, polipropileno y polibutileno, materiales de polímeros halogenados, tal como policloruro de vinilo, poliésteres, tal como tereftalato de polietileno, poliéster/poliéteres, poliamidas, tales como nylon 6 y nylon 6,6, poliuretanos, así como los materiales homopolímeros, copolímeros o terpolímeros en cualquier combinación de tales monómeros, y similares. Son particularmente preferentes nylon-6, nylon-6,6, polipropileno y tereftalato de polietileno (un poliéster). Adicionalmente, el tejido objetivo puede estar revestido con cualquier número de películas diferentes, incluyendo las enumeradas en mayor detalle más abajo. Además, el substrato se puede teñir o colorear para proporcionar otras características estéticas para el usuario final con cualquier tipo de colorante, tal como, por ejemplo, colorantes de poli(oxialquilenos), así como pigmentos, colorantes, tinturas, y similares. También pueden estar presentes otros aditivos en y/o dentro del tejido o hilo objetivo, incluyendo agentes antiestáticos, compuestos abrillantadores, agentes nucleantes, antioxidantes, estabilizantes frente a UV, cargas, acabados para el planchado permanente, suavizantes, lubricantes, acelerantes del curado, y similares. Particularmente deseados como acabados opcionales y complementarios a los tejidos de la invención son los agentes de eliminación de suciedad que mejoran la mojabilidad y la capacidad para lavado del tejido. Agentes preferentes de eliminación de suciedad incluyen aquellos que proporcionan hidrofilia a la superficie de poliéster. Con tal superficie modificada, de nuevo, el tejido imparte un confort mejorado a un usuario por la capacidad de absorción capilar de la humedad. Los agentes preferentes de eliminación de suciedad contemplados en esta invención se pueden encontrar en los Documentos de Patentes de EE.UU. de números 3.377.249; 3.540.835; 3.563.795; 3.574.620; 3.598.641; 3.620.826; 3.632.420; 3.649.165; 3.650.801; 3.652.212; 3.660.010; 3.676.052; 3.690.942; 3.897.206; 3.981.807; 3.625.754; 4.014.857; 4.073.993; 4.090.844; 4.131.550;
4.164.392; 4.168.954; 4.207.071; 4.290.765; 4.068.035; 4.427.557; y 4.937.277. Por consiguiente, estos Documentos de Patente se incorporan al presente documento por referencia. Además, otros acabados y/o aditivos potenciales pueden incluir fluorocarbonos y sus derivados, siliconas, ceras repelentes de agua y otros materiales impermeabilizantes similares.

El tratamiento en particular debe comprender al menos un tipo de compuestos de metal, tal como compuesto que incorpora plata (denominado partículas de plata), partículas que contienen iones de plata, o sus mezclas. Tales compuestos de metal proporcionan las mejores características globales deseadas, tales como, preferentemente, características antimicrobianas y/o de reducción de olores, ciertas coloraciones, buena resistencia a la luz, y, sobre todo, durabilidad frente al lavado en el substrato objetivo.

El término "partícula de plata" se pretende que abarque cualquier compuesto en el que la plata esté presente en su estado puro no iónico (así, están presentes las partículas de plata, como un ejemplo). El término "que contiene iones de plata" abarca compuestos en los que están presentes las especies iónicas de la plata (tales como óxidos de metal, que incluyen, como ejemplo simples, óxido de plata para Ag^{+}, o, como alternativa, resinas de intercambio iónico, zeolitas, o, posiblemente compuestos vítreos sustituidos, que liberan el ion plata en particular unido al mismo bajo la presencia de otras especies aniónicas). El compuesto preferente de partículas de plata se produce por un procedimiento de reducción de plata. Con un agente reductor, la sal utilizada para este fin es así preferentemente nitrato de plata (I). El compuesto preferente que contiene iones de plata para esta invención es un fosfato de zirconio y plata antimicrobiano disponible de Milliken & Company, bajo el nombre comercial ALPHASAN®, aunque cualquier compuesto antimicrobiano que contenga plata, incluyendo, por ejemplo, y meramente a modo de ejemplo, una zeolita de plata-sustituida disponible de Sinanen bajo el nombre comercial ZEOMIC® AJ, o un vidrio de plata-sustituido disponible de Ishizuka Glass bajo el nombre comercial IONPURE®, se pueden utilizar ya sea como complemento o como un sustituto de las especies preferentes. Por lo general, tal compuesto de metal se añade en una cantidad de desde aproximadamente 0,01 a 40% del peso total de la composición del tratamiento en particular; más preferentemente de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 30%; y lo más preferentemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 30%, todo depende del método de aplicación seleccionado. El compuesto de metal se añade entonces al substrato objetivo en a) cantidades de entre 0,34 y 33,4 g/m^{2} (0,01 y 1,0 onzas por yarda cuadrada), o bien, b) de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 5% en peso de fibra, dependiendo de la aplicación seleccionada y del método de medición. Tales proporciones proporcionan el mejor comportamiento antimicrobiano y/o de reducción del olor en relación a la durabilidad frente al lavado, a la no conductividad eléctrica, y al costo total. Preferentemente este compuesto de metal añadido en peso es a) aproximadamente 0,1, ó b) aproximadamente 1,0% en peso de fibra. El tratamiento en sí, que incluye cualesquiera ligantes, adherentes, espesantes y similares necesarios, se añade al substrato en una cantidad de a) aproximadamente 0,34 a aproximadamente 136 g/m^{2} (aproximadamente 0,01 a aproximadamente 4,0 onzas por yarda cuadrada), o b) de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 10% en peso de fibra.

Además, los substratos de la invención no muestran necesariamente conductividad eléctrica alguna apreciable (debido a las bajas cantidades de metal presentes y así como la inexistencia de cualquier filtración sobre o a través del substrato objetivo), medida por la unión de una muestra de tejido de 5,08 cm por 5,08 cm (dos pulgadas por dos pulgadas) a dos electrodos y la aplicación de un gradiente de potencial de aproximadamente 100 voltios por pulgada través del tejido (es decir, según el Método de Ensayo de AATCC 76-1978). La resistencia medida en ohmios por centímetro cuadrado (ohmios por pulgada cuadrada) debe superar aproximadamente 1.550 (10.000), preferentemente 155 x 10^{3} (1.000.000), y lo más preferentemente 155 x 10^{6} (155 x 10^{9}) a fin de proporcionar un tejido substancialmente no conductor de la electricidad.

El substrato seleccionado puede ser cualquiera de un hilo individual, un tejido que comprende fibras o hilos individuales (aunque no necesariamente hilos previamente revestidos), o una película (ya sea única o como un laminado a un tejido, como ejemplos). Las fibras o hilos individuales pueden ser de cualquier fuente típica para su utilización en los tejidos, incluyendo fibras naturales (algodón, lana, ramio, cáñamo, lino, y similares), fibras sintéticas (poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliaramidas, acetatos, rayón, acrílicos, y similares), y fibras inorgánicas (fibra de vidrio, fibras de boro, y similares). El hilo objetivo puede ser de cualquier denier, puede ser de mono- o multi-filamento, puede ser de falso torcido o trenzado, o puede incorporar fibras o filamentos de múltiples denier en un único hilo por torsión, fusión y similares. Los tejidos objetivos se pueden producir de los mismos tipos de hilos discutidos anteriormente, incluyendo cualquiera de sus mezclas. Tales tejidos pueden ser de cualquier construcción estándar, incluyendo formas de punto, tejidas, o no tejidas. Las películas se pueden producir a partir de cualquier material de polímero termoplástico o termoestable, incluyendo, pero sin limitarse a, poliolefinas (polipropileno, polietileno, polibutileno), policloruro de vinilo, policloruro de vinilideno, poliacetato de vinilo, y similares, poliésteres (tereftalato de polietileno, isoftalatos, y similares) poliéteres, acetatos, acrílicos, y poliamidas, así como cualesquiera películas de materiales de copolímeros de cualquiera de los anteriores. Tales películas pueden ser de extrusión, soplado, laminado, y similares, y se pueden producir in situ sobre la superficie de un tejido objetivo o producir por separado y posteriormente adherirse o laminarse sobre una su-
perficie objetivo. También, tales películas se pueden producir, tratar, y utilizar por separado de cualquier otro substrato.

Los hilos se incorporan preferentemente en tejidos específicos, aunque cualquier otra utilización bien conocida de tales hilos se puede realizar con los artículos de la invención (tal como material para alfombras). Los tejidos de la invención también se pueden utilizar en cualquier aplicación adecuada, incluyendo, sin limitación, ropa de vestir, tapicería, ropa de cama, trapos de limpieza, toallas, guantes, alfombras, esterillas para suelo, cortinas, manteles, tapetes de bar, bolsas textiles, toldos, fundas para vehículos, fundas para barcos, tiendas, y similares. Las películas de la invención pueden estar presentes en los tejidos, o utilizarse para el embalaje, como revestimientos para otros tipos de substratos, y similares.

Los substratos de tejido y los hilos se tratan preferentemente con un acabado que contiene iones metálicos o partículas de metal. Las películas se tratan preferentemente con formulaciones que contienen iones metálicos sobre la superficie de los tejidos revestidos con las películas.

Tratamientos con Partículas de Metal

La composición preferente de partículas de metal por lo general comprende cuatro componentes: agua, una sal de metal, un agente reductor, y un ligante polimérico. Como se señaló anteriormente, el metal se produce por la reducción en disolución de los iones metálicos de la sal del metal en la solución. Este proceso específico en realidad combina dos tecnologías diferentes, específicamente la formación de partículas coloidales mediante la reducción química y la estabilización estérica de tales partículas por un tensioactivo o material de polímero y la modificación de la superficie de la fibra (o textil) por la utilización de un ligante polimérico. En el ejemplo, el estabilizador estérico y el ligante de la fibra (o del textil) son el mismo compuesto polimérico.

Tal dispersión de partículas de metal generalmente se produce de la siguiente manera: se produce una disolución del ligante polimérico y agua con una concentración de materia de polímero entre 0,1% y 20% (p/p). Entonces la disolución se divide entre dos recipientes, uno contiene una sal de metal disuelta (es decir, una sal de metal MA que se disocia completamente a M^{+} y A^{-}) y en el otro, un agente reductor disuelto. Cuando se mezclan bien las dos disoluciones, entonces se combinan con gran rapidez. Cuando se combinan, el agente reductor transfiere un electrón al catión metálico y lo reduce a su forma neutra (M_{n}^{+} + e^{-} \rightarrow M_{n}^{0}). Los átomos de metal rápidamente se aglomeran para formar partículas de mayor tamaño (1-1.000 nm). El estabilizador estérico actúa mediante su adsorción en la superficie de las partículas en crecimiento y con ello impide la floculación catastrófica de las partículas en agregados macroscópicos (\simmm de diámetro) al limitar la distancia de máxima aproximación.

Es importante señalar que la selección del ligante polimérico en particular es crucial para el éxito en la consecución de la durabilidad y de la eficacia deseada del revestimiento específico ya que este componente de ligante debe cumplir con una serie de criterios importantes. En primer lugar, ya que son necesarias altas concentraciones de sal para generar un gran número de partículas de metal, y que dichas sales generalmente causan que muchas dispersiones de ligante polimérico floculen fuera de la disolución, el ligante en particular no debe reaccionar de tal manera con el fin de estabilizar eficazmente las partículas que se producen (como se menciona anteriormente). En segundo lugar, el ligante no debe actuar como los típicos ligantes de textiles (que no estabilizan las partículas y así permitir que las partículas ya nucleadas floculen rápidamente en grupos macroscópicos) lo que daría como resultado una disolución resultante no apta en esta aplicación. En tercer lugar, es importante que el estabilizador polimérico, una vez procesado, sea capaz de soportar el lavado casero bajo un amplio intervalo de condiciones y de mantener la concentración de la plata en textil. Así, no debe ser fácilmente soluble en agua, no debe ser susceptible al ataque por detergentes industriales y/o estándar, disolventes y/o agentes blanqueadores, y no debe fundirse por exposición a las temperaturas de secado. La utilización de tal ligante específico para proporcionar un revestimiento de metal a las fibras y/o tejidos es, así, radicalmente diferente de otras prácticas anteriores en esta área y permite una aplicación tópica de tal revestimiento, ya sea antes o después de que el substrato en particular se haya terminado. A fin de proporcionar la durabilidad frente al lavado requerida, este ligante debe cumplir estos estrictos criterios. En la técnica no existe ninguna enseñanza o buena sugerencia de tales requisitos.

Como se señaló anteriormente, las sales de metales preferentes para este procedimiento es plata (I). Las concentraciones de estas sales en el baño de inmersión se pueden aumentar a \sim2% antes de que la cinética de la reducción y de la agregación agoten a la cinética de adsorción del material de polímero y de la mezcla y cause la agregación/agrupación significativa del metal. El nitrato de plata (I) está presente en una concentración de desde aproximadamente 0,01% a aproximadamente 10%, más preferentemente de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 5,0%, y lo más preferentemente aproximadamente 1,0% en el baño de inmersión.

Los agentes reductores preferentes son borohidruro de sodio (NaBH_{4}), hidrosulfito de sodio y citrato trisódico (Na_{3}C_{6}H_{5}O_{7}), aunque se puede utilizar cualquier agente reductor estándar asociado con las sales de metales arriba listadas. El primero es un fuerte agente reductor que reacciona con el metal por completo en segundos de mezcla. Un subproducto no deseado de esta reacción es hidrógeno gas que causa una significativa formación de espuma cuando se mezclan los productos. Los dos últimos no tienen este efecto, pero son agentes reductores más suaves y requieren calentar a cerca del punto de ebullición para hacer que la reacción tenga lugar.

El ligante polimérico se puede seleccionar a partir de ciertas resinas y materiales termoplásticos, tales como resinas de melamina y materiales de polímeros que contienen policloruro de vinilo. De particular interés, y así ligantes poliméricos preferentes para este proceso son las resinas de melamina - formaldehído (tal como una resina disponible de BFGoodrich bajo el nombre comercial Aerotex®), materiales de copolímero de policloruro de vinilo/vinilo (tal como un material de copolímero también disponible de BFGoodrich bajo el nombre comercial Vycar® 460x49) y resinas acrílicas/PVC disponibles de BFGoodrich. Se ha encontrado que bajo la exposición a un catalizador de sulfato de amonio y curado a 350ºC durante 2 minutos, la melamina proporciona un acabado duradero de al menos 30 lavados sobre una fibra o tejido. El material de copolímero no requiere catalizador y se comporta de manera similar a la melamina en la durabilidad frente al lavado cuando se cura durante el mismo tiempo y a la misma temperatura. (La Tabla 1 muestra las
lecturas de ICP para la plata en función de los lavados caseros usando Aerotex® M3 y BFG Vycar® en una aplicación).

La disolución descrita anteriormente se puede aplicar a un tejido o hilo en un número de maneras. Se incluyen en esta lista, que no es en absoluto exhaustiva, revestimiento por aplicación, revestimiento por serigrafía, pulverización, y revestimiento por contacto suave (especialmente para aplicaciones de hilo). El revestimiento y método preferente se discuten en mayor profundidad más adelante.

Revestimientos que Contienen Iones de Metal

Los procedimientos preferentes que utilizan compuestos que contienen iones de metal incluyen cualquiera de los siguientes, dependiendo de las características deseadas del producto final. Una alternativa utiliza el compuesto de iones de plata señalado anteriormente, tal como ALPHASAN®, ZEOMIC® o IONPURE® como compuestos preferentes (aunque también se pueden utilizar cualesquiera tipos similares de compuestos que proporcionen iones de plata), agotado sobre el tejido o superficie de película objetivo y recubierto entonces con una resina de ligante. Como alternativa, el compuesto que contiene iones metálicos se añade con un ligante en un baño de tintura, en el que el tejido o fibra objetivo se sumerge entonces a temperaturas elevadas (es decir, por encima de aproximadamente 50ºC).

Tal procedimiento se desarrolla por un primer intento de comprender la capacidad de tales compuestos que contienen los iones metálicos de unirse a una superficie de tejido. Así, primero se agota una muestra de ALPHASAN® procedente de un baño de tintura sobre una superficie de tejido de poliéster objetivo. El tejido tratado muestra excelentes características del logaritmo de tasas de mortalidad; sin embargo, bajo lavado en un método de lavado estándar (por ejemplo; el Método de Ensayo de AATCC 130-1981) se reduce drásticamente la actividad antimicrobiana. Tales prometedores resultados iniciales tienen como resultado un tratamiento antimicrobiano con durabilidad frente al lavado de la invención en donde el compuesto deseado que contiene iones metálicos se debería mezclar o recubrir con una resina de ligante sobre la superficie del tejido objetivo. La resina de ligante debería mostrar poca o nula solubilidad en agua (substancialmente insoluble en agua), y debe adherirse fácilmente a la superficie del tejido o al compuesto que contiene los iones metálicos en sí mismo. Tal resina de ligante se puede así seleccionar del grupo que consiste en ligantes no iónicos para el planchado permanente (es decir, compuestos reticulados de promoción de la adherencia, incluyendo, sin limitación, imidazolidinonas reticuladas, disponibles de Sequa bajo el nombre comercial Permafresh®) o ligantes ligeramente aniónicos (incluyendo, sin limitación, acrílicos, tal como Rhoplex® TR3082 de Rohm & Haas). Se pueden utilizar otros ligantes no iónicos y ligeramente aniónicos siempre que proporcionen las características de adhesión deseadas. Tales compuestos potenciales incluyen formaldehído melamina, urea melamina, poliésteres etoxilados, tal como Lubril QCX^{TM} disponible de Rhodia, y similares. El agotamiento inicial de ALPHASAN® es así seguido preferentemente por un fino revestimiento de resina de ligante para proporcionar las características deseadas de durabilidad frente al lavado para el tratamiento de partículas en base a metal. Las características antimicrobianas de los tejidos tratados permanecen muy efectivas para el tejido incluso después de tantos como diez procedimientos de lavado estándar. También es posible, aunque menos efectivo en comparación con el recubrimiento de ligante de resina antes mencionado, pero que sigue siendo un método aceptable de proporcionar una superficie de tejido tratado con metal antimicrobiano duradero frente al lavado, la aplicación de un compuesto que contiene los iones metálicos/resina de ligante a partir de una mezcla para un baño de tintura. El agotamiento de tal combinación es menos eficaz desde el punto de vista de la actividad antimicrobiana que el procedimiento de recubrimiento, pero, de nuevo, sigue ofreciendo un tratamiento duradero frente al lavado con prestaciones antimicrobianas aceptables. En realidad, esta mezcla de compuesto/resina se puede aplicar por pulverización, inmersión, relleno, impregnación y similares.

Otra alternativa preferente se refiere al tratamiento de las fibras individuales. Tal alternativa ha demostrado ser muy eficaz, muy especialmente en un método de teñido por bobina. En dicho procedimiento, un baño de tintura que comprende los compuestos que contienen los iones metálicos y los agentes de ligante deseados se bombea a través de un carrete de hilo (o fibra) fuertemente enrollado. Este es generalmente un proceso bastante difícil de realizar con eficacia ya que el tamaño de las partículas de los sólidos constitutivas del baño de tintura podría interferir con la presión de la bomba necesaria para forzar al líquido del baño de tintura a pasar a través de la totalidad de la bobina de hilos. Además, tal método de teñido debe producir un tratamiento uniforme en todas las partes de un hilo objetivo en toda la "bobina"; el tamaño de las partículas y el grado de la mezcla son así de vital importancia para impartir un tratamiento uniforme sobre la totalidad del hilo. Sorprendentemente, este procedimiento funciona muy bien para dar un tratamiento de metales duradero frente al lavado sobre la superficie de los hilos. Bajo el tratamiento de los hilos objetivo, entonces tales hilos se pueden tejer, hacer géneros de punto, o se pueden incorporar una estructura de tejido no tejida para formar un textil. El textil muestra coloraciones similares, logaritmos de tasas de mortalidad, y similares, en lugares discretos del textil. Sin la intención de estar soportado por teoría específica alguna, se cree que el agente ligante parece fijase sobre los compuestos que contienen los iones metálicos adheridos a la superficie de los hilos, o que el agente ligante se adhiere a la superficie de los hilos, a la que el compuesto que contiene los iones metálicos entonces se fija (y a la que el agente ligante también se fija). De nuevo, muy sorprendentemente, tales compuestos que contienen los iones metálicos deseados son lo suficientemente pequeños como para pasar forzosamente a través de la "bobina" de hilos con el fin de tratar la totalidad del hilo objetivo.

En tal método alternativo, la alta presión del procedimiento necesaria para proporcionar la aplicación del sólido antimicrobiano sobre la superficie de los hilos objetivo debe ser suficiente para permitir la penetración de los compuestos sólidos en la estructura real del hilo. Puede ser deseable una elevada temperatura para permitir la "apertura" de la estructura de las fibras para facilitar la introducción de tales sólidos en un hilo sólido. En general, las condiciones de alta presión deben ser de aproximadamente 689 y 689.475 N/m^{2} (0,1 y 100 libras por pulgada cuadrada), con un tiempo de exposición de desde aproximadamente 5 segundos a aproximadamente 5 horas a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 25º a aproximadamente 325ºC. Tales condiciones son proporcionadas lo más fácilmente en un sistema de recipiente cerrado y chorro de tintura, y parece funcionar más fácilmente para los hilos tenidos por boina. El tipo de fibra es consecuencia únicamente de la medida en que determinadas temperaturas permiten una penetración más fácil en determinadas fibras. Así, las fibras naturales (tal como algodón) requieren temperaturas relativamente bajas para "la apertura" de la estructura de la celulosa; el nylon requiere una temperatura mucho más alta (superar su temperatura de transición vítrea, por lo general) para proporcionar las características antimicrobianas más eficaces. En su mayor parte, la alta presión en realidad parece que fuerza a las partículas de sólidos a entrar en los hilos; sorprendentemente, tal interacción sólido-sólido trabaja para mantener una cantidad substancial de antimicrobiano sólido, incluso después del lavado. Sin embargo, preferentemente se añade un agente ligante para ayudar en la retención de las partículas sólidas ya que lo más probable es que tales partículas sólidas muestren una tendencia a desprenderse del hilo con el tiempo.

Otra alternativa utiliza un tratamiento con óxido de metal sobre una superficie de tejido o de película, tal como, preferentemente, óxido de cinc, revestido con un agente ligante hidrófobo mezclado con una cantidad sinérgica de un material polimérico hidrófilo, aplicado a una superficie de tejido o de película, principalmente para proporcionar un acabado duradero frente al lavado y de reducción de olores en el tejido objetivo. En general, la presencia de tal agente ligante hidrófobo duradero frente al lavado sólo es posible sobre una superficie de tejido hidrófobo. Sin embargo, el tejido hidrófobo no absorbe humedad por capilaridad y así, es muy incómodo de llevar (si se utiliza como tejido para ropa) en comparación con un tejido hidrófilo que absorbe humedad por capilaridad. También, tal recubrimiento de agente ligante hidrófobo para el material de óxido metálico reductor de olores enmascararía de forma perjudicial la superficie del óxido de metal y retardaría la acción neutralizante del olor del compuesto eficaz, sobre todo cuando este está presente sobre y/o en un tejido húmedo. Sin embargo, con el fin de proporcionar un acabado de óxido metálico reductor del olor y duradero frente al lavado a un textil o tejido, existe al parecer una necesidad de proporcionar un agente ligante hidrófobo completo sobre el óxido de metal. Cuando está presente tal exceso "necesario" de agente ligante hidrófobo, de nuevo, lo más probable es que el óxido de metal (es decir, óxido de cinc) esté encapsulado y así éste no se pondrá en contacto con los compuestos objetivo que producen olor. Una reducción en tal agente ligante hidrófobo tiene como resultado una suficiente falta de adherencia entre las partículas del óxido de metal y el tejido objetivo para proporcionar un acabado duradero frente al lavado y duradero frente al uso. Sorprendentemente se encuentra que el necesario confort (debido a la absorción por capilaridad de la humedad) y la simultanea retención de suficiente adhesión se proporcionan por la adición de un agente hidrófilo a la formulación de agente ligante/óxido de cinc. Con tal adición, se proporciona un revestimiento/acabado de textil reductor de olores, duradero y con absorción de la humedad por capilaridad. De gran y sorprendente interés es la aparente interacción sinérgica entre el óxido de cinc, el agente ligante y el agente hidrófilo. El agente hidrófilo no sólo proporciona confort por la absorción de la humedad por capilaridad en el tejido objetivo, sino que también facilita la interacción de los compuestos de olor en la transpiración humana con el óxido de cinc preferente para permitir una neutralización eficiente del olor. En general para que sea eficaz la relación en peso de óxido de cinc a resina de ligante esta está en el intervalo de 100:1 a 1:100. Es preferente la relación entre 1:2 y 2:1. Un agente humectante adecuado para esta aplicación puede poseer restos hidrófilos e hidrófobos dentro de su estructura. En tal caso, el resto hidrófilo específico debe estar presente en una cantidad suficiente para permitir la propagación de cualquier humedad sobre la superficie de tejido tratado. El acabado también requiere cantidades suficientes de un resto hidrófobo dentro de su estructura para que sea soluble en agua. Como resultado, el acabado no se lavará fácilmente en repetidos ciclos de lavado. Ejemplos de tales agentes humectantes preferentes son poliésteres sulfonados, materiales de copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno, y poliésteres etoxilados. El óxido de metal preferente es el óxido de cinc con un pequeño tamaño de partícula y una gran área superficial. El pequeño tamaño de partícula permite una distribución uniforme en un medio de aplicación y tiene como resultado un tratamiento substancialmente transparente. Una partícula de óxido de cinc grande tiende a dar un tono de fondo blanco a un textil y por lo tanto afecta a la apariencia del producto. El tamaño de las partículas para esta aplicación debe estar preferentemente por debajo de 3 micrómetros, lo más preferentemente, menos de 1 micrómetro. Para esta aplicación también es preferente un óxido de cinc de elevada área de superficie específica. El área de superficie específica preferente para el óxido de cinc para esta aplicación es 10 m^{2}/g o más.

A continuación se tratan con más detalle las realizaciones preferentes de estos tratamientos alternativos de tejido.

Descripción de las realizaciones preferentes

A continuación se exponen ejemplos de compuestos particularmente preferentes dentro del alcance de la presente invención. Ninguno de los siguientes tejidos de la invención muestra conductividad eléctrica alguna.

A) Tratamientos de Tejidos e Hilos con Partículas de Plata

Las dispersiones usadas en los estudios de durabilidad y del logaritmo de mortalidad para los artículos resultantes de los tratamientos de partículas de plata contienen las siguientes concentraciones (todos los % son por peso de disolución): 1% de AgNO_{3}, 0,5% de NaBH_{4}, 5% de resina de ligante, 3% de espesante hidroxietilcelulosa, y 90,5% de agua. El patrón de impresión usado es un patrón de puntos de 12 dpi con cada punto teniendo una forma circular de diámetro \sim0,5 mm.

Se ensayan tres conjuntos de muestras en tres números diferentes de lavados. Los tres conjuntos son: a) tejido 100% de poliéster multifilmento sin tratamiento, b) el mismo tipo de tejido tratado sólo con la resina de ligante deseada, y c) el mismo tipo de tejido tratado con la dispersión de partículas de plata anteriormente descrita. Cada muestra se somete a 0,15 y 30 lavados. Para minimizar la actividad biocida potencial del detergente, las muestras de 15 y 30 lavados se someten a dos ciclos de enjuague adicionales antes del análisis. En las Tablas pertinentes que se muestran a continuación, los resultados del logaritmo de la mortalidad se llevan a cabo con a) una concentración inicial de Staphylococcus aureus de 3,8x10^{6} UFC/mL y b) una concentración inicial de inóculo de Klebsiella pneumoniae de aproximadamente 18.000.000 UFC/mL.

Se llevan a cabo los tres siguientes tratamientos y se demuestra que crean un acabado de partículas metálicas altamente resistente al lavado.

1) Revestimiento por impregnación con almohadilla

El artículo tejido (tejido de 100% de poliéster) se sumerge en una dispersión de material polimérico/partículas de plata que comprende aproximadamente 1 parte de disolución de plata coloidal y aproximadamente 5 partes de una resina de ligante. Resinas particulares ensayadas son Aerotex® M3, Vycar® 460x49, y una resina acrílica/PVC (todas las resinas disponibles de BFGoodrich). Se retira entonces el tejido sumergido y se hace pasar a través de un rollo de impregnación. El tejido entonces se calienta a 350ºC durante 2 minutos. Entonces el tejido resultante se analiza en primer lugar por espectroscopia de ICP para el recuento de las partículas restantes sobre la superficie del tejido después del tratamiento, tanto inicialmente como después de un número de lavados utilizando el procedimiento estándar de lavado del Método de Ensayo de AATCC 130-1981. A continuación se presentan los resultados en forma de tabla:

TABLA 1 Conteo De Partículas Sobre Los Tejidos Revestidos Por Impregnación Con Dispersiones De Partículas De Plata

1

Así, la retención del acabado de metal es excelente tanto para ambos ligantes (77% después de 10 lavados, 68% después de 20, 55% después de 30 para el ligante PVC/acrílico; 88% después de 10 lavados, 87% después de 20, y 70% después de 30). Se debería señalar que estas medidas están sujetas a la variabilidad en el instrumento de medida, así; aunque que se consideren de forma relativa y no se aparten en cantidad significativa alguna de los resultados tabulados, en los resultados pueden ocurrir variaciones. Por otra parte, los tejidos tratados también se ensayan para la conductividad eléctrica por el método señalado anteriormente (Método de Ensayo de AATCC 76-1978); el ruido del instrumento de medida es superior a cualquier medida de la resistencia que medía el instrumento, así, la resistencia es tan alta para el tejido que no se muestra conductividad apreciable para todas las muestras ensayadas.

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2) Aplicación a Hilos

En este método, la dispersión de partículas de metal se aplica utilizando un aplicador de contacto, que consiste en un rodillo que gira constantemente en un baño de la dispersión del metal. El rodillo transfiere la disolución a la parte superior del rodillo, por donde en un extremo pasan los hilos contra el rodillo y entran a un horno en donde se curan a 350ºC durante 2 minutos y entonces se recogen en una bobina para su posterior procesamiento. El hilo revestido con las partículas de metal se analiza si es no conductor eléctricamente (por el método de electrodos espaciados señalado anteriormente) y por lo general incluyen de aproximadamente 20 a 30% en peso de la dispersión de partículas de metal. El hilo revestido de plata entonces se cose o teje en un tejido con hilos no tratados en una proporción de 1 hilo tratado por cada 15 hilos sin tratar. Los hilos tratados son visibles sólo sobre un lado del tejido tratado y el tejido resultante muestra un excelente comportamiento antimicrobiano sostenido. La Tabla 3 muestra los resultados de ICP para la plata en función de los lavados para un hilo "de calcetín" de un hilo tratado de 70 denier y de un hilo sin tratar de 500 denier.

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TABLA 2 Durabilidad De Los Hilos Revestidos De Partículas De Plata Cosidos En Tejidos

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2

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3) Impresión por Serigrafía

En una aplicación de impresión por serigrafía, la dispersión descrita anteriormente se espesa y se prensa a través de una superficie de imprimir por serigrafía sobre un lado de un tejido en una etapa de acabado. El agente espesante preferente para esta realización es Aqualon® Natrosol 99-250 HHR (en un intervalo de concentración de 1-10% en peso de la disolución) siendo la concentración preferente 3% (que proporciona una viscosidad intrínseca deseada de desde aproximadamente 100.000 a aproximadamente 400.000, preferentemente 200.000 centipoises a temperatura y presión estándar). La viscosidad de la dispersión de las partículas de metal/material de polímero también se puede ajustar con la utilización de cantidades suficientes de hidroxietilcelulosa; sin embargo, las mezclas de los espesantes HEC y Aqualon® pueden ser suficientes para proporcionar una viscosidad resultante, preferente de 200.000 cps. Aunque se han encontrado espesantes preferentes para la impresión por serigrafía, cualquiera habituado con esta técnica apreciaría que se puede utilizar cualquier número de espesantes aceptables, ya sea solo, o en combinación, para proporcionar el nivel deseado y/o necesario de viscosidad con el fin de realizar tal procedimiento de impresión por serigrafía. La dispersión espesada que contiene las partículas de metal se aplica al tejido objetivo mediante presión de la misma a través de una plancha de serigrafiado rotativa con un patrón. El tejido "revestido" entonces se cura a 117ºC (350ºF) durante al menos 2 minutos para producir un revestimiento que es resistente al lavado durante al menos 30 lavados. La Tabla 4 proporciona este dato de durabilidad

TABLA 3 Durabilidad De La Impresión Por Serigrafía Sobre Tejidos Con Dispersiones De Partículas De Plata

3

El tejido tratado entonces se analiza para su capacidad para proporcionar eficacia antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus y Klebsiella pneumoniae. Los resultados son los siguientes:

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TABLA 4 Eficacia Frente A Staphylococcus aureus

4

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TABLA 5 Eficacia Frente A Klebsiella pneumoniae

5

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El tratamiento duradero no sólo conserva su integridad sobre la superficie del tejido objetivo, sino que además también continúa proporcionando un tratamiento antimicrobiano eficaz.

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B) Tratamientos de Tejidos con Intercambio Iónico de Plata, Zeolita de Plata, y Óxido de Cinc

Inicialmente, se aplican dispersiones de ALPHASAN® (compuesto de intercambio iónico en base a plata disponible de Milliken & Company) en un baño de tintura de agotamiento sin resina de ligante alguna presente. Después de que se completa el agotamiento, se recogen y se analizan los datos de absorción atómica lo que muestra un nivel activo real promedio de 0,9% en peso de fibra (mostrando una retención de aproximadamente 90% del ingrediente activo en el tejido). Los resultados sobre cuatro muestras de un tejido 100% de poliéster, aplicado a una temperatura de aproximadamente 138ºC (280ºF) (para 2 muestras) y 129ºC (265ºF) (para las 2 muestras restantes) con un nivel de agotamiento del compuesto en base a plata de aproximadamente 1,0% en peso de fibra, y un curado por calor a una temperatura de aproximadamente de 193ºC (380ºF), para el logaritmo de las tasas de mortalidad de S. aureus y K. pneumoniae, son los siguientes:

TABLA DE CONTROL

Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Después De Múltiples Lavados Sin Resina De Ligante

6

Incluso después de 1 lavado, son pronunciadas las reducciones de la actividad antimicrobiana. Así, se desarrollan mejoras adicionales con las tecnologías de la resina de ligante para aumentar la durabilidad frente al lavado.

A continuación se exponen ejemplos de tejidos y de tratamientos de tejidos particularmente preferentes dentro del alcance de la presente invención.

Como se señala anteriormente, los tratamientos de compuestos específicos que contienen iones metálicos han demostrado ser duraderos frente al lavado sobre determinados hilos y también sobre superficies de tejido. Estos incluyen los siguientes, preferentemente ya sea con los compuestos en base a plata de ALPHASAN® o con óxido de cinc. Las siguientes realizaciones preferentes muestran mediciones de la resistividad muy por encima de 155x10^{6} ohmios por cen-
tímetro cuadrado (1x10^{9} ohmios por pulgada cuadrada) para el tejido según el Método de Ensayo de AATCC 76-1978.

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1) Agotamiento del Compuesto Seguido de Recubrimiento con Resina de Ligante

a) Resina de Ligante Acrílico - Primero se produce una dispersión de ALPHASAN ® (compuesto de intercambio en base a plata disponible de Milliken & Company) por mezcla de aproximadamente 30% en peso del compuesto en base a plata, aproximadamente 23,0% en peso de una mezcla de tensioactivos aniónicos, Tamol® SN, disponible de Rohm & Haas, y Synfac® 8337, disponible de Milliken & Company, y el resto agua. Entonces se aplica esta dispersión por agotamiento en un baño de tintura a las cuatro muestras de tejido (todas de construcción 100% de poliéster; con 51 picos por 52 puntas, hilo multifilamento de 300 denier). Dos de ellas se tiñen a una temperatura de aproximadamente 138ºC (280ºF), y las otras a una temperatura de aproximadamente 129ºC (265ºF). El nivel de agotamiento de los compuestos activos de ALPHASAN® sobre los tejidos objetivo es aproximadamente 1,0% en peso de fibra. Los tejidos se revisten entonces con un material de ligante acrílico, Rhoplex® TR3082, en una cantidad de aproximadamente 2,5% en peso de fibra. Entonces los tejidos revestidos se curan por calor a 193ºC (380ºF). Se mide el logaritmo de la tasa de mortalidad para los tejidos sin lavar para S. aureus y resulta ser 4,9; para K. pneumoniae, resulta ser 2,54. Los resultados después de múltiples lavados se tabulan a continuación:

TABLA 6 Logaritmo De Las Tasas de Mortalidad Después De Lavados Múltiples Con Recubrimiento Acrílico

7

Es importante tener en cuenta, y como se aprecia y comprende bien por cualquiera habituado con la técnica, que las variaciones en las mediciones del logaritmo de las tasas de mortalidad son prevalentes, sin embargo, fiables, debido a las dificultades inherentes a ambos ensayos biológicos y en la capacidad para establecer recuentos de bacterias completamente controlados sobre tales superficies. Estos resultados así muestran el muy favorable comportamiento antimicrobiano y, así, la excelente durabilidad frente al lavado sobre la superficie del tejido.

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b) Resina de Ligante de Planchado Permanente - Se sigue el mismo tipo procedimiento de agotamiento y de dispersión de ALPHASAN® que el anterior. Sin embargo, el recubrimiento es Permafresh®, disponible de Sequa. Una vez más, se aplica aproximadamente 2,5% en peso de fibra de esta resina de recubrimiento sobre los tejidos tratados con ALPHASAN®. También se añade en el baño de tintura un portador de benzoato de butilo en una cantidad de aproximadamente 2,5% en peso de fibra. Los resultados del logaritmo de la mortalidad para esta muestra son los siguientes:

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TABLA 7 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Después De Múltiples Lavados Con Recubrimiento Permanente De Planchado

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Así, se obtienen excelentes resultados de durabilidad con tal sistema.

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c) Resina de Ligante PD-92 - Se sigue el mismo tipo de dispersión ALPHASAN® y procedimiento de agotamiento que el anterior. El recubrimiento, sin embargo, es PD-92 disponible de Milliken & Company. Una vez más, se aplicó aproximadamente 2,5% en peso de fibra de esta resina de recubrimiento sobre los tejidos tratados con ALPHASAN®. También se añade en el baño de tintura un portador de benzoato de butilo en una cantidad de aproximadamente 2,5% en peso de fibra. Los resultados del logaritmo de mortalidad para esta muestra son los siguientes:

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TABLA 8 Logaritmo de las Tasas de mortalidad Después de Múltiples Lavados con Recubrimiento PD-92

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Así, con tal sistema también se obtienen excelentes resultados de durabilidad.

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d) Efectos de la Cantidad Aumentada de ALPHASAN® sobre la Durabilidad Frente al Lavado - Se llevan a cabo los mismos tratamientos para el tejido (con resina ligante Permafresh®) que los anteriores con la cantidad de ALPHASAN® aumentada a un 4% en peso de fibra de adición activa a la superficie de tejido objetivo (aproximadamente 13,3% en peso de fibra de la dispersión). Se sigue la misma aplicación por impregnación por almohadilla del ligante de planchado permanente que antes. Los resultados del logaritmo de mortalidad para K. pneumoniae son los siguientes:

TABLA 9 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Con Alta Adición De Compuestos En Base A Plata

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De nuevo, se obtiene una excelente durabilidad.

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e) Efecto de la Cantidad Aumentada de la Resina de Ligante de Planchado Permanente sobre la Durabilidad Frente al Lavado - Se llevan a cabo los mismos tratamientos de tejido (con la resina de ligante Permafresh®) que los anteriores con la impregnación por almohadilla en una cantidad aumentada de resina de ligante a una adición del 7,5% en peso de fibra a la superficie del tejido objetivo. Los resultados del logaritmo de mortalidad para K. pneumoniae son los siguientes:

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TABLA 10 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Con Alta Adición De Resina De Ligante De Planchado Permanente

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De nuevo se obtienen unos excelentes resultados de durabilidad frente al lavado.

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2) Agotamiento del Compuesto con una Resina de Ligante

Primero se produce una dispersión de ALPHASAN® (compuesto de intercambio iónico en base a plata disponible de Milliken & Company) por la mezcla de aproximadamente 30% en peso del compuesto en base a plata, aproximadamente 23,0% en peso de una mezcla de tensioactivo aniónico Tamol® y del tensioactivo Synfac® 8337, y el resto de agua. Esta dispersión entonces se aplica hasta su agotamiento en un baño de tintura que incluye un ligante acrílico (Rhoplex® TR3082) que está presente en el baño de tintura en una concentración de aproximadamente 2,5% en peso de fibra. Se coloca entonces un tejido 100% de poliéster (igual al anterior) en el baño de tintura que se calienta entonces a una temperatura de aproximadamente 138ºC (280ºF). El nivel de agotamiento de los compuestos activos ALPHASAN® en los tejidos objetivo es aproximadamente 1,0% en peso de fibra. Entonces los tejidos se calientan a 193ºC (380ºF). Se mide el logaritmo de la tasa de mortalidad para los tejidos sin lavar para S. aureus y resulta ser 2,53; y para K. pneumoniae, resulta ser 5,384. A continuación se tabulan los resultados después de múltiples
lavados:

TABLA 11 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Después De Múltiples Lavados Con Resina Acrílica

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Estos resultados muestran un comportamiento antimicrobiano muy favorable y, por tanto una excelente durabilidad frente al lavado sobre la superficie del tejido, aunque es menos favorable que la de los tejidos recubiertos de resina.

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3) Agotamiento de Otros Compuestos en Base a Plata

Se siguen los mismos métodos generales de agotamiento que los anteriores con la misma impregnación por almohadilla (indicado como P en la tabla de abajo), y también en el baño de tintura (D en la tabla siguiente) la aplicación de un ligante de planchado permanente como el anterior. Los diferentes compuestos en base a plata aplicados son AmpZ200 (un producto de metal de plata/TiO_{2} disponible de DuPont), y ZEOMIC® AJ80H. Los pesos de adición de estos compuestos son mismos que para el tratamiento de 1,0% en peso de fibra que para el ALPHASAN® señalado anteriormente. Los resultados de durabilidad para estos compuestos son los siguientes para los logaritmos de las tasas de mortalidad del K. pneumoniae:

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TABLA 12 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Con Otros Compuestos En Base A Plata

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Estos son excelentes resultados de durabilidad, aunque no tan buenos como los de los tratamientos de ALPHA-
SAN®.

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4) Método de Teñido en Bobina

De nuevo, como con todos los otros tejidos e hilos de la invención, la resistividad medida de los siguientes hilos y tejidos superan 155x10^{6} ohmios por centímetro cuadrado (1x10^{6} ohmios por pulgada cuadrada).

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Ejemplo comparativo

Varios carretes de hilo multifilamento de poliéster de 150 denier se colocan en un baño de tintura sellado. El líquido del baño de tintura contiene 1,0% en peso de fibra de ALPHASAN® activo, 0,5% en peso de nivelador 528 no iónico (benzoato de butilo, disponible de Milliken & Company), y el resto de agua. Después de sellar la cámara, se activa la bomba a una presión de 4x10^{5} N/m^{2} (60 psi) a una temperatura de aproximadamente 138ºC (280ºF). La bomba se mantiene activa durante aproximadamente 60 minutos. Los carretes de hilo resultantes entonces se utilizan en una operación de tejido para producir un calcetín. Se ensayan tres áreas diferentes discretas del calcetín para el logaritmo de las tasas de mortalidad para K pneumoniae después de diferentes números de lavados. Las coloraciones del calcetín se mantienen prácticamente iguales después de tales lavados repetidos. A continuación se tabulan los resultados del logaritmo de la mortalidad:

TABLA 13 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Sobre Tejidos De Punto (Libre De Ligante)

14

El tejido de punto así retiene una cantidad substancial de su acabado de ALPHASAN® aplicado durante el proceso de teñido en bobina durante una duración extremadamente larga.

Ejemplo 1

Se colocan varios carretes de hilo multifilamento de poliéster de 150 denier en un baño de tintura sellado. El líquido del baño de tintura contiene 1,0% en peso de fibra de ALPHASAN® activo, 0,5% en peso de fibra de nivelador 528 no iónico, 2,0% en peso de fibra de Rhoplex® TR3082 (un agente ligante ligeramente aniónico en base a resinas acrílicas) y el resto de agua. Después de sellar la cámara, se activa la bomba a una presión de 4x10^{5} N/m^{2} (60 psi) a una temperatura de aproximadamente 138ºC (280ºF). La bomba se mantiene activa durante aproximadamente 60 minutos. Los carretes de hilo resultantes entonces se utilizan en una operación de tejido para producir un calcetín. Se ensayan tres áreas discretas diferentes del calcetín para el logaritmo de las tasas de mortalidad para K pneumoniae después de diferentes números de lavados. Las coloraciones del calcetín se mantienen prácticamente iguales después de tales lavados repetidos. A continuación se tabulan los resultados del logaritmo de la mortalidad:

TABLA 14 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Sobre Tejidos De Punto (Con Ligante Acrílico)

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El tejido de punto así retiene una cantidad substancial de su acabado de ALPHASAN® aplicado durante el proceso de teñido por bobina para una duración extremadamente larga.

Ejemplo 2

Se colocan varios carretes de hilo multifilamento de poliéster de 150 denier en un baño de tintura sellado. El líquido del baño de tintura contiene 1,0% en peso de fibra de ALPHASAN® activo, 0,5% en peso fibra de nivelador 528 no iónico y el resto agua. Después de sellar la cámara, se activa la bomba a una presión de 4x10^{5} N/m^{2} (60 psi) a una temperatura de aproximadamente 138ºC (280ºF). La bomba se mantiene activa durante aproximadamente 60 minutos. Los carretes de hilo resultantes entonces se utilizan en una operación de tejido para producir un calcetín. Entonces se añade un agente ligante de planchado permanente (2,0% en peso de fibra de Permafresh®, disponible de Sequa) sobre la totalidad de calcetín. Después del secado se ensayan tres áreas discretas diferentes del calcetín para el logaritmo de las tasas de mortalidad para K pneumoniae después de diferentes números de lavados. Las coloraciones del calcetín se mantienen prácticamente iguales después de tales lavados repetidos. A continuación se tabulan los resultados del logaritmo de la mortalidad:

TABLA 15 Logaritmo De Las Tasas De Mortalidad Sobre Tejidos De Punto (Con Ligante De Planchado Permanente)

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16

El tejido de punto así retiene una cantidad substancial de su acabado de ALPHASAN® aplicado durante el proceso de teñido por bobina para una duración extremadamente larga.

Resistencia a la Luz de Ciertas Muestras

Las muestras analizadas en la TABLA 6, arriba, así como otros tejidos y muestras comparativas se analizan para su resistencia a la luz del color mostrado por los tejidos tratados tras la aplicación tópica del acabado deseado en base a metal. Tales análisis involucran ensayar según el Método de Ensayo SAEJ-1885 de la The Engineering Society for Advancing Mobility Land Sea Air and Space Textile, "(R) Accelerated Exposure of Automotive Interior Trim Components Using a Controlled Irradiance Water Cooled Xenon-Arc Apparatus". La resistencia a la luz del color generalmente se calcula mediante la siguiente ecuación:

17

en donde \DeltaE* representa la diferencia de color entre el tejido bajo el revestimiento de látex inicial y el tejido después del nivel de exposición de ultra violeta mencionado anteriormente. L*, a*, y b* son las coordenadas de color; en donde L* es una medida de la claridad y de la oscuridad del tejido coloreado; a* es una medida del grado de rojo o del grado de verde del tejido coloreado; y b* es una medida del grado de amarillo o del grado de azul del tejido coloreado. Una baja \DeltaE* muestra una excelente resistencia a la luz para el tejido ensayado; una \DeltaE* mayor de aproximadamente 5,0 es inaceptable y muestra una tendencia al amarillento del tejido tratado. Como se señala anteriormente, la muestra de poliéster tratada con ALPHASAN® de la TABLA 6 se somete a un Ensayo por Lámpara de Arco de Xenon a 225 kJ/m^{2} durante 20 y 40 horas para analizar las características de amarillamiento del tejido tratado. A las 20 horas, el tejido muestra una \DeltaE* de aproximadamente 1,95; a las 40 horas, un \DeltaE* de aproximadamente 3,38. Así, el tejido tratado muestra excelentes propiedades de resistencia a la luz.

También se ensayan muestras adicionales de camisetas de mezcla de poliéster/algodón 65%/35% para su resistencia a la luz después de recibir tratamientos de ALPHASAN® procedente de hojas donantes de agente secante que comprenden 0, 9%, y 20% (realizadas según el método discutido anteriormente) del compuesto de intercambio iónico en base a plata. A continuación se tabulan los resultados:

TABLA 18

18

De manera clara y sorprendente, los tejidos tratados con plata muestran características aceptables de resistencia a la luz.

Por supuesto existen muchas realizaciones alternativas y modificaciones de la presente invención que se prevén que estén incluidas dentro del espíritu y alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (16)

1. Un substrato tratado que comprende un acabado que comprende compuestos de metal seleccionados del grupo que consiste en compuestos que contienen partículas de plata, compuestos que contienen iones de plata, compuestos que generan iones de plata, y cualquiera de sus combinaciones, y

un substrato seleccionado del grupo que consiste en un hilo, un tejido comprendido de fibras individuales, y una película;

en donde dicho acabado se adhiere al menos a una parte de la superficie de dicho substrato;

en donde al menos dicha única parte de dicho substrato tratado mantiene al menos 50% de dicho acabado adherido después de 10 lavados como los desarrollados según el procedimiento de lavado del Método de Ensayo de AATCC 130-1981;

en donde dicho acabado se proporciona por aplicación de una composición de acabado que contiene un agente ligante no iónico o aniónico y 0,1 a 40% en peso del compuesto de metal a al menos una parte del substrato, o en donde la al menos única parte de dicho substrato tratado está recubierta con el agente de ligante;

en donde el ligante se selecciona del grupo que consiste de imidazolidinonas reticuladas, ligantes acrílicos, resinas de melamina, materiales de polímeros que contienen policloruro de vinilo, poliésteres etoxilados;

en donde dicho substrato tratado muestra una resistencia de más de 1.550 \Omega/cm^{2}; y

en donde dicho acabado muestra propiedades antimicrobianas.

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2. El substrato tratado de la Reivindicación 1, en donde dicho substrato es un hilo individual.

3. El substrato tratado de la Reivindicación 1, en donde dicho substrato es un tejido textil.

4. El substrato tratado de la Reivindicación 1, en donde dicho substrato es una película.

5. Un substrato tratado de la Reivindicación 1, que muestra un logaritmo de la tasa de mortalidad para Staphylococcus

en donde dicho substrato tratado muestra un logaritmo de la tasa de mortalidad para Staphylococcus aureus de al menos 1,5 y un logaritmo de la tasa de mortalidad para Klebsiella pneumoniae de al menos 1,5, ambos ensayados según el Método de Ensayo de AATCC 130-1993 durante una exposición de 24 horas, después de al menos 10 lavados, desa-
rrollados dichos lavados según el procedimiento de lavado como parte del Método de Ensayo de AATCC 130-1981.

6. El substrato tratado de una o más de las reivindicaciones precedentes,

en donde el compuesto es un compuesto que contiene iones de plata.

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7. El substrato tratado de una o más de las reivindicaciones precedentes,

en donde el substrato es un tejido comprendido de fibras de algodón, fibras de lana, fibras del ramie, fibras de cáñamo, fibras de lino, fibras de poliolefina, fibras de poliéster, fibras de poliamida, fibras de poliaramida, fibras del acetato, fibras de rayón, o fibras acrílicas, o sus mezclas.

8. El substrato tratado de una o más de las reivindicaciones precedentes,

en donde el compuesto de metal está presente en una cantidad de entre 3,2 a 320 mg/cm^{2} (0,01 a 1,0 onzas por yarda cuadrada).

9. El substrato tratado de una o más de las reivindicaciones precedentes,

en donde el substrato es un tejido comprendido de fibra de poliéster.

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10. El substrato tratado de una o más de las reivindicaciones precedentes,

en donde el ligante es aniónico o no-iónico, y en donde el ligante, después del procesado y aplicación al substrato,

(a)

no es fácilmente soluble en agua,

(b)

no es susceptible al ataque por aditivos estándar de lavado seleccionados del grupo que consiste en detergentes, disolventes, blanqueantes, y sus mezclas, y

(c)

no es susceptible a la degradación debida a la exposición a las altas temperaturas asociadas con las temperaturas estándar de secado de la ropa.

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11. El substrato tratado de una o más de las reivindicaciones precedentes,

en donde el compuesto que contiene iones de plata es fosfato de circonio y plata.

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12. Un proceso para producir el substrato tratado de la Reivindicación 1 que comprende las etapas de

(a)

proporcionar dicho substrato;

(b)

proporcionar dicha composición de acabado;

(c)

aplicar dicha composición de acabado sobre al menos una parte de dicho substrato; y

(d)

recubrir al menos la parte del substrato tratado de la etapa "c" con una formulación de ligante.

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13. El proceso de la Reivindicación 12,

en donde dicho substrato se selecciona del grupo que consiste en un tejido textil, un hilo, y una película.

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14. Un proceso para producir el substrato revestido de la Reivindicación 1 que comprende las etapas de

(a)

proporcionar dicho substrato;

(b)

proporcionar dicha composición de acabado, en donde dicha composición también comprende un agente ligante;

(c)

aplicar dicha composición de acabado sobre al menos una parte de dicho substrato.

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15. El proceso de la Reivindicación 14,

en donde dicho substrato se selecciona del grupo que consiste en un hilo y un tejido textil.

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16. Ropa que comprende el substrato tratado de una o más de las Reivindicaciones 1 a 11.