FR2741347A1 - Sels d'ammonium quaternaire de siloxane, et compositions extrudables et nappes les incorporant - Google Patents
Sels d'ammonium quaternaire de siloxane, et compositions extrudables et nappes les incorporant Download PDFInfo
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Abstract
Le sel d'ammonium quaternaire de siloxane peut être soit un trisiloxane (A) ayant un groupe ammonium quaternaire en bout et une masse molaire d'environ 1600-1700, soit un siloxane du type ABA (B) ayant une polydispersité allant jusqu'à environ 3,0 et une masse molaire en poids d'environ 800-2000, le motif central siloxane étant terminé à chaque extrémité par un groupe sel d'ammonium quaternaire de siloxane. Le sel selon l'invention possède des propriétés anti-microbiennes. Incorporé dans une composition extrudable, il migre vers la surface lors de l'extrusion et confère à l'article résultant des propriétés anti-microbiennes de surface.
Description
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La présente invention concerne des sels d'ammonium
quaternaire de siloxane.
Les procédés de fusion-extrusion classiques pour la formation d'une nappe non tissée à partir d'un polymère thermoplastique impliquent habituellement la fusion du polymère thermoplastique, l'extrusion du polymère fondu au travers d'orifices multiples pour former une série de filets ou filaments, l'étirage des filaments par entraînement dans un premier courant de gaz à déplacement rapide, le refroidissement des filaments par un second courant de gaz, et le dépôt aléatoire des filaments ou fibres étirés sur une surface poreuse en mouvement. Les plus courants de ces procédés et les mieux connus sont la fusion-soufflage, le coformage et la liaison au filage. Les nappes non tissées obtenues par ces procédés sont largement utilisées dans une diversité de produits, mais plus particulièrement dans des produits absorbants à jeter tels que des changes pour bébés; des produits pour incontinents; des produits d'hygiène féminine, tels des tampons et des serviettes
hygiéniques; des chiffons; des enveloppes de stérilisa-
tion; des chiffons; des champs chirurgicaux et matériaux associés; des blouses et couvre-chaussures pour personnel hospitalier; et analogues, pour n'en nommer que quelques uns.
Un intérêt croissant se manifeste vis-à-vis de l'utili-
sation de nappes non tissées ayant des propriétés anti-
microbiennes. Le moyen classique de fournir de telles nappes a simplement consisté à traiter topiquement la nappe non tissée déjà formée à l'aide d'une solution d'un agent anti-microbien. Cela implique des étapes de traitement supplémentaires et demande habituellement le séchage de la nappe traitée pour enlever l'eau ou tout autre solvant dans lequel l'agent anti-microbien était dissous. Du fait que l'agent anti-microbien est habituellement hydrosoluble, il est facilement éliminé de la nappe par l'eau. Cela constitue un sérieux inconvénient pour les nappes non tissées qui sont
utilisées ou mises en contact avec de l'eau de façon répétée.
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On sait, bien entendu, fondre-extruder un mélange d'un additif et d'un polymère thermoplastique pour preparer des fibres. Dans certains cas, l'additif doit être forcé à venir "s'épanouir" à la surface des fibres en soumettant lesdites fibres à une étape de post-traitement thermique. L'additif à "épanouir" est habituellement un tensio-actif non ionique,
tel qu'un alkylphénoxy-polyéther.
Dans d'autres cas, on utilise une composition thermo-
plastique extrudable à l'état fondu capable de se séparer en surface qui comprend au moins un polymère thermoplastique et au moins un additif qui est habituellement un polysiloxane polyéther. La meilleure explication actuellement donnée pour une telle séparation en surface repose sur la formation de
micelles. En bref, un additif de poids moléculaire relative-
ment faible est miscible au polymère aux températures d'extrusion à l'état fondu, formant une émulsion instable
caractérisée par des structures micellaires métastables.
Lors de l'extrusion, pendant laquelle se produit une rapide augmentation de la vitesse de cisaillement, on pense que l'additif se libère de l'"agrégat" de micelles métastables
et diffuse à l'état moléculaire vers la surface des fibres.
Une telle diffusion est entraînée partiellement à la fois par une perte de la compatibilité de l'additif et par une
chute de potentiel dans l'énergie libre interfaciale.
A la lumière des résultats inattendus décrits ici, il apparaît que les composés selon la présente invention augmentent la perte de compatibilité de l'additif qui vient d'être décrite. Cela augmente la vitesse de diffusion qui force davantage de molécules d'additif vers la surface avant que la solidification des fibres ne stoppe la migration. En conséquence, on observe que des taux d'additif étonnamment
élevés ont migré à la surface des fibres.
Plus généralement, le but que l'on s'est fixé d'appor- ter un composé pouvant être inclus comme additif dans une composition thermoplastique pour la préparation de nappes non tissées anti-microbiennes se heurte à au moins trois difficultés. Tout d'abord, l'additif doit subir une séparation vers la surface lors de la fusion-extrusion de la
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composition thermoplastique contenant l'additif pour former des fibres. Comme indiqué précédemment, les composés selon l'invention migrent, en fait, vers la surface des fibres. La variante est d'utiliser une quantité d'additif qui est suffisamment grande pour garantir qu'au moins une certaine quantité d'additif est présente à la surface des fibres, mais cela augmente de façon significative les problèmes de filage des fibres et la possibilité d'une dégradation de l'additif. En outre, tant les coûts en matière de matériaux qu'en matière de fabrication sont augmentés. Deuxièmement, si l'on suppose que l'additif est présent à la surface des fibres, il doit être capable de leur conférer des propriétés
anti-microbiennes. Troisièmement, l'additif doit être rela-
tivement stable pendant le procédé de fusion-extrusion.
On a maintenant découvert deux classes de sels d'ammonium quaternaire de siloxane qui satisfont à ces trois exigences. Plus précisément, de tels sels subissent une séparation en surface lors de la fusion-extrusion de la composition thermoplastique dont ils font partie, ils confèrent des propriétés anti-microbiennes à la surface des fibres et ils sont relativement stables pendant le procédé de fusion-extrusion. En outre, ils forment une surface
anti-microbienne étendue, c'est-à-dire une surface anti-
microbienne qui s'étend au-dessous de la surface inter-
faciale air/fibre permettant d'offrir des propriétés anti- microbiennes durables.
La présente invention a donc pour but d'apporter un sel
d'ammonium quaternaire de siloxane anti-microbien.
Un autre but de la présente invention est d'apporter
une composition extrudable à l'état fondu qui renferme un additif antimicrobien.
Un but supplémentaire de la présente invention est d'apporter une fibre extrudée à l'état fondu et une nappe non tissée qui aient des propriétés anti-microbiennes.35 Un autre but encore de la présente invention est d'apporter un procédé de préparation de fibres et de nappes non tissées anti-microbiennes. La présente invention se propose encore d'apporter un 4 - intermédiaire siloxane qui est utile dans la préparation
d'un sel d'ammonium quaternaire de siloxane anti-microbien.
Ces buts et d'autres apparaîtront clairement à l'homme
de l'art à la lecture de la description et des revendica-
tions ci-après. En conséquence, la présente invention apporte un sel d'ammonium quaternaire de siloxane ayant soit la formule générale A,
R2R, R5
I I I
R-Si--0-Si{-)-Si-R l I l R3 CW R7 Ra Ri0
1 $ 1
(CH),A-O-(CH,)bCCH2-N-Z "Y,
I I
R 1
R9 R",
dans laquelle: (1) les radicaux R1-R' identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C -C20' phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels
chaque radical phényle peut être substitué ou non substi-
tué; (2) les radicaux R8 et R9 sont chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (a) l'hydrogène, (b) le radical hydroxy, et (c) les groupes monovalents aLkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques et Leurs combinaisons ayant jusqu'à environ 30 atomes de carbone, excepté que R8 et R9
ne peuvent pas représenter simultanément un radical hydro-
xy; ou, lorsqu'iLs sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R8 et R9 représentent un groupe carbonyLe; (3) Ri0 et Ril, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux alkyle monovalents en C1-C20; (4) a représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (5) b représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (6) Z est un groupe monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone et est choisi dans le groupe comprenant les radicaux alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques, et leurs combinaisons, Z étant terminé par un motif alkyle qui comporte au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique; (7) Y1 est un anion; et (8) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une masse molaire comprise entre environ 600 et environ 1700; soit à la formule générale B,
R20 R?2
I I
y e Ql-(Si-o)$-Si-Q2 eY2
I 1
R21 R23
dans laquelle:
(1) les radicaux R20-R23 sont identiques ou diffé-
rents, et choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C20, phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) n représente un nombre entier compris entre 1 et environ 19; (3) les radicaux Q1 et Q2' identiques ou différents, représentent un groupe ammonium quaternaire de formule générale
R15 R27
1 1
R,,4-N-CH2C(CH)dO(CHj)-
I i
R26 R23
dans laquelle: (a) R24 est un groupe alkyle monovalent ayant
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d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, dont au moins
environ 8 atomes de carbone constituent une chaîne continue unique; (b) R25 et R26, identiques ou différents, représen-
tent des groupes alkyle en C1-C20 monovalents; (c) R27 et R28 représentent chacun un groupe monovalent et iLs sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (i) l'hydrogène et (ii) les
groupes monovalents aLkyLe, cycloalkyLe, aryle et hétéro-
cycliques et Leurs combinaisons ayant jusqu'à environ 30 atomes de carbone; ou, Lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec L'atome de carbone auquel ils sont attachés, R27 et R25 représentent un groupe carbonyle; (d) c représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; et (e) cl représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; (4) Y2 représente un anion; et (5) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une polycdispersité allant jusqu'à environ 3,0 et une masse molaire moyenne en poids allant d'environ 800 à environ 2000. La composition extrudable à l'état fondu selon la présente invention comprend au moins un matériau extrudable à l'état fondu adapté à être conformé en un produit par fusion-extrusion et au moins un additif qui comporte un
motif comprenant un groupe siloxane et un motif anti-micro- bien. L'additif est adapté à venir de séparer en surface lors de l'extrusion de la composition pour conférer des30 propriétés anti-microbiennes à la surface d'un produit. Dans certains cas, la composition est une composition thermo-
plastique extrudable à l'état fondu. Dans d'autres cas, le matériau extrudable à l'état fondu est une polyoléfine. Dans d'autres cas encore, le motif anti-microbien est un motif cde35 sel cd'ammonium quaternaire. Dans d'autres cas encore, le produit est une fibre. Dans d'autres cas, le produit est une
nappe non tissée qui comporte une série de fibres. Dans d'autres cas encore, l'additif est présent dans la composi-
-7 tion à un taux qui est suffisant pour conférer des propriétés antimicrobiennes au produit. Dans ces cas supplémentaires, la composition renferme au moins une polyoléfine thermoplastique et au moins un additif ayant soit la formule générale A soit la formule générale B, ci-dessus. La présente invention apporte en outre des fibres et une nappe non tissée faite à partir de telles fibres, lesquelles fibres sont fabriquées à partir de la composition extrudable à l'état fondu et des diverses formes d'exécution
qui viennent d'être énoncées. Dans certaines formes d'exécu-
tion, de telles fibres sont faites à partir d'une composi-
tion qui renferme au moins une polyoléfine thermoplastique et au moins un additif anti-microbien contenant un groupe siloxane. Dans certains cas, l'additif aura soit la formule générale A soit la formule générale B, ci-dessus. Un procédé de préparation de telles fibres et d'une nappe non tissée
est également décrit.
Dans les dessins: - les Figures 1 à 10 illustrent les diverses réactions chimiques impliquées dans la préparation des composés selon la présente invention telles que décrites dans les Exemples
1 à 10;
- les Figures 11 à 15 sont des profils (graphiques en colonnes) des valeurs de Spectroscopie Electronique pour Analyse Chimique (en abrégé, d'après la terminologie anglaise ESCA) du silicium et de l'azote, exprimées en pourcentage des valeurs théoriques, de nappes non tissées anti-microbiennes préparées selon la présente invention;
- les Figures 16 et 17 sont des profils tridimension-
nels de données de chutes logarithmiques pour deux micro-
organismes exposés aux nappes non tissées anti-microbiennes
préparées selon la présente invention.
Tel qu'utilisé ici, le terme "stable" est employé par référence à un composé anti-microbien selon la présente invention pour indiquer que le composé est suffisamment stable sur le plan thermique au cours du procédé de fusion destiné à former des fibres dans lesquelles le composé se
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sépare pour venir à la surface des fibres en une quantité
qui est suffisante à leur conférer une activité anti-
microbienne. Ainsi, une certaine dégradation thermique est acceptable pour autant qu'au moins environ 65 % du composé présent dans la composition thermoplastique à extruder
survivent au procédé de fusion-extrusion.
A des fins de commodité, on a utilisé l'expression "additif interne", ainsi que des variations de celle-ci, lorsque l'on se réfère aux composés selon la présente invention. Cette expression implique, selon l'enseignement donné ici, l'inclusion d'un composé selon la présente invention dans un matériau extrudable à l'état fondu, par exemple un polymère thermoplastique, pour donner une composition extrudable à l'état fondu ou thermoplastique qui est ensuite traitée à l'état fondu pour former une nappe non
tissée ou un autre article conformé.
Telles qu'utilisées ici, les expressions "article conformé" et "produit" sont synonymes et elles entendent inclure tout article ou produit qui est formé par un procédé de fusion-extrusion, indépendamment de la taille ou de la
forme de l'article. En pratique, la présente description est
axée fondamentalement sur des fibres extrudées à l'état fondu et sur des nappes non tissées constituées de telles fibres. Cependant, d'autres articles et produits conformés sont réputés entrer dans l'esprit et la portée de la
présente invention.
Telle qu'utilisée ici, l'expression "surface anti-
microbienne étendue" se réfère à la région d'une fibre (ou d'un autre article conformé) préparée selon la présente invention qui va de la surface interfaciale, par exemple l'interface air/fibre (ou nonfibre/fibre), grossièrement
jusqu'à une épaisseur de 100 A (ou peut-être même davanta-
ge), laquelle région est formée essentiellement de composé antimicrobien. L'expression "matériau extrudable à l'état fondu" vise tout matériau adapté à être conformé en un produit par fusion-extrusion. Ainsi, le terme inclut à la fois les
matériaux thermodurcissables et les matériaux thermo-
_9_
plastiques. Des cas particuliers de matériaux thermoplasti-
ques comprennent les polyoléfines thermoplastiques.
En général, telle qu'utilisée ici, l'expression "poly-
oléfine thermoplastique" signifie toute polyoléfine thermo-
plastique qui peut être utilisée pour la préparation d'articles conformés par fusion-extrusion, par exemple des
fibres ou des nappes non tissées. Des exemples de poly-
oléfines thermoplastiques comprennent le polyéthylène, le polypropylène, le poly(1-butène), le poly(2-butène), le
poly(1-pentène), le poly(2-pentène), le poly(3-méthyl-1-
pentène), le poly(4-méthyl-1-pentène), le 1,2-poly-1,3-buta-
diène, le 1,4-poly-1,3-butadiène, le polyisoprène, le polychloroprène, le polyacrylonitrile, le poly(acétate de vinyle), le poly(chlorure de vinylidène), le polystyrène, et analogues. En outre, cette expression est réputée inclure les mélanges de deux polyoléfines ou davantage et les copolymères aléatoires et séquencés préparés à partir de
deux monomères insaturés différents ou davantage.
Dans certains cas, les polyoléfines sont celles qui ne contiennent que des atomes d'hydrogène et de carbone et qui sont préparées par la polymérisation addition d'un ou plusieurs monomères insaturés. Des exemples de telles polyoléfines comprennent, entre autres, le polyéthylène, le polypropylène, le poly(1-butène), le poly(2-butène), le
poly(1-pentène), le poly(2-pentène), le poly(3-méthyl-1-
pentène), le poly(4-méthyl-1-pentène), le 1,2-poly-1,3-
butadiène, le 1,4-poly-1,3-butadiène, le polyisoprène, et analogues. Du fait de leur importance commerciale, les polyoléfines les plus significatives sont le polyéthylène et
le polypropylène.
Telle qu'utilisée ici, l'expression "alkyle en C1-C20 monovalent" inclut des groupes monovalents tels que les groupes méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle,
2-butyle, isobutyle, t-butyle, pentyle, isopentyle, 2-pent-
yle, 3-pentyle, 2-méthyl-2-butyle, hexyle, 2-hexyle, 3-
hexyle, 4-méthyl-2-pentyle, 3,3-diméthylbutyle, heptyle,
2-heptyle, 3-heptyle, 4-heptyle, 3-méthyl-2-hexyle, 2,3-di-
méthylpentyle, octyle, 2-octyle, 3-octyle, 4-octyle, 3-
- 10 - 2741347
éthylhexyle, 3-méthylheptyle, nonyle, 3-nonyle, 5-nonyle, 4-méthyloctyle, isodécyle, 2,5,5-triméthylheptyle, undécyle,
dodécyle, 3-tridécyle, tétradécyle, 2-tétradécyle, 3,4,6-
triméthylundécyle, 4-pentadécyle, hexadécyle, isohepta-
décyle, octadécyle, 2-octadécyle, nonadécyle, eicosyle, et analogues. L'expression "groupes monovalents phényle et (alkyle en C1-C20)phénylsubstitués dans lesquels chaque groupe phényle peut être substitué ou non substitué" inclut, uniquement à titre d'illustration, les radicaux phényle,
0-tolyle, m-tolyle, p-tolyle, 3,4-diméthylphényle, 3,5-di-
méthylphényle, 3-méthyl-4-éthylphényle, benzyle, 2,4-di-
éthylbenzyle, 2-phénylpropyle, 2-(3-méthoxyphényl)butyle, phénylpentyle, 3-(4-méthoxyphényl)hexyle, 4-phényloctyle,
3-benzylundécyle, 5-phényl-2-dodécyle, 3-(o-tolyl)tétra-
décyle, 3-phénoxyheptadécyle, 2,4-diméthyl-6-phénylhexa-
décyle, phényleicosyle, et analogues.
Telle qu'utilisée ici, l'expression "un groupe monova-
lent ayant jusqu'à environ 30 atomes de carbone" lorsqu'elle est employée en combinaison avec l'expression "groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques et leurs combinaisons", signifie que chaque type de groupe et de combinaison de tels groupes peut contenir jusqu'à
environ 30 atomes de carbone. Ainsi, la quantité approxima-
tive de 30 atomes de carbone est une limite visant le nombre total d'atomes de carbone dans le groupe, indépendamment de la nature ou du nombre de groupes dont le "groupe monovalent" est constitué. La limite inférieure est le nombre minimum d'atomes de carbone permis par le type de groupe, comme le sait bien l'homme de l'art. Sur le plan pratique, les groupes cycloalkyle ayant de 3 à 5 atomes de carbone sont plus tendus que les cycles ayant 6 atomes de carbone ou davantage et, par suite, ils peuvent être moins stables. L'utilisation de structures cycliques plus grandes, par exemple de groupes cycloalkyle ayant au moins 6 atomes
de carbone, réduira une telle instabilité liée à la tension.
Des exemples de divers groupes monovalents alkyle,
cycloalkyle, aryle et hétérocycliques, et de leurs combinai-
sons, comprennent, à titre illustratif seulement, les
- 1 1 -
groupes monovalents alkyle en C1-C20 donnés en exemple plus i 20 haut et des groupes tels que les radicaux hénéicosyle,
6-(1-méthylpropyl)-2-heptadécyle, 3-docosyle, 5-éthylhéné-
icosyle, hexacosyle, 3-méthylpentacosyle, heptacosyle, 3,7,8triméthyltétracosyle, octacosyle, 5-octacosyle, 2-
nonacosyle, 4-propylhexacosyle, 3-triacontyle, 6-éthyl-2-
octacosyle, cyclopropyle, méthylcyclopropyle, cyclobutyle,
cyclopentyle, cyclohexyle, cycloheptyle, 3-méthylcyclo-
hexyle, 2-éthylcyclopentyle, 2-bicyclo(2,2,1)heptyle, cyclo-
octyle, 4-éthylcyclohexyle, 8-bicyclo(3,2,1)octyle, cyclo-
nonyle, cyclodécyle, 2,3,5-triméthylcycloheptyle, 2-bicyclo-
(4,4,0)décyle, cyclopentadécyle, cycloheneicosyle, cyclo-
hexacosyle, cyclotriacontyle, phényle, o-tolyle, m-tolyle,
p-tolyle, 3,4-diméthylphényle, 3,5-diméthylphényle, 3-
méthyl-4-éthylphényle, benzyle, 2,4-diéthylbenzyle, 4-hexa-
décylbenzyle, 3-méthyl-5-phénylhexyle, 4-cyclohexylphényle,
1-naphtyle, 2-naphtyle, 1-anthracyle, 9,10-dihydro-2-
anthracyle, 1-phénanthryle, 2-phénanthryle, 3-phénanthryle, 4phénanthryle, 9-phénanthryle, 2-pentacényle, 1-cornényle,
phényle, 1-naphtyle, 2-naphtyle, o-tolyle, m-tolyle, p-tol- yle, 3,4diméthylphényle, 3,5-diméthylphényle, 3-méthyl-4-
éthylphényle, pyrrolidinyle, pipéridino, 2-pipéridinoéthyle,
3-pipéridyle, 2-(triméthylsilyl)éthyle, 1-biphénylyle, benz- yle, 2,4diéthylbenzyle, 4-hexadécylbenzyle, 3-méthyl-5-
phénylhexyle, 4-cyclohexylphényle, 2-(triméthylsilyl)éthyle, 1biphénylyle, cyclohexylméthyle, 4-cyclopentylhexyle, et analogues. Sur la base de ce qui précède, des exemples de divers sous-groupes, tels que des groupes monovalents alkyle en CC
C6-C28, des groupes monovalents alkyle en C8-C23, et analo-
gues, peuvent être facilement déterminés par l'homme de l'art. En outre, des groupes tels que ceux répertoriés ci-dessus peuvent ne pas convenir dans tous les cas. En d'autres termes, un groupe particulier indiqué cidessus peut ne pas satisfaire à toutes les exigences voulues pour un substituant donné. Dans un tel cas, il est seulement nécessaire d'ajouter au groupe particulier ce qui lui manque pour satisfaire aux exigences voulues en ce qui concerne le
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substituant donné. Par exemple, comme cela est expliqué en détails ciaprès, certains groupes doivent avoir un motif alkyle terminal qui comporte au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique. Un groupe benzyle ne comporte pas le motif alkylc terminal voulu. Cependant, une telle exigence est satisfaite par exemple par un groupe 4-octylbenzyle ou 4-hexadécylbenzyle. Néanmoins, l'homme de l'art peut facilement déterminer, sur la base de la présente
description, quels groupes conviennent pour un substituant10 quelconque donné du sel d'ammonium quaternaire de siloxane
anti-microbien selon la présente invention sans avoir à se
livrer à des expérimentations indues.
Comme indiqué plus haut, le sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la présente invention répond soit à la formule générale A soit à la formule générale B. Comme on l'a également indiqué plus haut, les radicaux Ri-R7, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1 -C20, phényle, et (alkyle en C1C20)phényl-substitué dans lesquels chaque groupe phényle peut être substitué ou non subtitué. En outre, R 10 et R1l, identiques ou différents, représentent un groupe alkyle en C1-C20 monovalent. Dans certains cas, les radicaux R1-R7' RlO et R1l, identiques ou différents, sont choisis chacun parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C4, phényle et (alkyle en C1-C4)phényl-substitué dans lesquels chaque groupe phényle peut être substitué ou non substitué. Dans d'autres cas du sel d'ammonium quaternaire de siloxane de formule générale A, les radicaux R1-R7, RlO et Rl1, identiques ou différents, représentent chacun un groupe méthyle ou éthyle. Dans d'autres cas, les radicaux R1-R7,
R10 et Rll sont chacun un groupe méthyle.
Comme on l'a déjà indiqué, les radicaux R8 et R9, identiques ou différents, sont choisis dans le groupe comprenant (a) l'hydrogène, (b) le radical hydroxy, et (c) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques, et leurs combinaisons pouvant avoir jusqu'à environ 30 atomes de carbone, excepté que R8 et R9 no peuvent pas représenter simultanément un groupe hydroxy. En
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variante, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R8 et R9 représentent un groupe carbonyle. Lorsque l'un des radicaux R8 et R9 est un groupe hydroxy, l'autre doit représenter l'hydrogène. Dans certains cas, les radicaux R8 et R9, identiques ou différents, sont des groupes alkyle en C1-C4 monovalents, tels que des groupes méthyle ou éthyle. Dans d'autres cas, R8 et R9 représentent chacun un groupe méthyle. Dans10 d'autres cas encore, lorsqu'ils sont pris en combinaison avec l'atome de carbone auquel il sont attachés, R8 et R9 représentent un groupe carbonyle. En général, les indices a et b, identiques ou différents, représentent chacun un nombre entier compris entre 1 et environ 20, par exemple un nombre entier compris entre t et environ 5. Dans d'autres cas, a représente 2 ou 3
et b représente 1 ou 2.
Z est un groupe monovalent ayant d'environ 8 à environ atomes de carbone. Il est choisi parmi lcs groupes alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques, et leurs combinaisons. En outre, Z est terminé par un motif alkyle qui comporte au moins environ 8 atomes de carbone ou 8 équivalents en atomes de carbone dans unc chaîne continue unique. Dans certains cas, Z est un groupe alkyle ou
alkylphénylalkyle.
L'expression "terminé par un motif alkyle qui comporte au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique" signifie que, indépendamment de la nature de Z, il sera terminé par un motif alkyle qui comporte au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique. En d'autres termes, ce motif alkyle terminal sera à celles des extrémités de Z qui n'est pas liée de manière covalente à l'atome d'azote ammonium quaternaire. Les atomes de carbone constituant la chaîne continue unique peuvent35 être substitués ou non substitués, c'est-à-dire qu'ils peuvent être plusieurs quelconques des groupes tels que -CH2-, -CHR-, et -CRR'-, le dernier groupe étant par exemple l'un des suivants -CH3, -CH2R, - CHRR', et -CRR'R", dans lesquels chacun des radicaux R, R' et R" représente un
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substituant autre que l'hydrogène. L'expression "chaîne continue unique" signifie seulement que les composants de la chaîne sont liés de façon covalente en série, comme dans le groupe octyle,
-CHCH:CHCH2CH22CHCHCH3
par opposition, par exemple, aux groupes 2-éthylhexyle ou 2,3,4triméthylpentyle,
-CH2CHCH2CCH.CH2CH3
I CHCH3 is CH3 I
-CH2CHCHCHCH3
l l
CH3 CH3
dont chacun comporte également 8 atomes de carbone; les
atomes de carbone dans ces deux derniers radicaux ne sont cependant pas présents dans une chaîne continue unique. Dans certains cas, le motif alkyle terminal ne sera pas ramifié.25 Dans d'autres cas, le motif alkyle terminal aura plus de 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique.
Dans certains cas, Z est un groupe monovalent ayant la formule générale
R12
-CH2-C-RI3
I R14 dans laquelle R12-R14, identiques ou différents, sont choisis parmiles radicaux alkyle monovalents, le nombre total d'atomes de carbone dans tous les radicaux R 12-R4 12 14
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allant d'environ 6 à environ 28, et l'un au moins des radicaux R 2-R14 comporte au moins environ 6 atomes de
carbone dans une chaîne continue unique.
Dans d'autres cas, Z est un groupe monovalent de formule générale Ris R,6
-CH2 R17
R19 Ri, dans laquelle R 15-RL9' sont des groupes monovalents, identiques ou différents, choisis dans le groupe comprenant l'hydrogène et les radicaux alkyle, le nombre total d'atomes de carbone dans tous Les radicaux R 15-Ri9 allant d'environ 8 à environ 23, l'un au moins des radicaux R15-R19 ayant au
moins 6 atomes de carbone dans une chaîne continue unique.
Dans certains cas, chacun des radicaux R[5, R16, R18 et R19
représente l'hydrogène et R17 est un groupe hexadécyle.
En général, on peut utiliser tout anion dans le sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la présente invention qui ne contribue pas de façon significative à
l'instabilité thermique du sel. A titre d'exemples seule-
ment, les anions convenables comprennent, entre autres les anions halogénures, tels que iodure, bromure, chlorure, et
fluorure; sulfate; nitrate; phosphate; borate; acéta-
te; p-toluènesulfonate (tosylate); trifluorométhane-
sulfonate (triflate); nonafluorobutanesulfonate (nona-
flate); 2,2,2-trifluoroéthanesulfonatc (trésylate); fluorosulfonate; et analogues. Dans certains cas, l'anion est une base faible telle que les anions p-toluènesulfonate
(tosylate); trifluorométhanesulfonate (triflate); nona-
fluorobutanesulfonate (nonaflate); 2,2,2-trifluoroéthlane-
sulfonate (trésylate); fluorosulfonate; et analogues.
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Le sel d'ammonium quaternaire de siloxane ayant la formule générale A a habituellement une masse molaire allant d'environ 600 à environ 1700. Dans certains cas, le sel a
une masse molaire allant d'environ 800 à environ 1400.
Si l'on en vient maintenant au sel d'ammonium quater- naire de siloxane ayant la formule générale B, les radicaux R20-R23, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C20, phényle, et (alkyle en C1-C20)phényl-substitué dans lesquels chaque groupe phényle peut être substitué ou non substitué. Dans certains cas, R20-R23, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C4, phényle, et (alkyle en C1-C4)phényl- substitué dans lesquels chaque groupe phényle peut être substitué ou non substitué. Dans d'autres cas, R20-R23, identiques ou différents, représentent chacun un groupe méthyle ou éthyle. Dans d'autres cas souhaitables, chacun des radicaux R20-R23 est un groupe méthyle. Dans d'autres cas, n représente de préférence un nombre entier
allant d'environ $ à environ 12.
En ce qui concerne Q1 et Q2V R24 est un groupe alkyle en C6-C30 monovalent, dont au moins environ 8 atomes de carbone constituent une chaîne continue unique, et R25 et R26, identiques ou différents, représentent des groupes alkyle en C1-C20 monovalents, par exemple des groupes alkyle en C1-C4, notamment des groupes méthyle ou éthyle. Dans d'autres cas, chacun des radicaux R25 et R26 est un groupe méthyle. Les radicaux R27 et R28 sont identiques ou différents et choisis dans Le groupe comprenant (i) l'hydrogène et (ii) Les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'aà environ atomes de carbone. En variante, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils
sont attachés, R27 et R28 représentent un groupe carbonyle.
En général, les indices c et ci, identiques ou différents, représentent chacun un nombre entier allant; de 2 à environ 20. Dans certains cas, c représente 3 ou 4 et d
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représente 2 ou 3. L'anion, Y2, est tel que défini pour l'anion Y1 du sel d'ammonium quaternaire de siloxane ayant la formule générale A. Enfin, le sel d'ammonium quaternaire de siloxane ayant la formule générale B a habituellement une polydispersité pouvant aller jusqu'à environ 3,0 et une masse molaire
moyenne en poids comprise entre environ 800 et environ 2000.
Dans certains cas, le sel aura une masse molaire moyenne en
poids allant d'environ 900 à environ 1400.
En général, les sels d'ammonium quaternaire de siloxane selon la présente invention sont préparés par des procédés bien connus de l'homme de l'art. Par exemple, les sels de
formule générale A sont préparés à partir d'un glycidyloxy-
propyltrisiloxane comme il est décrit dans les Exemples 1 à
10 compris.
La composition extrudable à l'état fondu selon la présente invention renferme au moins un matériau extrudable à l'état fondu adapté à être conformé en un produit par fusion-extrusion et au moins un additif qui renferme un motif contenant un groupe siloxane et un motif anti-microbien. L'additif est adapté à se séparer en surface lors de
l'extrusion de la composition pour conférer les propriétés antimicrobiennes à la surface du produit. Le motif contenant le groupe siloxane de l'additif est largement25 responsable de la capacité de l'additif à se séparer en surface. L'additif renferme également un motif anti-micro-
bien duquel dérivent les propriétés anti-microbiennes de l'additif. Comme indiqué précédemment, dans certains cas, la
composition est une composition thermoplastique extrudable à l'état fondu. Dans certains cas de composition thermoplasti-
* que extrudable à l'état fondu, le matériau extrudable à l'état fondu est une polyoléfine. Dans d'autres cas, le motif anti-microbien est un motif de sel d'ammonium35 quaternaire. Dans d'autres cas encore, l'additif est présent dans la composition à un taux suffisant pour conférer des propriétés anti-microbiennes au produit. Dans certains cas, la composition renferme au moins une
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polyoléfine thermoplastique et au moins un additif ayant soit la formule générale A soit la formule générale B
ci-dessus. L'additif peut être monomère ou polymère.
L'additif peut être soit liquide soit solide à la températu-
re ambiante, bien qu'il soit plus facile de travailler un liquide. En général, l'additif aura une masse molaire, ou une masse molaire moyenne en poids s'il s'agit d'un polymère, allant d'environ 600 à environ 3000. Dans certains cas, l'additif aura une masse molaire, ou une masse molaire moyenne en poids, allant d'environ 600 à environ 2000. Dans d'autres cas, l'additif répondra soit à la formule générale
A soit à la formule générale B définies précédemment.
En général, l'additif sera présent dans la composition thermoplastique en une quantité suffisante pour conférer des propriétés anti- microbiennes à la surface d'un article
conformé fabriqué par fusion-extrusion de la composition.
L'additif sera habituellement présent dans la composition à raison d'environ 0,1 à environ 3 % en poids, par rapport au poids de la polyoléfine thermoplastique. Dans certains cas, l'additif sera présent dans la composition à un taux allant
d'environ 0,1 à environ 1,5 % en poids.
La composition thermoplastique selon la présente invention peut être préparée par divers procédés connus de l'homme de l'art. Par exemple, le polymère sous forme de copeaux ou de pastilles et l'additif peuvent être mélangés mécaniquement pour enduire d'additif les particules de polymère. Si on le désire, l'additif peut être dissous dans un solvant convenable pour faciliter le procédé d'enduction,
bien que l'utilisation d'un solvant ne soit pas souhaitable.
Le polymère enduit peut ensuite être acheminé vers la trémie d'alimentation d'une extrudeuse à partir de laquelle les fibres ou d'autres articles conformés émergeront. En variante, le polymère enduit peut être chargé dans un mélangeur chauffé, tel qu'un mélangeur à double vis chauffée, pour disperser l'additif dans toute la masse du polymère. La composition thermoplastique résultante est habituellement extrudée en tiges qui sont acheminées vers une trancheuse. Les copeaux résultants servent ensuite de
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-19- matière première alimentant une extrudeuse de traitement à l'état fondu. Selon un autre procédé, l'additif peut être dosé dans la gueule de la trémie qui contient le polymère
sous la forme de particules et qui alimente l'extrudeuse.
Selon un autre procédé encore, l'additif peut être dosé directement dans le cylindre de l'extrudeuse o il est mélangé avec le polymère fondu tandis que le mélange
résultant se déplace en direction de la filière.
Des fibres ayant des propriétés anti-microbiennes sont facilement préparées par fusion-extrusion d'une composition thermoplastique extrudable à l'état fondu selon l'invention au travers d'orifices multiples pour former des filets de composition fondue qui sont refroidis pour former des fibres. La composition thermoplastique extrudable à l'état fondu renferme au moins un matériau thermoplastique et au moins un additif qui comportent un motif contenant un groupe siloxane et un motif anti-microbien, lequel additif est adapté à se séparer en surface lors de l'extrusion de la
composition fondue pour conférer des propriétés anti-micro-
biennes à la surface des fibres. Dans certains cas, la
composition fondue est extrudée à une vitesse de cisaille-
-1 ment allant d'environ 50 à environ 30.000 s 1 et avec un
débit qui n'excède pas environ 5,4 kg/cm/h.
Le procédé selon la présente invention pour la préparation d'une nappe non tissée ayant des propriétés anti-microbiennes comprend la fusion d'une composition thermoplastique extrudable à l'état fondu, l'extrusion de la composition fondue au travers de multiples orifices pour former des courants de composition fondue qui sont refroidis pour former des fibres, lesquelles sont déposées de façon aléatoire sur une surface poreuse en déplacement pour former une nappe, la composition thermoplastique extrudable à l'état fondu renfermant au moins un matériau thermoplastique et au moins un additif qui comporte un motif contenant un groupe siloxane et un motif anti-microbien, lequel additif est adapté à se séparer en surface lors de l'extrusion de la
composition fondue pour conférer des propriétés anti-micro- biennes à la surface des fibres.
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La présente invention apporte également plusieurs types d'intermédiaires qui sont utiles dans la préparation des
sels d'ammonium quaternaire de siloxane décrits et revendi-
qués ici. Les modes opératoires pour la préparation de tels intermédiaires sont bien connus de l'homme de l'art et plusieurs de ces modes opératoires sont illustrés dans
certains des exemples. De tels intermédiaires sont représen-
tés par les formules générales C à E suivantes: Formule générale C
R2 R4 R5
I I I
R1-Si-O-Si-O-Si-R6 I I l
R3 CH2 R7 H
l l (CH,.-O-(CHb)CHCHI2-N-Z, I OH dans laquelle R1-R7, a et b sont tels que précédemment définis et Zl est un groupe phénylalkyle monovalent tel que benzyle et analogues. Le composé aura habituellement une
masse molaire allant d'environ 500 à environ 1600.
Formule générale D
R2 R4 R5
R,-Si-O-Si-O-Si-R,
I I I
R3 CH2 R7 Rio
I I.
1 113
(CH.-O_(CHbCCHi-N-Z, ey, Il I O Ru dans laquelle R1-R7 R10, Rll, a, b et Z1 sont tels que précédemment définis et Y9 est un anion tel que précédemment
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défini. Ce type de composé peut avoir une masse molaire
allant d'environ 470 à environ 1550.
Formule générale E
R2 R4 R5
I l l R,-Si-O-Si-O-Si-RI I I l R5 CH2 R7 Ri Rio
I I I.
1O (CH2)_-O-(CH)bCCH2-N-Zl ey1
I I
Rq R1l dans laquelle R1-Rll, a, b, et Z1 sont tels que précédemment définis et Y10 est un anion tel que précédemment défini. Le composé peut avoir une masse molaire allant d'environ 450 à
environ 1500.
La présente invention est davantage décrite par les exemples qui suivent. De tels exemples n'ont cependant aucun caractère limitatif. Les analyses élémentaires ont été effectuées par Schwarzkopf Microanalytical Laboratories (Woodside, New York, USA); les échantillons soumis à l'analyse élémentaire ont été distillés sur Kogelruhr. Les spectres RMN1H et - 13C ont été mis en oeuvre sur des instruments à 270 MHz et 360 MHz par Spectral Data Services (Champaign, Illinois, USA); les courbes de spectre de proton sont données en valeurs de delta. Les analyses ESCA ont été mises en oeuvre par Surface Science Corporation
(Mountain View, California, USA).
Un sel d'ammonium quaternaire de siloxane de formule générale A est facilement préparé par un procédé de synthèse
qui part d'un glycidyloxypropylheptaméthyltrisiloxane et qui est décrit dans les exemples suivants. A des fins de35 commodité, chaque étape de la suite de réactions constitue un exemple séparé et est illustré par une figure séparée.
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EXEMPLE 1
Synthèse du 3-(3-(2,3-époxypropoxy)propyl)-
1,1,1,3,5,5,5-heptaméthyltrisiloxane (I) (Figure 1) Bien que la matière de départ, à savoir le 3-(3-(2,3- époxypropoxy)propyl)-1,1,1,3,5, 5,5-heptaméthyltrisiloxane (Composé I), puisse être obtenue dans le commerce, elle a été préparée par le mode opératoire ci-après. On a équipé un tricol à fond rond de 500 ml d'un agitateur, d'une ampoule d'introduction et d'un condenseur et on l'a constamment balayé à l'argon. Le tricol a été chargé de 22,5 g (0,22 mole) d'allylglycidyléther (Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin, USA), et 50,0 g (0,22 mole) de 3-hydro-1,1,1,3,5,5,5-heptaméthyltrisiloxane (H ls Americas, Piscataway, New Jersey, USA), dans 150 ml de xylène. On a chargé l'ampoule d'introduction d'une suspension de 2,8 g (0,03 mole) d'acide hexachloroplatinique (Aldrich) dans ml d'alcool n-octylique. La suspension dans l'acide hexachloroplatinique a été ajoutée goutte à goutte au contenu du tricol, après quoi le mélange réactionnel résultant a été chauffé à 100 C toute une nuit. Le xylène a ensuite été chassé par évaporation rotative à la température ambiante sous pression réduite. L'extraction sélective du
résidu à l'hexane a donné le glycidyloxypropylheptaméthyl-
trisiloxane ou époxy trisiloxane (Composé I) après l'élimi-
nation du solvant. Le rendement était de 68,4 g (94 %).
L'analyse élémentaire était la suivante: Calculé: %C, 44,7; %H, 9,3; %Si, 26,8
Trouvé: %C, 44,3; %H, 9,0; %Si, 26,5.
Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire pour le produit étaient les suivantes: H-RMN (CDCl3): 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m; Si-CH2-), 3,60 (m, =CH-O). 3 2
3,60 (m, =CH-0).
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EXEMPLE 2
Synthèse du chlorure de diméthyl-hexadécyl-{2-hydroxy-3-
(3-(1,3,3,3-tétraméthyl-1-(triméthylsiloxy)disiloxanyl)-
propoxy)propyl}ammonium (II) (Figure 2) On a équipé un tricol à fond rond de 500 ml d'un agitateur, d'une ampoule d'introduction, d'un condenseur carboglace/acétone, d'un thermomètre et d'un manchon de chauffage électrique. Le tricol a été continuellement balayé à l'argon. Le tricol a été chargé de 167,2 g (0,55 équivalent) de chlorure de diméthylhexadécyle ammonium (Sartomer Chemical Company, West Chester, Pennsylvania, USA), 0,028 g (0,27 milliéquivalent) de triéthylamine (Aldrich), et 250 g d'isopropanol. Au contenu agité du tricol, on a ajouté 65,2 g de l'époxy trisiloxane de l'Exemple 1 en une période de dix minutes. Le mélange réactionnel a été agité et chauffé à 80 C pendant cinq heures pour former une solution limpide. Le mélange réactionnel a été refroidi à la température ambiante et balayé toute une nuit à l'argon anhydre. Le solvant et les autres matériaux à faible point d'ébullition ont été éliminés par évaporation rotative à 45 C. Le rendement en sel d'ammonium quaternaire (Composé II) qui se présente sous
la forme d'une huile jaune pâle, était de 118 g (87 %).
L'analyse élémentaire était la suivante: Calculé: %C, 55,1; %H, 10,7; %Si, 12,6; %N, 2,1
Trouvé: %C, 54,6; %H, 10,4; %Si, 12,1; %N, 1,8.
Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire étaient les suivantes: 1H-RMN (CDCl3): 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-)
3,60 (m, =C3-O), 2,86 (m, -N-CH3).
3,60 (m, =CFH-0), 2,86 (m, -N-CH 3)
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EXEMPLE 3
Synthèse du chlorure de diméthyl-hexadécyl-{3-(3-(1,3,3,3-
tétraméthyl-l-(triméthylsiloxy)disiloxanyl)-
propoxy)acétonyl}ammonium (III) (Figure 3)
On a équipé un tricol à fond rond de 250 ml d'un agitateur, d'une ampoule d'introduction et d'un condenseur.
Le tricol a été chargé de 14,5 g de trioxyde de chrome dans 100 ml d'eau. A ce tricot, on a ajouté, goutte à goutte, 50 g (0,07 mole) de Composé II dans 50 ml de tétrahydro- furane. Le mélange réactionnel a été agité toute une nuit puis versé dans 200 ml d'eau glacée. Le mélange résultant a été extrait au diéthyléther. L'extrait dans l'éther a été séché et le solvant a été éliminé dans un évaporateur rotatif sous vide pour donner 47 g (94 %) de Composé III qui se présente sous la forme d'une huile jaune pâle. L'analyse élémentaire suivante a été obtenue: Calculé: %C, 55,3; %H, 10,4; %Si, 12,7; %N, 2,1
Trouvé: %C, 54,7; %H, 10,0; %Si, 12,0; %N, 1,7.
Le spectre infrarouge du matériau (pur) a montré des maxima
-1 -1
à 1740 cm (C=O) et à 1063 cm (N-C). Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire étaient les suivantes: 1H-RMN (CDCl3): 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-),
3,6 (m, =CH2-O-).
EXEMPLE 4
Synthèse du p-toluènesulfonate de diméthyl-
hexadécyl-{3-(3-(1,3,3,3-tétraméthyl-l-(triméthylsiloxy)-
disiloxanyl)propoxy)acétonyl}ammonium (IV) (Figure 4) On a chargé un tricol à fond rond de 250 ml équipé d'un agitateur, d'une ampoule d'introduction et d'un condenseur, de 50,0 g (74 mmoles) de Composé III dissous dans 150 ml35 d'isopropanol. A la température ambiante, on a ajouté à la solution 57,5 g (0,30 mole) de p-toluènesulfonate de sodium (Aldrich). Le mélange réactionnel a été agité à la température ambiante pendant huit heures, après quoi on a
- 25 -
ajouté 50 ml d'eau, et le mélange réactionnel a été extrait au diéthyléther. L'élimination de l'extrait à l'éther séché par évaporation rotative a donné 53,4 g (94 %) de Composé IV. L'analyse élémentaire suivante a été obtenue: Calculé: %C, 57,9; %H, 10,3; %Si, 11,2; %S, 4,1; %N, 1,8 Trouvé: %C, 57,6; %H, 10,6; %Si, 11,6; %S, 3,9; %N, 2,1 Le spectre infragouge du matériau (pur) a montré des maxima à 1740 cm 1 (C=O) et à 1063 cm 1 (N-C). Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire du produit étaient les suivantes: H-RMN (CDCl3): 0, 01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-),
3 32
3,6 (m, =CH2-O-).
EXEMPLE 5
Synthèse de la benzyl-{2-hydroxy-3-
(3-(1,3,3,3-tétraméthyl-1-(triméthylsiloxy)-
disiloxanyl)propoxy)propyl}amine (V) (Figure 5) On a chargé un tricol à fond rond de 500 ml équipé d'un agitateur, d'une ampoule d'introduction et d'un condenseur, de 100 g (0,30 mole) d'époxy trisiloxane (Composé I) de l'Exemple 1 dissous dans 200 ml d'isopropanol. On a chargé l'ampoule d'introduction à l'aide d'une solution de 42,8 g
(0,4 mole) de benzylamine (Aldrich) dans 100 ml d'isopropan-
ol; la solution a été ajoutée goutte à goutte au contenu du tricol à la température ambiante. La solution de réaction résultante a été chauffée à 800C pendant huit heures, après quoi le solvant a été éliminé sous pression réduite en utilisant un évaporateur rotatif. Le résidu qui se présente sous la forme d'une huile a été passé au travers d'une courte colonne de silice en utilisant de l'acétate d'éthyle à 10 % dans l'hexane comme éluant. Le rendement en Composé V, qui se présente sous la forme d'une huile incolore, était de 127,8 g (97 %). L'analyse élémentaire suivante a été obtenue: Calculé: %C, 48,7; %H, 9,2; %Si, 18,9; %N, 3,1
Trouvé: %C, 48,4; %H, 9,5; %Si, 18,4; %N, 3,0.
Le spectre infrarouge du matériau (pur) a montré des maxima
- 26 -
à 3300 cm (OH) et à 1063 cm (C-N). Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire étaient les suivantes: 1H-RMN (CDC13): 0, 01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-),
3,6 (m, =CH2-O-), 3,56 (m, Ar-CH2-N).
EXEMPLE 6
Synthède du sulfate de diméthyl-benzyl-{3-(3-(1,3,3,3-
tétraméthyl-l-(triméthylsiloxy)disiloxanyl)-
propoxy)acétonyl}ammonium (VI) (Figure 6) Le groupe hydroxy du Composé V issu de l'Exemple 5 a été oxydé en cétone essentiellement comme il est décrit à l'Exemple 3. On a chargé dans un tricol à fond rond de 500 ml équipé d'un agitateur, d'une ampoule d'introduction et d'un condenseur, 80,0 g (0,18 mole) de la cétone
résultante dissoute dans 200 ml de diméthylsulfate (Ald-
rich). La solution a été chauffée au reflux pendant huit heures, après quoi le solvant et les autres produits volatils ont été éliminés sous pression réduite dans un évaporateur rotatif. L'huile résiduelle a été passée au travers d'une courte colonne de gel de silice en éluant à
l'aide d'acétate d'éthyle (30 %) dans l'hexane comme éluant.
Le Composé VI a été obtenu sous la forme d'une huile incolore. Le rendement était de 78,4 g (92 %). Le spectre -! infrarouge du matériau (pur) a montré un maximum à 1730 cm 1 (C=O). Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire du produit étaient les suivantes: 1H-RMN (CDC13) = 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-),
3 3 2
2,85 (m, =N-CH3), 3,56 (m, Ar-CH2-N).
EXEMPLE 7
Synthèse du chlorure de diméthyl-benzyl-{2,2-diméthyl-
3-(3-(1,3,3,3-tétraméthyl-1-(triméthylsiloxy)-
disiloxanyl)propoxy)propyl}ammonium (VII) (Figure 7) Dans un tube de verre à paroi épaisse ayant un fond fermé, on a placé 20,0 g (0,04 mole) de Composé VI issu de
- 27 -
l'Exemple 6 dans 40 ml de benzène (Aldrich), 0,4 ml d'eau, et 8,6 g (0, 12 mole) de triméthyl-aluminium (Aldrich). Le haut du tube de verre a été fermé de façon étanche et le tube a été placé dans une bombe d'acier inoxydable qui a été ensuite chauffée à 140 C pendant huit heures. Après refroidissement à la température ambiante, le tube de verre a été soigneusement ouvert et son contenu a été versé goutte à goutte dans un mélange de 200 ml de diéthyléther et de ml d'acide chlorhydrique 0,5N refroidi dans un bain de glace. La phase organique a été séparée et séchée. Les solvants ont été éliminés sous pression réduite en utilisant un évaporateur rotatif. On a obtenu le Composé VII; le rendement était de 9,5 g (46 %). Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire du produit étaient les suivantes: H- RMN (CDCl3): 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-),
3 32
0,81 (m, mC-CH3), 2,85 (m, =N-CH3),
3,56 (m, Ar-CH2-N).
EXEMPLE 8
Synthèse du chlorure de diméthyl-4-hexadécylphényl-
méthyl-{2,2-diméthyl-3-(3-(1,3,3,3-tétraméthyl-1-
(triméthylsiloxy)disiloxanyl)propoxy)propyl}ammonium (VIII) (Figure 8) Dans un tricol à fond rond de 500 ml équipé d'un agitateur, d'une ampoule d'introduction et d'un condenseur, continuellement balayé à l'argon, on a chargé 20,0 g (0,04 mole) de Composé VII issu de l'Exemple 7, 15,6 g (0,06 mole) de 1-chlorohexadécane (Aldrich), et 200 ml d'hexane. Le mélange réactionnel résultant a été refroidi à 0 C en utilisant un bain glace broyée/sel et l'on a ajouté
au mélange agité 2,0 g de chlorure d'aluminium anhydre.
Après 30 minutes, on a ajouté une quantité supplémentaire de 6,0 g de chlorure d'aluminium (total 0,06 mole) et le mélange réactionnel a été chauffé lentement jusqu'à 600C en une période de quatre heures. On a laissé le mélange réactionnel refroidir. Après refroidissement, on a ajouté lentement 100 g de glace broyée et 100 ml d'eau. La phase
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-28 -
organique a été séparée et lavée à l'aide d'acide chlor-
hydrique dilué, puis séchée et le solvant a été éliminé sous vide dans un évaporateur rotatif. L'huile résultante a été passée au travers d'une courte colonne de gel de silice en utilisant de l'acétate d'éthyle à 30 % dans l'hexane comme éluant. L'élimination du solvant a donné 23,9 g (82 %) d'une
huile incolore qui est le Composé VIII. L'analyse élémentai-
re suivante a été obtenue: Calculé: %C, 62,7; %H, 11,6; %Si, 12,1; %N, 2, 0
Trouvé: %C, 62,1; %H, 11,2; %Si, 12,4; %N, 2,4.
Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire étaient les suivantes: 1H-RMN (CDC13): 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-)
3 3 2'
0,81 (m, -C-CH3), 2,85 (m, =N-CH3), 3,56 (m, Ar- CH2-N),
6,94 (m, benzène p-substitué).
EXEMPLE 9
Synthèse du p-toluènesulfonate de diméthyl-4-hexadécyl-
phénylméthyl-{2,2-diméthyl-3-(3-(1,3,3,3-tétraméthyl-1-
(triméthylsiloxy)disiloxanyl)propoxy)propyl}ammonium (IX) (Figure 9) On a répété le mode opératoire de l'Exemple 4 avec le Composé VIII. On a obtenu une huile incolore avec un rendement de 94 %. L'analyse élémentaire suivante a été obtenue: Calculé: %C, 59,8; %H, 10,5; %Si, 10,2; %N, 1,7 Trouvé: %C, 59,5; %H, 10,7; %Si, 10,6; %N, 1,4. Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire étaient les suivantes: H-RMN (CDC13): 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-)
3 3 2'
0,81 (m, -C-CH3), 2,85 (m, =N-CH3), 3,56 (m, Ar-CH2-N),
6,94 (m, benzène p-substitué).
- 29 -
EXEMPLE 10
Synthèse du chlorure du diméthyl-4-hexadécylphényl-
méthyl-{3-(3-(1,3,3,3-tétraméthyl-l-(triméthylsiloxy)-
disiloxanyl)propoxy)acétonyl}amminonium (X) $5 (Figure 10) On a répété l'Exemple 8 avec 20,0 g (0,03 mole) de Composé VI issu de l'Exemple 6 comme matière de départ. Le
rendement en Composé X (qui est une huile incolore) était de 21,4 g (81 %). L'analyse élémentaire suivante a été obte-
nue: Calculé: %C, 62,5; %H, 10,4; %Si, 11,5; %N, 1,9 Trouvé: %C, 62,3; %H, 10,6; %Si, 11,2; %N, 1,7. Les données du spectre de résonance magnétique nucléaire étaient les suivantes: -H-RMN (CDCl3): 0,01 (m, Si-CH3), 0,60 (m, Si-CH2-), 2,85 (m, =N-CH3), 3,56 (m, Ar-CH2-N),
6,94 (m, benzène p-substitué).
L'activité anti-microbienne de cinq des composés selon la présente invention décrits dans les exemples précédents, la stabilité thermique de tels composés, la préparation de nappes non tissées à partir de compositions thermoplastiques qui renferment de tels composés antimicrobiens et l'évalua- tion biologique de telles nappes non tissées sont décrites dans les exemples qui suivent.25
EXEMPLE 11
Activités anti-microbiennes de divers composés selon la présente invention Les activités anti-microbiennes des Composés II, III, IV, IX et X ont été testées à une concentration de 102 g/l. Le composé à tester a été introduit dans un tube à centrifugation de 50 ml contenant 100 pl d'une suspension bactérienne dans laquelle la concentration en micro-organismes était de 2,8 x 108 Unités Formatrices de Colonies (en abrégé, selon la terminologie anglaise CFU) par ml. Chaque tube a été maintenu à la température ambiante pendant quatre heures. A l'issue de la période de quatre heures, on a ajouté 30 ml de bouillon Lethenn (Difco, USA) à chacun des - tubes à centrifugation. Les tubes ont été centrifugés à 4G pendantune minute. La survie des bactéries dans la suspension a été déterminée en ensemençant des dilutions convenables du matériau sédimenté sur des plaques d'agar Lethenn (Difco, USA) et en comptant le nombre de CFU après 18 heures d'incubation à 37 C. La survie des bactéries a été déterminée en comparant le nombre de CFU par millilitre observé dans les suspensions bactériennes après quatre heures d'incubation en présence du composé testé, et le
nombre de CFU par millilitre des mêmes suspensions bacté-
riennes dans les tubes témoins. De telles comparaisons ont été faites en calculant la chute de log pour chaque composé comme suit: Chute de log = Log(100-(CFU survivantes/CFU initiales) xlO0)
Voir, par exemple, R.A. Robison et al., Appl. Environ.
Microbiol., 54, 158 (1988). Les activités anti-bactériennes
des cinq composés sont résumées dans le Tableau 1.
Tableau 1
Activité anti-microbienne de cinq composés exprimée en valeur de chute de log Chute de log de la souche bactérienne Composé Escherichia Coli Staphylococcus Epidermidis
II 3,5 4,0
III 3,5 4,1
IV 3,7 4,2
IX 3,8 4,4
X 3,8 4,4
Comme il ressort du Tableau 1, les cinq composés
possèdent une excellente activité anti-bactérienne.
- 31 -
EXEMPLE 12
Stabilité thermique de cinq composés selon la présente invention Du fait que les composés selon la présente invention sont destinés à être utilisés dans des procédés de fusion-
extrusion, leur stabilité thermique est à prendre en compte.
En conséquence, la stabilité thermique de chacun des Composés II, III, IV, IX et X a été étudiée. Chaque composé
a été placé dans un tube de verre sous atmosphère d'azote.
Le tube a été scellé et chauffé à 232 C pendant 30 minutes.
Le contenu de chaque tube a ensuite été analysé dans un système de chromatographie liquide haute pression comprenant une pompe ISCO modèle 2350, une unité de garniture A Waters RCM contenant une colonne Waters C18 5-p, un réfractomètre différentiel Waters modèle 410, un intégrateur de données Waters modèle 745. Le solvant employé a été désaéré à l'aide de 10 % d'eau dans le méthanol. Les résultats sont résumés dans le Tableau 2 qui donne le pourcentage de décomposition
en poids.
Tableau 2
Stabilité thermique de cinq composés exprimée en pourcentage pondéral de décomposition Composé % de décomposition
II 36
III 32
IV 8
IX 1
X 3
La stabilité thermique des Composés II et III, bien qu'elle ne soit pas exceptionnelle, est suffisante pour permettre l'utilisation des composés dans des procédés de fusion-extrusion. Cela est particulièrement vrai lorsque les temps de séjour sont inférieurs à 15 minutes et/ou lorsque les températures d'extrusion sont inférieures à 232 C. Du fait que les données rapportées dans le Tableau 2 résultent d'une période de chauffage de 30 minutes, la décomposition
- 32 -
du composé au cours du processus de fusion pour former les nappes non tissées devrait être inférieure à celle rapportée ici. D'un autre côté, les Composés IV, IX et X offrent une stabilité thermique allant de bonne à excellente. Comme il ressort des Figures 2, 3, 4, 9 et 10, ces composés ont une plus faible quantité d'atomes 13-hydrogène que les Composés II et III et/ou l'anion est une base faible. Ces relations
seront peut-être mieux comprises par référence au Tableau 3.
Le Tableau 3 répertorie pour chacun des cinq composés les structures associées aux atomes de carbone-5, le nombre total d'atomes d'hydrogène- s et l'anion. Du fait qu'il y a deux atomes de carbone-5 dans chaque composé, ils ont été distingués comme suit: l'atome de carbone-t sur le côté atome de silicium de l'atome d'azote est appelé "dans le motif éther" tandis que l'atome de carbone-s sur le côté "opposé" à celui du motif éther est appelé "du motif terminal".
- 33 -
Tableau 3
Structure des atomes de carbone-t et des anions pour cinq composés selon la présente invention $ Structure des atomes de carbône-s Motif Atomes H-8 Composé Motif-éther terminal totaux Anion II -CH- -CH- 3 Cie I OH III -C-C-2- 2 Cie il O IV -C- -CH2- 2 Tse Il O
CH3
I IX -C- -C{ 0 Tse I CH3' X -C- -C O Cie Il O Ainsi, les composés qui n'ont pas d'atome d'hydrogène-B
et/ou un anion base faible constituent des formes d'exécu-
tion plus stables à la chaleur.
- 34 -
EXEMPLE 13
Préparation de nappes de polypropylène liées au filage Des nappes non tissées liées au filage de polypropylène ont été préparées sur un équipement pilote essentiellement comme il est décrit dans US-A-4.360. 563. La température d'extrusion était approximativement de 232 C. Le procédé était sensiblement anaérobie, sans que des efforts spéciaux aient été faits pour exclure l'oxygène et les temps de traitement n'excédaient pas habituellement 15 minutes. Les
nappes ont été liées par points par un traitement thermique.
Le poids de base de chaque nappe était de 27 g/m2.
Une première nappe témoin négative a été préparée à
partir de polypropylène seul (nappe A).
Dix-sept nappes ont été préparées à partir d'un mélange de polypropylène et d'une composé selon la présente invention (nappes B à R). Des pastilles de polypropylène ont été simplement enduites superficiellement à l'aide du sel d'ammonium quaternaire de siloxane avant l'extrusion. Après la formation et la liaison thermique par points, les nappes n'ont pas subi d'autre traitement. On a testé cinq composés
différents. Chaque composé a été incorporé à trois concen-
trations différentes, et deux des composés ont été incorpo-
rés à une quatrième concentration.
Comme second témoin positif, on a traité une partie d'une nappe témoin topiquement avec un sel d'ammonium
quaternaire de siloxane disponible dans le commerce répon-
dant à la formule suivante:
CH, CH3
I I
y e Q3_-(Si-O)10-Si-Q3 ey3
I I
CH3 CH3
- 35 -
dans laquelle Q30 répond à la formule, CH3 I. - (CH)30CH2CHCHN(Ca),sCH3 l l
OH CH3
et OY est un anion chlorure. Le taux d'addition était de
0,9 % en poids par rapport au poids sec de la nappe (nappe S).
Les composés et les taux de composés utilisés dans les compositions thermoplastiques à partir desquelles les nappes
non tissées B à R ont été préparées sont indiquées dans le15 Tableau 4.
Tableau 4
Composés et taux de composés utilisés dans la préparation des nappes B à R Taux de composé Nappe Composé (pourcentage pondéral)
B II 0,5
*C II 0,7
D II 1,0
E III 0,5
F III 0,7
G III 1,0
H IV 0,5
I IV 0,7
J IV 1,0
K IX 0,5
L IX 0,7
M IX 1,0
N IX 1,5
0 X 0,5
P X 0,7
Q X 1,0
R X 1,5
- 36 - 2741347
- 36 -
Parmi les nappes du Tableau 4, on en a soumis de nombreuses à une ESCA. Les données de ESCA ont été recueillies par Surface Science Laboratories, Inc, Mountain View, California, USA, en utilisant un spectromettre Hewlett-Packard 5950 B avec une source de rayons X K-alpha aluminium monochromatique. Les balayages ont été faits avec
le réglage d'ouverture haute sensibilité (basse résolution).
Le réglage de la puissance des rayons-X était de 600-800 watts et la neutralisation de charge a été accomplie avec un réglage du canon flood de 13 électrons volts. Le vide utilisé était de 10-8 Torr. La zone analysée était d'environ 1 x 4 mm et la profondeur d'échantillonage était d'environ A. Les résultats ont été répertoriés dans le Tableau 5; dans le tableau, la concentration en atomes-% vise une épaisseur d'approximativement 100 A. e. spi noieo-p a uo onbiaopqq aooze,l e. pAnoja o0ozelI ap o (ginoleD aJTp-e-qseo) GnbTso9qq wnolTITS nu Anoa wnlToYTITs ap s-aoddea saI 'aDejans ua uoiaoeJdos GiTa aun, p aoue -aodwTi,l no TooTdJai JaSTlensiA JaGpTu,p SUTJ xnv SE ÀnpuaqeuT q elqenbJewaa aDfp un. aDejans ua soaedos oai,8s 4uassTeaedde uoTguoAuT aouosoad eI uoIas sasoduoo sol 'scuawa saane, p ug.soaiedaad paq quo saddeu saI oaianbei ap ayaed. onbygseLdowaoq uoT.Isodwoo el suep quaspad uoyqoas w-Tyue asoduwoo np aowJoj 4sa saoppn, ? 0E sassss. uou saddeu sep sojaqj s3p sooejans sep allaioue2sqns a!1aed aun,nb S neoiqej, np aouapyAa, i e. 9ossal II - úZ 0S9 0'l S Sz
O'Z Z' 19 I'ZI 6'1 9'9 O'ZI
O'Z Z'19 I'ZI 6'1 Z'S9 8'11
O'Z Z'19 I'ZI 8'1 b'b9 S'1l O L'I 8'65 Z'01 9'1 'Z9 0'01 N oz L' 8'6S Z'01 91 9'Z9 0OOi IN L'I 8'65 Z'0O 5'1 bZ9 00I e 8'1 6'L5 Z'Il 91 8'L9 5'01 f 8'1 6'L Z'I l S'l 0'89 0'01 H Si i'Z ú'55 L'ZI 6'1 8'99 O'ZI O l'Z ú5S L'ZI Z'Z O L9 O'ZI I'Z ú'55 L'ZI 6'1 0'89 0'11 t t'Z 'SS5 9'z1 6'1 8'L9 b'01 a l'Z I'55 9 '1 81 Z'89 0'OI S N D!S N D!S -id-" N
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- 38 - 2741347
partir des données du Tableau 5 comme suit: Si = 100 x (concentration trouvée en silicium/concentration théorique en silicium) N = 100 x (concentration trouvée en azote/concentration théorique en azote). Ainsi, les calculs donnent la valeur ESCA soit du silicium soit de l'azote sous la forme d'un pourcentage de la valeur théorique en cet élément. Ces calculs sont résumés dans le Tableau 6, qui reprend également les données du Tableau 4
par commodité.
Tableau 6
Rapport silicium et azote a partir des données ESCA Rapports Composé et taux calculé:trouvé Pourcentage Nappe Composé pondéral Silicium Azote
B II 0.5 79 86
D II 1.0 83 90
E III 0.5 87 90
F III 0.7 94 100
G III 1.0 94 90
H IV 0.5 89 83
J IV 1.0 94 89
K IX 0.5 98 88
M IX 1.0 98 94
N IX 1.5 98 94
O X 0.5 95 90
Q X 1.0 98 95
R X 1.5 99 95
- 39 -2741347
-39 - Les données indiquées dans le Tableau 6 ont été représentées graphiquement en profil, c'est-à-dire sous la forme de colonnes, groupées par le numéro du composé et sont présentées dans les Figures 11 à 15. Ainsi, la Figure 11 est un profil des valeurs ESCA du silicium et de l'azote pour le composé II à des taux de 0,5 % et 1,0 % en poids exprimés en pourcentage des valeurs théoriques, c'est-à-dire les données des nappes B et D. La Figure 12 est un profil des données concernant les nappes E, F et G; la Figure 13 est un profil des données pour les nappes H et J; la Figure 14 est un profil des données pour les nappes K, M et N; et la Figure est un profil des données pour les nappes O, Q et R. L'affirmation indiquée ci-dessus que les composés selon la présente invention se séparent en surface à un degré remarquable et inattendu est clairement étayée par le Tableau 6 et les Figures 11 à 15. Si les surfaces des fibres des nappes non tissées étaient totalement recouvertes d'un composé anti-microbien selon la présente invention, les valeurs ESCA du silicium et de l'azote seraient égales aux valeurs théoriques. Exprimées différemment, les valeurs ESCA seraient égales aux valeurs théoriques si le composé anti-microbien était présent sur la surface des fibres jusqu'à une profondeur approximative de 100 A. Même avec l'erreur expérimentale inhérente aux analyses ESCA, la portion de 100 A des surfaces de fibres mesurées par ESCA est formée essentiellement du composé anti-microbien. Il est également significatif que l'on ait obtenu une couverture pratiquement totale de la surface des fibres avec plusieurs composés, même à des taux de 0,5 % en poids. Pour ces composés, il est évident que des taux plus faibles
pourraient être utilisés sans sacrifier l'activité anti-
microbienne des nappes non tissées.
Le fait que les composés anti-microbiens soient trouvés en de telles concentrations élevées à une profondeur de 100 A (et éventuellement plus profondément) suggère forte- ment que les propriétés anti- microbiennes constatées à la surface des fibres ont toutes les chances d'être durables. En d'autres termes, de tels composés forment une surface
- 4o -
anti-microbienne étendue, c'est-à-dire une surface anti-
microbienne qui s'étend au-dessous de la surface de l'interface air/fibre. Du fait des fortes concentrations en composés anti-microbiens au voisinage des surfaces de l'interface des fibres (c'est-à-dire sur une profondeur de A), des composés qui peuvent être enlevés de la surface d'interface par dissolution dans un solvant ou un autre procédé peuvent être remplacés par le réservoir de composés
anti-microbiens que constitue la surface étendue.
EXEMPLE 14
Activités anti-microbiennes des nappes non tissées de l'Exemple 13 On a utilisé les souches bactériennes Escherichia coli (ATCC n 13706) et Staphylococcus Epidermidis (ATCC n 1859) pour déterminer l'activité anti-bactérienne des nappes non tissées préparées selon l'Exemple 13. Des suspensions bactériennes contenant environ 10 CFU par ml ont été obtenues en récupérant une culture d'une nuit sur de l'agar
tryptique au Soja (Difco, USA) dans du sérum physiologique.
Chaque nappe a été coupée en échantillons d'environ 2,5 cm x 2,5 cm (environ 1 pouce x 1 pouce). Chaque échantillon a été placé dans un tube à centrifugation de ml auquel on a ajouté 100 pl d'une suspension bactérienne contenant 2,8 x 108 CFU/ml. Les échantillons ont été laissés à la température ambiante pendant quatre heures. A l'issue de la période de quatre heures, on a ajouté 30 ml de
bouillon Letheen (Difco, USA) à chaque tube à centrifuga-
tion. Les tubes ont été centrifugés à 4G pendant une minute.
La survie des bactéries en présence de la nappe non tissée a été déterminée comme il est décrit dans l'Exemple 11. Les activités antibactériennes des nappes ont été rapportées
dans le Tableau 7.
- 41 - 2741347
-41 -
Tableau 7
Activité anti-bactérienne des nappes non tissées de l'Exemple 13 exprimée en valeur de chute de log Valeurs de chute de log pour la souche bactérienne Nappe Escherichia Coli Staphzvlococcus Epidermidis A pas de changement pas de changement B 1.2 1.9
B 1.2 1.9
C 1.2 1.9
D 1.8 2.2
E 1.6 2.2
F 1.6 2.2
G 1.8 2.3
H 3.1 3.8
I 3.1 3.8
J 3.5 4.0
K 3.8 4.4
L 3.8 4.4
M 4.0 4.5
N 4.1 4.5
O 3.8 4.4
P 3.8 4.4
Q 4.1 4.5
R 4.1 4.5
S 0.9 1.6
Une étude soigneuse des données du Tableau 7 montre clairement que les composés dont on a montré précédemment qu'ils étaient à la surface des fibres constituant les
- 42 - 2741347
nappes non tissées sont efficaces comme agents anti-micro-
biens. Pour aider, cependant, à la visualisation et à l'appréciation des données on a tracé deux profils et les a annexés sous la forme des Figures 16 et 17. La Figure 16 est profil tridimensionnel des données de chute de log pour Escherichia coli, les données étant groupées par taux de composés; la Figure inclut également les données de chute de log pour les composés en solution et les composés appliqués topiquement. La Figure 17 est similaire à la Figure 16, excepté que les données de chute de log
concernent Staphylococcus Epidermidis.
Les Figures 16 et 17, en combinaison avec le Tableau 7, supportent clairement au moins les conclusions suivantes: (1) tous les composés incorporés comme additifs internes
ont donné des fibres ayant une activité anti-microbien-
ne égale ou supérieure à celle du composé appliqué topiquement; (2) parmi les cinq composés testés comme additifs internes, les Composés IV, IX et X sont plus efficaces pour conférer des propriétés anti- microbiennes à la surface des fibres; (3) le Composé IV est pratiquement aussi efficace comme additif interne que lorsqu'il est utilisé en solution; (4) les Composés IX et X, utilisés en additifs internes, sont aussi efficaces ou plus efficaces que lorsqu'ils sont utilisés en solution; et (5) l'efficacité des Composés IX et X, comme additifs internes, n'apparaît pas dépendre de la concentration
aux niveaux étudiés.
Deux aspects particulièrement intéressants des Figures 16 et 17 méritent des commentaires supplémentaires. Tout
d'abord, les Figures 16 et 17 illustrent de façon remarqua-
ble l'efficacité élevée et relativement constante des Composés IX et X. En conséquence, on peut clairement utiliser ces composés à des taux inférieurs à 0,5 % en poids. Sur la base de l'augmentation en efficacité avec la concentration croissante des cinq composés, on devrait
pouvoir utiliser des taux aussi faibles que 0,1 % en poids.
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Selon le degré d'activité anti-microbienne désiré, on pourrait même probablement utiliser des taux encore plus faibles. Bien que l'on puisse utiliser des taux supérieurs à 1,5 % en poids, on ne devrait pas s'attendre à ce qu'il en résulte des augmentations significatives en activité anti- microbienne. Cependant, de tels taux élevés peuvent être utiles dans les cas o l'on désire réaliser un réservoir de composés anti-microbiens à la surface des fibres des nappes non tissées. Ainsi, des taux allant d'environ 0,1 à environ
3 % en poids représentent une gamme utilisable en pratique.
Ensuite, les augmentations en chute de log pour les composés II, III et IV sont généralement similaires. De plus, l'efficacité anti- microbienne de chacun de ces composés lorsqu'ils sont incorporés dans une nappe non tissée apparaît être directement proportionnelle à la stabilité thermique du composé. En d'autres termes, les composés ayant une décomposition thermique plus élevée ont également une plus faible activité anti-microbienne bien que leur activité reste égale ou supérieure à l'activité du
composé appliqué topiquement.
L'activité anti-microbienne des composés, lorsqu'ils sont incorporés dans des nappes non tissées, est inférieure à ce quoi on pourrait s'attendre uniquement sur la base des analyses ESCA; comparer les Figures 11 à 13 aux Figures 16 et 17 (ou comparer les Tableaux 5 et 6 au Tableau 7). Ceci est particulièrement vrai pour les Composés II et III. Bien que les analyses ESCA donnent des valeurs pour le silicium et l'azote qui sont égales à au moins 80 % des valeurs théoriques, les différences dans les valeurs de chute de log sont beaucoup plus grandes. Par exemple, les valeurs de chute de log pour le Composé II avec E. coli et S. epidermidis étaient respectivement de 3,5 et 4,0 (voir le Tableau 1). Les valeurs de chute de log correspondantes obtenues en incorporant le Composé II dans les fibres d'une
nappe non tissée sont cependant inférieures approximative-
ment de 2 (respectivement 1,7-2,3 et 1,8-2,1). Les valeurs
de chute de log du Composé III avec E. coli et S. epidermi-
dis étaient respectivement de 3,5 et 4,1 (voir Tableau 1).
- 44 -
Les valeurs de chute de log correspondantes obtenues en incorporant le Composé III dans les fibres d'une nappe non tissée étaient également inférieures approximativement de 2 (respectivement 1,7-1,9 et 1,8-1,9). Du fait que chaque unité de chute de log représente une différence de dix fois, les valeurs de chute de log inférieures décrites ci-dessus
représentent des différences d'approximativement 100 fois.
On pense que l'explication de cette anomalie apparente
entre l'efficacité anti-microbienne observée lors de l'in-
corporation des Composés II et III dans des nappes non tissées et les données ESCA repose sur la nature des produits qui se forment lors de la dégradation thermique de ces composés. Sur la base des analyses thermogravimétrique ou TGA (non rapportées), on a déterminé que les composés selon la présente invention ne subissent pas en général de perte de poids significative lorsqu'ils sont chauffés jusqu'à environ 230 C. A partir des résultats décrits à l'Exemple 12, il est clair que les Composés II et III subissent, en fait, une certaine dégradation thermique. En raison des résultats de la TGA, cependant, il apparaît que
les produits de dégradation thermique ne sont pas significa-
tivement volatils dans les conditions rencontrées au cours du procédé de fusion-extrusion, bien qu'aucune tentative n'ait été faite pour caractériser ou identifier de tels produits. On pense donc que de tels produits sont au moins en partie portés à la surface des fibres, ou que la dégradation se fait à la surface des fibres et que de tels produits sont dépourvus de propriétés anti-microbiennes
suffisantes pour avoir un effet sur l'efficacité anti-micro-
bienne des nappes non tissées. Cependant, la présence des
produits de dégradation à la surface des fibres contribue-
rait toujours aux valeurs de silicium et d'azote observées par analyse ESCA. Les Figures 16 et 17 montrent clairement que l'effet de la dégradation thermique, lorsqu'elle se produit, peut être partiellement compensée en augmentant le taux de composé dans la composition thermoplastique à partir de laquelle la nappe non tissée est préparée. Lorsque cela est permis par les exigences du procédé, la réduction des
- 45 -
températures de fusion-extrusion et/ou de temps de séjour de
la masse fondue contribuera à réduire le degré de dégrada-
tion thermique.
Claims (21)
1 - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane ayant soit la formule générale A,
R2 R4 R5
I I I
RL-Si-O-S--Si-R6
I I I
R3 CH R, R, Rio
I I 1.
(CH. O--(CH2)bCCHcN-Z 'Y,
I 1
Rg Rl dans laquelle: (1) les radicaux R1-R7, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C20, phényle, et alkyle en CI-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) les radicaux R8 et R9 sont chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (a) l'hydrogène, et (b) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ 30 atomes de carbone, excepté que R8 et R9ne peuvent pas être simultanément un atome d'hydrogène; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R8 et R9 représentent un groupe carbonyle; (3) Ri0 et Ri,, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux alkyle monovalents en C1-C20 (4) a représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (5) b représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (6) Z est un groupe monovalent (a) ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, et (b) choisi dans le groupe comprenant les radicaux alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques, et leurs combinaisons o Z se termine par un motif alkyle qui comprend au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique; (7) Y1 est un anion; et (8) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une masse molaire comprise entre environ 600 et environ 1700; soit la formule générale B, R0 Rn l l m.o
R21 R23
y, O Qj_(Si_O)_Si_, IDyI dans laquelle: (1) les radicaux R20-R23 sont identiques ou différents, et choisis parmi les groupes monovalents alkyle en Cl-C20, phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) n représente un nombre entier compris entre 1 et environ 19; (3) les radicaux Q1 et Q2, identiques ou différents, représentent un groupe ammonium quaternaire de formule générale
R25 R27
R.-N-CH2C (CH)dO (CH2)C-
i I
R96 R23
dans laquelle: (a) R24 est un groupe alkyle monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, dont au moins environ 8 atomes de carbone constituent une chaîne continue unique; (b) R25 et R26, identiques ou différents, représentent des groupes alkyle en C1-C20 monovalents; (c) R27 et R28 représentent chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (i) l'hydrogène et (ii) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ atomes de carbone, excepté que R27 et R28 ne peuvent pas être simultanément de l'hydrogène; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R27 et R28 représentent un groupe carbonyle; (d) c représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; et (e) d représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; (4) Y2 représente un anion; et (5) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une polydispersité allant jusqu'à environ 3,0 et une masse molaire moyenne en poids allant d'environ 800 à environ 2000. 2 - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la revendication 1, dans lequel Z est un groupe monovalent de formule générale, R12 I
-CH-C-R,3
I
R14 dans laquelle Rl2-Rl4, idendiques ou différents, sont choisis chacun parmi les groupes alkyle monovalents, le nombre
total d'atomes de carbone dans l'ensemble des radicaux R12-
R14 allant d'environ 6 à environ 28, et l'un au moins des radicaux R12R14 comportant au moins environ 6 atomes de
carbone dans une chaîne continue unique.
3 - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la revendication 1, dans laquelle Z est un groupe monovalent de formule générale,
49 2741347
R15 R16
-CH2 7R,7
R19 Ris dans laquelle R5ls-Rl9, identiques ou différents, sont chacun un groupe monovalent choisi dans le groupe comprenant l'hydrogène et les radicaux alkyle, le nombre total d'atomes de carbone dans l'ensemble des radicaux Rs15-R9lg étant compris entre environ 8 et environ 23, l'un au moins des radicaux Rs-Rl9 ayant au moins environ 6 atomes de
carbone dans une chaîne continue unique.
4 - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la revendication 3, dans lequel chacun des radicaux R15, R16, R18 et Rj9 représente l'hydrogène et Ri7 est un radical hexadécyle. - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la revendication 1, dans lequel les radicaux Y, et Y2, identiques ou différents, sont chacun choisis dans le
groupe formé des bases faibles.
6 - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la revendication 1, répondant à la formule,
CH3 CH3 CH3
I I l CH3-Si-O-Si-O-Si-CH3
I I I
CH3 CH2 CH3 CH3
1 1 3
(CHD-O-CH2CCH2-N-(CH,5CH3 eY4 il I
O CH3
dans laquelle Y4 est un anion.
7 - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la revendication 1, répondant à la formule,
2741347
CH, CH3 CH,
I I l CH3-Si-O-Si-O-Si-CH3
1 1 1
I II
CH, CH, CH, CH,
(CH,),-O-CH,-C-CH,-N-CH,- (CH,),5CH eY7
O CH,
dans laquelle Y7 est un anion.
8 - Sel d'ammonium quaternaire de siloxane selon la revendication 1, répondant à la formule,
CH, CH> CH3
CH3-Si-O-Si-O-Si-CH3
CH3 CH2 CH, CH3 CH3
(CH2),-O-CH2CCH2-N-(CHD,5CH> ey, l l
CH3 CH3
dans laquelle Y0 est un anion.
9 - Composition extrudable à l'état fondu qui renferme: (A) au moins un matériau extrudable à l'état fondu, adapté à être conformé en produit par fusion-extrusion; et (B) au moins un additif qui comporte un motif contenant un groupe siloxane et un motif anti-microbien, lequel additif est adapté à se séparer en surface lors de l'extrusion de ladite composition pour conférer des
propriétés anti-microbiennes à la surface dudit produit.
- Composition extrudable à l'état fondu selon la revendication 9, dans laquelle ledit matériau extrudable à l'état fondu est une polyoléfine thermoplastique, et ledit
additif est un sel d'ammonium quaternaire de siloxane.
51 2741347
11 - Composition extrudable à l'état fondu selon la revendication 10, dans laquelle ledit additif a soit la formule générale A,
R2 R, R5
I I I
R1-Si-O-Si-O-Si-R6
I I I
R3 CH, R7 Rs Rio
I I I1
(CH,)_-O-(CH.)bCCH_-N-Z eY1 I l
R9 RI,
dans laquelle: (1) les radicaux R1-R7, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C20, phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) les radicaux R8 et R9 sont chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (a) l'hydrogène, et (b) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ 30 atomes de carbone, excepté que R8 et R9 ne peuvent pas être simultanément un atome d'hydrogène; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R8 et R9 rerésentent un groupe carbonyle; (3) Ro10 et Rll, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux alkyle monovalents en Cl-C20; (4) a représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (5) b représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (6) Z est un groupe monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, et choisi dans le groupe
52 2741347
comprenant les radicaux alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques, et leurs combinaisons, o Z se termine par un motif alkyle qui comprend au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique; (7) Y1 est un anion; et (8) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une masse molaire comprise entre environ 600 et environ 1700; soit à la formule générale B,
R20 R22
yEI I y e Q -(Si-O)j-Qoe ey II
R21 R,
dans laquelle: (1) les radicaux R20-R23 sont identiques ou différents, et choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C20, phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) n représente un nombre entier compris entre 1 et environ 19; (3) les radicaux Q, et Q2, identiques ou différents, représentent un groupe ammonium quaternaire de formule générale
R25 R27
m1 1
R,4-N-CH2C(CH,)dO(CH,)-
I I
i6 2 dans laquelle: (a) R24 est un groupe alkyle monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, dont au moins environ 8 atomes de carbone constituent une chaîne continue unique;
53 2741347
(b) R2s et R26, identiques ou différents, représentent des groupes alkyle en C1-C20 monovalents; (c) R27 et R28 représentent chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (i) l'hydrogène et (ii) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ atomes de carbone; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R27 et R28 représentent un groupe carbonyle; (d) c représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; et (e) d représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; (4) Y2 représente un anion; et (5) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une polydispersité allant jusqu'à environ 3,0 et une masse molaire moyenne en poids allant d'environ 800 à environ 2000; dans laquelle ledit additif est présent dans ladite composition thermoplastique extrudable à l'état fondu et capable d'offrir une séparation en surface, en une quantité suffisante pour conférer une activité anti-microbienne à la surface d'un article conformé préparé à partir de ladite
composition par un procédé de fusion-extrusion.
12 - Composition extrudable à l'état fondu selon la revendication 11, dans laquelle Z est un groupe monovalent répondant à la formule, R12 3 0 -CH2-C-Rn I R14 dans laquelle R12 et R14, identiques ou différents, sont choisis chacun parmi les groupes alkyle monovalents, le nombre total d'atomes de carbone dans l'ensemble des radicaux R12-R14 allant d'environ 6 à environ 28, et l'un au
54 2741347
moins des radicaux R12-R14 comportant au moins environ 6
atomes de carbone dans une chaîne continue unique.
13 - Composition extrudable à l'état fondu selon la revendication 11, dans laquelle Z est un groupe monovalent répondant à la formule,
R15 R16
R19 Rls dans laquelle Rs15-Rl9, identiques ou différents, sont chacun un groupe monovalent choisi dans le groupe comprenant l'hydrogène et les radicaux alkyle, le nombre total d'atomes de carbone dans l'ensemble des radicaux R15-R19 étant compris entre environ 8 et environ 23, l'un au moins des radicaux Rs-Rl9 ayant au moins environ 6 atomes de
carbone dans une chaîne continue unique.
14 - Composition extrudable à l'état fondu selon la revendication 11, dans laquelle ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane est présent dans ladite composition extrudable à l'état fondu à un taux allant d'environ 0,1 à environ 3 % en poids par rapport au poids de la polyoléfine thermoplastique. - Fibre ayant des propriétés anti- microbiennes fabriquée à partir de la composition extrudable à l'état
fondu selon la revendication 10.
16 - Fibre ayant des propriétés anti-microbiennes fabriquée à partir de la composition extrudable à l'état
fondu selon la revendication 11.
17 - Nappe non tissée ayant des propriétés anti-
microbiennes, fabriquée à partir de la composition
extrudable à l'état fondu selon la revendication 10.
18 - Nappe non tissée ayant des propriétés anti-
microbiennes, fabriquée à partir de la composition
extrudable à l'état fondu selon la revendication 11.
19 - Siloxane répondant à la formule générale,
R2 R4 R5
I I I
R1-Si-O-Si-O-Si-R6 R3 CH, R.7 Rio I e (CHD-O-(CHpbCCH-4N-Z eY9 Il I O Ru dans laquelle: (1) les radicaux Rj-R7, identiques ou différents, sont
choisis chacun parmi les groupes monovalents alkyle en Cj-
C20, phényle et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque groupe phényle peut être substitué ou non substitué; (2) RIo et Rjj, identiques ou différents, représentent chacun un groupe alkyle en C1-C20 monovalent; (3) a représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (4) b représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (5) Z1 est un groupe phénylalkyle monovalent; (6) Y9 est un anion; et (7) ledit siloxane a une masse molaire allant
d'environ 470 à environ 1550.
20 - Siloxane répondant à la formule générale, Rz R, R;
I I I
R,-Si-O-Si-O-Si-R6
I I I
R CHWR7 RE Ro0 ] I le (CHO.-O-(CHWbCCH-N-ZI eyo
I I
R1 R1,
56 2741347
dans laquelle: (1) les radicaux R1-RT, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C20, phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) les radicaux R8 et R9 sont chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (a) l'hydrogène, et (b) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ atomes de carbone, excepté que R8 et R9ne peuvent pas être simultanément un atome d'hydrogène; ou, lorsqu'ils sont pris en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R8 et R9 représentent un groupe carbonyle; (3) Rio et Ri,, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux alkyle monovalents en C1-C20; (4) a représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (5) b représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (6) Z1 est un groupe phénylalkyle monovalent; (7) Y10 est un anion; et (8) ledit siloxane a une masse molaire allant
d'environ 450 à environ 1500.
21 - Procédé de préparation de fibres ayant des propriétés antimicrobiennes, qui consiste: (A) à faire fondre une composition thermoplastique extrudable à l'état fondu; et (B) à extruder la composition fondue au travers de multiples orifices pour former des filets de composition fondue qui sont refroidis pour former des fibres; dans lequel ladite composition thermoplastique extrudable à l'état fondu renferme au moins un matériau thermoplastique et au moins un additif qui comporte un motif contenant un groupe siloxane et un motif antimicrobien, lequel additif est adapté à se séparer en surface lors de l'extrusion de
la composition fondue pour conférer des propriétés anti-
microbiennes à la surface desdites fibres.
22 - Procédé selon la revendication 21, dans lequel ladite composition fondue est extrudée à une vitesse de cisaillement allant d'environ 50 à environ 30.000 sec-' et
avec un débit n'excédant pas environ 5,4 kg/cm/h.
23 - Procédé selon la revendication 21, dans lequel ledit additif est un sel d'ammonium quaternaire de siloxane. 24 - Procédé selon la revendication 22, dans lequel ledit additif a soit la formule générale A,
R2 R4 R5
I I I
R1-Si-O-Si-O-S-R6 l l l Il R u dans laquelle: (1) les radicaux R1-R7, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en Ci-C20, phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) les radicaux R8 et R9 sont chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (a) l'hydrogène, et (b) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ atomes de carbone, excepté que R8 et R9ne peuvent pas être simultanément un atome d'hydrogène; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R8 et R9 représentent un groupe carbonyle;
58 2741347
(3) Rj0 et Rjj, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux alkyle monovalents en C1-C20; (4) a représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (5) b représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (6) Z est un groupe monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, et choisi dans le groupe comprenant les radicaux alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques, et leurs combinaisons, o Z se termine par un motif alkyle qui comprend au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique; (?) Y, est un anion; et (8) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une masse molaire comprise entre environ 600 et environ 1700; soit à la formule générale B,
RP20 22
ye EQdI Y y2 Q1-(Si-O-o)S--Q2 ey:
1 I
R2, R-2
dans laquelle: (1) les radicaux R20-R23 sont identiques ou différents, et choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C20, phényle, et alkyle en Cl-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) n représente un nombre entier compris entre 1 et environ 19; (3) les radicaux Ql et Q2, identiques ou différents, représentent un groupe ammonium quaternaire de formule générale
59 2741347
R-25 R27
1 1
R26 R
dans laquelle: (a) R24 est un groupe alkyle monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, dont au moins environ 8 atomes de carbone constituent une chaîne continue unique; (b) R25 et R26, identiques ou différents, représentent des groupes alkyle en CI-C20 monovalents; (c) R27 et R28 représentent chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (i) l'hydrogène et (ii) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ 30 atomes de carbone; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R27 et R28 représentent un groupe carbonyle; (d) c représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; et (e) d représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; (4) Y2 représente un anion; et (5) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une polydispersité allant jusqu'à environ 3,0 et une masse molaire moyenne en poids allant d'environ 800 à environ 2000; dans lequel ledit additif est présent dans ladite composition thermoplastique extrudable à l'état fondu en
une quantité suffisante pour conférer une activité anti-
microcrobienne à la surface desdites fibres.
- Procédé de préparation d'une nappe non tissée ayant des propriétés anti-microbiennes, qui consiste: (A) à faire fondre une composition thermoplastique extrudable à l'état fondu;
2741347
(B) à extruder la composition fondue au travers de multiples orifices pour former des filets de composition fondue; (C) à refroidir les filets de composition fondue pour former des fibres; et (D) à déposer de manière aléatoire lesdites fibres sur une surface poreuse mobile pour former une nappe; dans lequel ladite composition thermoplastique extrudable à l'état fondu renferme au moins un matériau thermoplastique et au moins un additif qui comporte un motif contenant un groupe siloxane et un motif anti-microbien, lequel additif est adapté à se séparer en surface lors de l'extrusion de
la composition fondue pour conférer des propriétés anti-
microbiennes à la surface desdites fibres dont ladite nappe
non tissée est formée.
26 - Procédé selon la revendication 25, dans lequel ladite composition fondue est extrudée à une vitesse de cisaillement allant d'environ 50 à environ 30.000 sec et
avec un débit n'excédant pas environ 5,4 kg/cm/h.
27 - Procédé selon la revendication 25, dans lequel ledit additif est un sel d'ammonium quaternaire de siloxane. 28 - Procédé selon la revendication 27, dans lequel ledit additif a soit la formule générale A,
R2 R,4 R5
I I I R-i-O-Si-O-S i-R6 I I I R, C-H2R Rs R Ro 1 1 l (CH2)O--(CH2)bCCH2-NZ eyI
I I
Rs R1 dans laquelle: (1) les radicaux R1-R7, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes monovalents alkyle en C1-C204,
61 2741347
phényle, et alkyle en Cl-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) les radicaux R8 et R9 sont chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (a) l'hydrogène, et (b) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle, et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ atomes de carbone, excepté que R8 et R9 ne peuvent pas être simultanément un atome d'hydrogène; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R8 et R9 représentent un groupe carbonyle; (3) Ri0 et Ri,, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux alkyle monovalents en Cl-C20; (4) a représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (5) b représente un nombre entier compris entre 1 et environ 20; (6) Z est un groupe monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone et choisi dans le groupe comprenant les radicaux alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques, et leurs combinaisons, o Z se termine par un motif alkyle qui comprend au moins environ 8 atomes de carbone dans une chaîne continue unique; (7) Y, est un anion; et (8) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une masse molaire comprise entre environ 600 et environ 1700; soit à la formule générale B,
R0 R2
I I
y2e Q1-(Si-O)-Si-Q2 eY2
I I
R21 Ru
62 2741347
dans laquelle: (1) les radicaux R20-R23 sont identiques ou différents, et choisis parmi les groupes monovalents alkyle en Cl-C20, phényle, et alkyle en C1-C20 phényl-substitué, dans lesquels chaque radical phényle peut être substitué ou non substitué; (2) n représente un nombre entier compris entre 1 et environ 19; (3) les radicaux QI et Q2, identiques ou différents, représentent un groupe ammonium quaternaire de formule générale Ru R27
1 1I
R,-N--CHC(CHAO(CHD-
I I
R26 -28
dans laquelle: (a) R24 est un groupe alkyle monovalent ayant d'environ 8 à environ 30 atomes de carbone, dont au moins environ 8 atomes de carbone constituent une chaîne continue unique; (b) R25 et R26, identiques ou différents, représentent des groupes alkyle en C1-C20 monovalents; (c) R27 et R28 représentent chacun un groupe monovalent et ils sont identiques ou différents et choisis dans le groupe comprenant (i) l'hydrogène et (ii) les groupes monovalents alkyle, cycloalkyle, aryle et hétérocycliques et leurs combinaisons ayant jusqu'à environ 30 atomes de carbone; ou, lorsqu'ils sont pris ensemble en combinaison avec l'atome de carbone auquel ils sont attachés, R27 et R28 représentent un groupe carbonyle; (d) c représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; et (e) d représente un nombre entier compris entre 2 et environ 20; (4) Y2 représente un anion; et
63 2741347
(5) ledit sel d'ammonium quaternaire de siloxane a une polydispersité allant jusqu'à environ 3,0 et une masse molaire moyenne en poids allant d'environ 800 à environ 2000; dans lequel ledit additif est présent dans ladite composition thermoplastique extrudable à l'état fondu en
une quantité suffisante pour conférer une activité anti- microbienne à la surface desdites fibres desquelles est formée ladite nappe non tissée.
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