KR102217762B1 - 미생물의 직물에의 부착을 감소시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미생물, 특히 박테리아 및/또는 효모의 섬유 또는 직물에의 부착을 감소시키는 것을 목표로 하는 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이다. 기술된 방법은 선택된 친수성 실란 유도체를 포함하는 조성물 ZS를 섬유 또는 직물에 적용시키는 것을 포함한다. 본 발명은 더욱이 미생물의 섬유 또는 직물에의 부착을 정량하는 방법에 관한 것이다.

Description

미생물의 직물에의 부착을 감소시키는 방법{METHOD FOR REDUCING ADHESION OF MICROORGANISMS TO FABRICS}
본 발명은 미생물, 특히 박테리아 및/또는 효모의 섬유 또는 직물에의 부착을 감소시키는 것을 목표로 하는 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이다. 방법은 선택된 친수성 실란 유도체를 포함하는 조성물 ZS를 섬유 또는 직물에 적용시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 더욱이 미생물의 섬유 또는 직물에의 부착을 정량하는 방법에 관한 것이다.
대부분의 직물은 미생물학적으로 분해가능한 물질을 포함한다. 이들은 종종 전체적으로 또는 부분적으로 예를 들어 면, 셀룰로오스, 예를 들어 비스코스, 리오셀 (예를 들어 Tencel®), 대마, 아마, 리넨, 실크 또는 양모 등과 같이 미생물학적으로 분해가능한 섬유로 이루어진다. 마찬가지로 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드 또는 폴리프로필렌 등과 같은 합성섬유로 이루어진 직물도 종종 박테리아에 의해 군체화(colonized)된다. 합성섬유로 이루어진 직물은 특히 이들이 예를 들어 연화제, 발수제, 대전방지제 및/또는 결합제 등과 같은 마감제를 포함하는 경우에, 또는 이들의 사용 도중에 이들이 예를 들어 땀으로부터 또는 환경으로부터 미생물학적으로 분해가능한 물질을 획득하는 경우에 군체화된다.
특히 합성섬유에 대하여는, 예를 들어 폴리에스테르 직물로서, 박테리아가 직물 또는 섬유에 부착되고 생물막이라 불리우는 것을 형성하는 것이 관측된다. 이러한 생물막 및 여기에 포함되는 박테리아는 종종 세탁에 의해, 특히 폴리에스테르 직물에 대해 추천되는 낮은 세탁 온도에서 완전히 제거되지 않을 수 있다. 그 결과, 박테리아가 직물 상에 잔류하고, 다시 착용하는 경우에 활성화될 수 있고 계속해서 불쾌한 냄새의 형성이 빠른 속도로 증가되는 결과를 가져올 수 있다. 이러한 문제는 시간의 경과에 따라 폴리에스테르 직물의 착용 시간에서의 훨씬 큰 감소를 유발하고, 세척에도 불구하고, 수 회의 착용 사이클 이후 종종 이러한 직물의 불쾌한 냄새가 완전히 제거되는 것이 불가능하게 되는 결과를 가져온다. 기술계 내에서, 이러한 현상은 잘 공지되어 있고 종종 "묵은 땀 냄새(old perspiration odor)"라 언급된다.
생물막은 대체로 기재 표면에 연결되고 세포외 중합체성 기질 (예를 들어, 엑소-폴리사카라이드(exo-polysaccharide)) 내에 매립되는 미생물 세포의 군체로 이해되고 있으며, 이는 대개는 미생물 세포 자체로 형성된다.
기재의 미생물 군체화 및 생물막의 형성은 대개는 첫 번째의 절대적인 단계로서 미생물, 특히 예시적인 널리 퍼진 슈도모나스 종(Pseudomonas 　 sp.)인 박테리아의 부착을 포함한다. 박테리아 또는 박테리아 외피의 단백질 구조가 대개는 비특이적인 소수성 상호작용 (예를 들어 반데르발스 상호작용)을 통하여 여러 표면에 부착된다.
시간의 경과에 따른 중합체성 물질, 특히 엑소-폴리사카라이드의 방출을 통하여, 고착된 박테리아가 완전히-발달된 생물막 (또한 바이오슬라임(bioslime) 또는 슬라임층(slime layer)이라 언급됨)을 형성한다. 대체로 슬라임층이 낮은 투과성이고 미생물이 슬라임층 내에 매립되기 때문에, 이 생물막은 종종 활성 항균성 성분의 사용에 대하여 고도로 저항성이다. 따라서 박테리아의 표면에의 초기 부착을 방지하는 것이 박테리아의 억제 및 생물막 형성의 방지에서 바람직한 접근법이다.
게다가, 직접적으로 박테리아를 사멸시키거나 이들의 성장을 억제하는 활성 항균성 성분으로의 코팅에 비해 항부착 코팅(antiadhesion coating) (종종 또한 방오 코팅(antifouling coating)이라고도 불리움)의 이점은 예를 들어 중합체 등과 같은 독성이 아닌 환경-친화적 화합물을 사용하는 것이 가능하다는 것이다. 따라서 종종 인간에 대하여 해로운 생물학적 활성 성분을 사용함이 없이 대규모로 수행하는 것이 가능하다.
미생물의 고체 기재에의 부착을 감소시키기 위한 방오 코팅은 오랫동안, 특히 의료 분야에서 또는 선박에 대한 보호 코팅(protective coating)으로서 공지되었다. 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜 (PEG)-기반 중합체를 포함하는 방오 코팅이 예로서 M.　Charnley et al. (Reactive & Functional Polymers 71 (2011), 329-334), Kingshott et al. (Langmuir 2003, 19, 6912-6921) 또는 WO　2008/089032에서 선행기술로 기술되었다.
문헌 WO　2003/024897은 표면, 특히 소수성 표면을 특별히 설계된 티오에테르 및 친양쪽성 티오에테르로 코팅하는 방법을 기술하고 있다.
문헌 WO　2008/049108은 다관능 바이오코팅(biocoating) 및 이를 사용하는 방법을 기술하고 있다. 표면-개질제(SMA: surface-modifying agent)는 예를 들어 도파민 또는 도파민 유도체를 포함할 수 있다. WO　2008/089032은 개질 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 중합체, 예를 들어, PEG-DOHA4 등과 같은 도파민-개질 PEG 중합체를 수반하는 방오 코팅에 관한 것이다.
간행물 Tsibouklis et al. (Contact Angle, Wettability and Adhesion, Vol. 4, 2006, 461-469)은 기재 상으로의 생물막의 형성을 기술하고 있고 폴리(플루오로알킬 (메트)아크릴레이트) 및 폴리(메트)아크릴레이트로 이루어진 방오 코팅들을 비교하고 있다.
문헌 US　2010/0112364은 금속, 직물 및 플라스틱 등과 같은 여러 기재를 코팅하는 방법을 기술하고 있으며, 여기에서 기재의 표면이 산화되고, 그 후 불포화 단량체가 적용되고 중합된다. 코팅이 생물학적 물질의 부착을 감소시킨다고 한다.
선행기술에서의 코팅 방법은 기술적으로 복잡하고/하거나 그 실행에 있어서 비용이 많이 들고/들거나, 적절한 유효성 및 안정성을 결여하는 항부착 코팅을 수득한다. 특히, 선행기술에서 기술된 방법은 통상의 직물 응용 기술의 수단으로 간단하게 그리고 저렴하게 적용될 수 있는 섬유 또는 직물에 대한 안정한 (특히 세탁-안정한(wash-stable)) 코팅을 제공할 수 없다.
게다가, 이러한 종류의 코팅 방법의 개발을 위하여 섬유 또는 직물 코팅의 항부착 활성이 특히 고-처리율 공정에서 신뢰가능하게 그리고 신속하게 결정될 수 있다는 것이 절대적이다.
다양한 생물막 형성의 정량을 위한 방법 및 현존하는 생물막의 생물질(biomass)을 결정하는 방법이 선행기술에서 기술되었다. 특히 임플란트에 대한 것과 같은 의료 분야에서, 생물막 중의 박테리아가 부유하는 박테리아에 비해 근본적으로 다른 특성 - 예를 들어, 항생제에 대한 보다 큰 저항성을 갖기 때문에 예를 들어 스타필로코쿠스 속(genus Staphylococcus)의 미생물에 의한 생물막의 형성이 절대적이다.
문헌 Srdjan S. et al. (APMIS, 115: 891-899, 9, 2007)은 예를 들어, 조직배양으로 처리된 미량정량판(microtiter plate) 등과 같은 여러 미량정량판에서 포도상구균(Staphylococci)에 의한 생물막의 형성의 정량을 위한 방법의 개별 단계를 기술하고 있다. 생물막이 미량정량판의 벽과 베이스 상에 형성되고 적절한 염료의 수단에 의하여 예를 들어, 크리스탈 바이올렛(crystal violet)으로 직접적으로 미량정량판에 염색되는 방법이 기술된다. 고착된 염료의 양이 적절한 기술 (예를 들어, 미량정판 판독기를 사용)에 의하여 평가된다.
문헌 Peeters E. et al. (Journal of Microbiological Methods 72 (2008) 157-165)은 미량정판에서 성장한 생물막의 정량을 위한 서로 다른 방법을 비교하고 있다. 기술된 하나의 가능성은 미량정량판에서의 슈도모나스 아에루기노사 (P.aesuginaosa) 및 스타필로코쿠스 아우레우스(S.　aureus)의 생물막을 서로 다른 염료, 예를 들어, 크리스탈 바이올렛, Syto9으로의 직접적인 염색 및 적절한 분광학적 방법의 수단에 의한 평가의 가능성이 기술되어 있다.
문헌 Kingshott et al. (Langmuir 2003, 19, 6912-6921)은 슈도모나스 종의 개질 PET 플라스틱 표면 상에의 부착을 결정하는 방법을 기술하고 있으며, 여기에서 고착된 박테리아의 수는 고착된 박테리아에 의해 생성된 이산화탄소에 근거하여 간접적인 전기전도도법에 의해 결정된다. 문헌 Ciag et al. (Langmuir 2012, 28, 1399-1407)은 PEG-개질 표면 상에 고착된 박테리아가 염색되고 공초점 레이저 주사 현미경 (CLSM: confocal laser scanning microscopy)의 수단에 의해 검사되는 박테리아 부착 분석을 기술하고 있다.
선행기술에서 기술된 결정 방법은 직물에 대하여는 적합하지 않고 종종 특정한 미량정량판 시스템에 한정된다. 선행기술 결정 방법은 종종 생물막 또는 고착된 박테리아의 수가 직접적으로 기재 상에서 결정되는 방법에 관한 것이고, 그 중 몇몇은 종종 장치 및 시간의 관점들에서 높은 수준의 비용 및 복잡성을 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은, 비독성의, 환경적으로 적합한 코팅제를 사용하여 특히 섬유 또는 직물에 대하여 신규한 코팅 방법, 특히 코팅 방법을 제공하는 것이다. 코팅은 미생물의 부착을 능동적으로 감소시키고 높은 안정성, 특히 섬유 또는 직물에 대한 세탁 내성을 나타내는 것으로 의도된다. 게다가, 상용적인 직물 코팅 기술의 수단에 의하여 섬유 또는 직물의 코팅이 간단하게 그리고 저렴하게 수행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적은 코팅 방법의 활성을 입증하고 신뢰가능하게 정량하는 것을 가능하게 하고, 즉, 섬유 또는 직물에의 미생물의 부착을 정량하는 방법을 제공하는 것이다. 정량 방법은 모든 종류의 섬유 및 직물에 대하여 그리고 서로 다른 미생물에 대하여, 특히 박테리아와 효모에 대하여 신뢰가능하게 그리고 용이하게 채용될 수 있어야 한다. 게다가, 섬유 또는 직물에의 미생물의 부착을 정량하는 방법이 높은 처리율의 공정의 형태로 수행될 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은
a) 적어도 하나의 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S
Figure 112016070461492-pct00001
(I)
여기에서
R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 H 또는 C1-C6 알킬, 바람직하게는 메틸 또는 에틸이고;
a는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 6, 보다 바람직하게는 3의 정수이고;
R4는
i)
Figure 112016070461492-pct00002
여기에서
X는 결합, C1-12 알킬렌, C1-12 히드록시알킬렌, C1-12 할로알킬렌, C7-20 아릴알킬렌, -O-T-, -O-T-CH(OH)-, -O-T-CH(OH)-T'-, -O-C(=O)- 또는 -O-C(=O)-T-이고,
여기에서 T 및 T'는 서로 독립적으로 C1-12 알킬렌, C1-12 할로알킬렌 및 C1-12 히드록시알킬렌, 바람직하게는 C1-6 알킬렌으로부터 선택되고,
R5는 서로 독립적으로 각 발생에서 H 또는 C1-6 알킬, 바람직하게는 H 또는 메틸이고;
Y는 H; C1-12 알킬; C1-12 히드록시알킬, C1-12 할로알킬, C7-20 아릴알킬, -C(=O)(C1-12 알킬); -(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3), -T-O-(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3); -T-CH(OH)-O-(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3), 또는 -T-CH(OH)-T'-O-(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3)이고 여기에서 R1, R2, R3, T, T' 및 a가 상기 정의된 바와 같고;
b는 0 내지 20, 바람직하게는 2 내지 10의 숫자이고;
ii)
Figure 112016070461492-pct00003
또는
iii)
Figure 112016070461492-pct00004
여기에서
R6, R7 및 R8은 서로 독립적으로 H; C1-12 알킬; C1-12 히드록시알킬; C1-12 할로알킬, C7-20 아릴알킬; -C(=O)-Z-R9; -C(=O)[OCH(R10)-CH2]p-R9; -C(=O)O-Z-R9; -Z-C(=O)[OCH(R10)-CH2]p-R9; -Z-[OCH(R10)-CH2]p-R9 ; -Z-HPO3 -M+; -Z-SO3 -M+, -Z-COO-　M+, -COO-　M+, -C(=O)-Z-HPO3 -M+; -C(=O)-Z-SO3 -M+ 또는 -C(=O)-Z-COO-　M+이고;
여기에서 Z는 C1-12 알킬렌, C1-12 할로알킬렌 및 C1-12 히드록시알킬렌으로부터 선택되고, Z는 바람직하게는 C1-6 알킬렌 또는 C1-6 히드록시알킬렌이고;
R9는 -H, -OH, -O-(C1-6 알킬), -NH2, -NH(C1-6 알킬) 또는 -N(C1-6 알킬)2로부터 선택되고, 바람직하게는 -OH 및 -NH2로부터 선택되고;
R10은 서로 독립적으로 각 발생에서 H 또는 C1-6 알킬로부터, 바람직하게는 H 또는 메틸로부터 선택되고;
p는 서로 독립적으로 각 발생에서 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10, 보다 바람직하게는 2 내지 7의 숫자이고,
M은 금속, 바람직하게는 알칼리금속, 보다 바람직하게는 Na이고;
c는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5, 보다 바람직하게는 2의 정수임
으로부터 선택됨;
및 선택적으로 적어도 하나의 용매 L를 포함하는 조성물 ZS를 제공하고;
b) 조성물 ZS를 섬유 또는 직물에 적용시키고;
c) 선택적으로 섬유 또는 직물을 세척 및/또는 건조시키는
단계를 포함하는 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법의 도움으로 섬유 또는 직물이 항부착 코팅으로 코팅되도록 하고, 섬유 또는 직물의 표면에의 박테리아의 고착/부착 및 박테리아 막 (생물막)의 형성이 유효하게 방지되도록 하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 도움으로 특히 안정하고 세탁-저항성 코팅이 가능하고, 이는 유효하게 심지어 반복된 세탁, 예를 들어, 10 내지 100회의 세척 및/또는 기계적인 노출 이후에도 박테리아의 부착을 감소시키는 것으로 나타났다.
예를 들어:
슈도모나스 아에루기노사 (P. aeruginosa), 에세리키아 콜라이 (E. coli), 스타필로코쿠스 아우레우스 (S. aureus), 스타필로코쿠스 에피데르미디스 (S. epidermidis) 및 칸디다 알비칸스 (C.　albicans)
등과 같은 종종 발생하는 박테리아의 다중도(multiplicity)의 부착을 방지하거나 유의미하게 감소시키는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌다.
사용된 친수성 실란 유도체는 더욱이 이들의 독물학적 비-이의제기가능성(toxicological unobjectionability) 및 양호한 환경적 적합성으로 주목할 만하다.
본 발명의 방법에 의한 코팅의 경우에서 통상의 활성의 항균성 성분 (예를 들어, 은염, 티오하이드록사믹 산 유도체, 이소티아졸리논 유도체 또는 벤즈이미다졸 유도체)을 사용함이 없이 수행가능하다는 것이 특별한 이점이다. 사용된 실란 유도체로의 코팅은 그 자체가 어떠한 항균 효과도 나타내지 않는 것으로 나타났다.
항균 효과는 본 발명의 의미에서 예를 들어 미생물의 사멸을 또는 감소된 증식을 야기하는, 박테리아, 효모 및/또는 바이러스 등과 같은 미생물과의 직접적인 상호작용이 존재하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
섬유 또는 직물을 코팅하는 본 발명의 방법은 특히 그 목적이 미생물의 섬유 또는 직물 상으로의 부착 (고착)을 감소시키거나 방지하는 항부착 코팅을 위한 방법이다.
미생물은, 특히, 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 효모 및 조류(algae), 특히 박테리아 및 효모이다. 대상의 미생물, 특히 대상의 박테리아 및 효모는 바람직하게는 전형적으로 인간 및 동물의 피부에 군집하는 것이다.
섬유 (섬유 원료 재료)는 본 발명의 의미에서 직물 또는 직물 재료의 가장 작은 유닛을 구성하는 선형 구조를 의미하는 것으로 이해되며, 이는 방적 섬유(spun fiber) (방적가능한 섬유, 제한된 길이를 갖는 섬유)와 필라멘트 (연신된 연속사(drawn continuous fibers))를 구별하는 것이 가능하다. 예를 들어 섬유는 예를 들어 면, 양모, 실크인 무기 또는 식물 천연 섬유 또는 예를 들어 폴리에스테르 또는 폴리아미드와 같은 합성 중합체로부터 또는 천연 유래의 중합체로부터의 합성섬유(인조섬유), 예를 들어, 재생 셀룰로오스일 수 있다.
직물은 본 발명의 의미에서 전형적으로 직물 가공 공정, 특히 방적(spinning), 제직(weaving), 편직(knitting)을 포함하는 가공 공정 및 이들로부터 변형되고 이들에 기초하는 공정으로부터 유래하는 섬유의 프레임워크 (구조)인 것으로 이해된다. 직물은 미완의 구조(unformed structures), 예를 들어, 플록(flocks); 선형 구조, 예를 들어 필라멘트(filaments), 방적사(yarns), 트위스트 및 케이블(twists and cables) 및 판형 구조, 예를 들어 직포, 부직포 및 펠트 직물 등과 같은 반코팅되고 코팅된 직물 제품인 것으로 이해된다.
본 발명의 의미에서 실란 유도체는 Si-C 및 Si-O 결합을 포함하는 실리콘-유기 화합물이다. 특히 본 발명의 의미에서 이는 친수성 실란 유도체이고, 여기에서 바람직하게는 식 I에 따른 라디칼 R4가 친수성 라디칼이다.
본 발명의 의미에서, 언급된 라디칼은 다음과 같이 정의된다:
알킬은 선형, 분지된 또는 환식 탄화수소기, 바람직하게는 특히 1 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지된 탄화수소쇄로 이루어지는 1가의 라디칼을 지칭한다. 알킬 라디칼은 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필 또는 이소프로필일 수 있다.
아릴알킬은 하나 이상의 수소 원자의 아릴기로의 치환에 의하여 특히 1 내지 14개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지된 알킬 라디칼로부터 유도되는 1가의 라디칼을 지칭하며, 아릴기는 특히 6개의 탄소 원자를 포함하는 치환되거나 미치환된 방향족 탄화수소기이다. 방향족 탄화수소기는 예를 들어 페닐일 수 있고; 아릴알킬 라디칼은 예를 들어 벤질 라디칼일 수 있다.
할로알킬은 하나 이상의 수소 원자의 할로겐 (-F, -Cl, -Br, -I, 특히 Cl)으로의 치환에 의하여 특히 1 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지된 알킬 라디칼로부터 유도되는 1가의 라디칼을 지칭한다. 할로겐은 불화물, 염화물, 브롬화물 또는 요오드화물, 특히 염화물로부터 선택되는 치환기를 지칭한다.
히드록시알킬은 하나 이상의 수소 원자의 히드록실기 (-OH)로의 치환에 의하여 특히 1 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지된 알킬 라디칼로부터 유도되는 1가의 라디칼을 지칭한다. 알킬렌, 아릴알킬렌, 할로알킬렌 및 히드록시알킬렌은 대응하는 2가의 라디칼을 지칭한다.
식 (I) 중의 라디칼 R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 H 또는 C1-C6 알킬, 바람직하게는 C1-C3 알킬, 보다 바람직하게는 메틸 또는 에틸로부터 선택된다. 특히 바람직하게는 R1 = R2 = R3, 바람직하게는 R1 = R2 = R3 = 메틸 또는 에틸이다.
하나의 바람직한 구체예는 R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸이고 a는 3인 상기 기술된 바와 같은 방법에 관한 것이다.
라디칼 R5 및 R10은 서로 독립적으로 H 또는 C1-6 알킬이다. 라디칼 R5 및/또는 R10은 바람직하게는 H 또는 C1-3 알킬, 특히 바람직하게는 H, 메틸 또는 에틸, 보다 바람직하게는 H 또는 메틸이다. 식 (I) 마다 알킬렌옥시기 -(O-CH(R5)-CH2)b 및 -(O-CH(R10)-CH2)p의 배향(orientation)은 임의적일 수 있다. 대응하는 알킬렌옥사이드, 예를 들어 프로필렌옥사이드 및/또는 부틸렌옥사이드가 포함되는 경우, 두 방향의 연결이 가능함은 숙련된 자에게는 공지되어 있다. 숙련된 자에게는 또한 알킬렌옥시기의 수, 즉 지수 b 및 p가 평균값이라는 것이 알려져 있다.
지수 b는 0 내지 20, 바람직하게는 2 내지 15, 보다 바람직하게는 2 내지 10, 예를 들어 바람직하게는 9 내지 12, 예를 들어 바람직하게는 6 내지 9, 예를 들어 바람직하게는 4 내지 6의 수이다.
지수 p는 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 15; 보다 바람직하게는 2 내지 10, 예를 들어 바람직하게는 9 내지 12, 예를 들어 바람직하게는 6 내지 9, 예를 들어 바람직하게는 4 내지 6의 수이다.
라디칼 R4는 특히 친수성 라디칼, 특히 알콕시기, 히드록실기, 아민기 및/또는 이온성 기(ionic groups), 특히 음이온성 기(anionic groups)이다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서, 상기 기술된 식 I의 친수성 실란 유도체 S가 사용되며 여기에서 R4는 하기의 구조를 가지며
i)
Figure 112016070461492-pct00005
여기에서
Y, R5 및 b는 상기 정의된 바와 같고
X는 결합, -O-T-, -O-T-CH(OH)-, -O-T-CH(OH)-T'-, -O-C(=O)- 또는 -O-C(=O)-T-이고,
여기에서 T 및 T'는 서로 독립적으로 C1-12 알킬렌, 바람직하게는 C1-6 알킬렌, 보다 바람직하게는 C1-3 알킬렌으로부터 선택되고, T 및/또는 T'는 특히 바람직하게는 -CH2-이다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 2가의 라디칼 X는 결합, -O-(CH2)n-, -O-(CH2)n-CH(OH)-, 또는 -O-(CH2)n' -CH(OH)-(CH2)n -, -O-C(=O)-(CH2)n-로부터 선택되고, 여기에서 그리고 n 및 n'는 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수이고, 바람직하게는 n = 1이고 n` = 1이다. 보다 바람직하게는 2가의 라디칼 -X-는 결합 또는 -O-CH2 -CH(OH)-CH2-로부터 선택된다.
기 i) 중의 2가의 라디칼 -X-
Figure 112016070461492-pct00006
의 배향은 바람직하게는 표시된 바와 같이 (좌측에서 우측 방향으로 판독) 식 (I)의 -(CH2)a-기에 결합되는 좌측 유리 결합(free bond) 및 -[O-CH(R5)-CH2]b-기에 결합되는 우측 유리 결합을 수반한다.
특히, 상기 언급된 i)기는 하기 구조 (i1) 내지 (i7)을 갖는다:
Figure 112016070461492-pct00007
(i1)
Figure 112016070461492-pct00008
(i2)
Figure 112016070461492-pct00009
(i3)
Figure 112016070461492-pct00010
(i4)
Figure 112016070461492-pct00011
(i5)
Figure 112016070461492-pct00012
(i6)
Figure 112016070461492-pct00013
(i7)
여기에서 라디칼 및 지수는 상기 언급되는 정의들을 갖는다.
본 발명의 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 있어서, 상기 언급된 i)기가 구조 (i1) 또는 (i2) 중의 하나를 갖는 친수성 실란 유도체 S를 사용하는 것이 선호된다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 상기 기술된 식 I의 친수성 실란 유도체 S가 사용되고 여기에서 R4는 하기 구조를 갖고
ii)
Figure 112016070461492-pct00014
또는
iii)
Figure 112016070461492-pct00015
여기에서
R6, R7 및 R8은 서로 독립적으로 H; C1-12 알킬; C1-12 히드록시알킬; -C(=O)-Z-R9; -C(=O)[OCH(R10)-CH2]p-R9; -Z-C(=O)[OCH(R10)-CH2]p-R9; -Z-[OCH(R10)-CH2]p-R9 ; -Z-COO-　M+, -COO-　M+ 또는 -C(=O)-Z-COO-　M+로부터 선택되고;
여기에서 Z는 C1-12 알킬렌 또는 C1-12 히드록시알킬렌으로부터, 바람직하게는 C1-6 알킬렌 또는 C1-6 히드록시알킬렌으로부터, 보다 바람직하게는 C1-6 알킬렌 또는 -(CH(OH))s-CH2-로부터 선택되고 여기에서 s = 2 내지 6, 바람직하게는 s = 3 또는 4이고, R9는 -H, -OH 및 -NH2로부터 선택되고,
여기에서 R9, R10, c, p 및 M은 상기 정의된 바와 같다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 라디칼 R6, R7 및 R8, 바람직하게는 정확하게는 라디칼 중의 2개, 바람직하게는 정확하게는 라디칼 중의 1개가 H이고 다른 라디칼 또는 다른 라디칼들이 H가 아닌 상기 언급된 기이다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 Z는 2가의 라디칼 -(CH2)m-이고 여기에서 m은 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 3이다. 하나의 바람직한 구체예에 있어서 Z는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 분지된 알킬렌기이고, Z는 바람직하게는 2가의 라디칼 -CH(CH3)-CH2- 또는 -CH2-CH(CH3)-이다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 라디칼 Z는 C1-12 히드록시알킬렌, 바람직하게는 C1-6 히드록시알킬렌이다. 특히 Z는 히드록시알킬렌기 -(CH(OH))s-CH2- 일 수 있고 여기에서 s = 2 내지 6, 바람직하게는 s = 3 또는 4, 특히 바람직하게는 4이다. 따라서, 특히, 라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나는 -C(=O)-Z-R9이고, 여기에서 Z는 2가의 라디칼 -(CH(OH))s-CH2-이고 여기에서 s = 2 내지 6, 바람직하게는 s = 3 또는 4, 특히 바람직하게는 s　=　4이고, R9는 -OH이다. 특히, -C(=O)-Z-R9는 예를 들어 글루코스, 만노오스, 리보오스, 프룩토스 또는 갈락토스로부터와 같이 C6 또는 C5 사카라이드로부터, 바람직하게는 C6 사카라이드로부터 유도되는 라디칼일 수 있다.
하나의 바람직한 구체예는 상기 기술된 식 I의 친수성 실란 유도체 S를 사용하고 여기에서 R4는 라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나가 적어도 하나의 음이온성 기를 포함한다는 가정 하에 ii) 또는 iii) 이하에 기술된 기이다.
라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나가 카르복실레이트 (-COO-), 술포네이트 (-SO3 -) 및 포스포네이트 (-PO3 2-, -HPO3 -)로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온성 기를 포함하는 상기 기술된 식 I의 친수성 실란 유도체 S를 사용하는 것이 선호된다. 여기에서 -HPO3 - M+기의 설명은 1가 및/또는 2가의 금속 이온 M+ 및/또는 M2+에 의한 음이온 전하의 적절한 상쇄를 수반하는 -PO3 2- 기 및 -HPO3 - 기를 포함하는 것으로 의도된다. 숙련된 자에게는 언급된 음이온성 기가 조건 (예를 들어, pH)에 따라 양성자화되거나 부분적으로 양성자화된 형태로 존재할 수 있다는 것이 알려져 있다. 특히 금속 이온 M+는 알칼리금속 이온 및/또는 알칼리토금속 이온, 특히 알칼리금속 이온, 특히 Na+이다.
따라서, 바람직하게는, 라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나는 -Z-HPO3 -M+; -Z-SO3 -M+, -Z-COO-　M+, -COO-　M+, -C(=O)-Z-HPO3 -M+; -C(=O)-Z-SO3 -M+, -C(=O)-Z-COO-　M+로부터 선택되는 라디칼일 수 있으며, 여기에서 라디칼 및 지수는 상기 정의된 바와 같다. 특히 바람직하게는 라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나는 -Z-COO-　M+, -COO-　M+ 및 -C(=O)-Z-COO-　M+로부터 선택되는 라디칼이다.
본 발명은 특히 R4가 하기로부터 선택되는 상기 기술된 방법에 관한 것이다:
(x)
Figure 112016070461492-pct00016
여기에서 b 및 Y는 상기 정의된 바와 같고; 바람직하게는 여기에서 b = 2 내지 20이고 Y는 H 및 C1-C6 알킬로부터, 바람직하게는 H, 메틸 및 에틸로부터 선택됨;
(xi)
Figure 112016070461492-pct00017
여기에서 Y는 상기 정의된 바와 같고; 바람직하게는 여기에서 Y는 H, C1-6 알킬 및 -C(=O)(C1-12 알킬)로부터, 바람직하게는 H, 메틸, 에틸 및 아세틸로부터 선택됨;
(xii)
Figure 112016070461492-pct00018
여기에서 R1, R2, R3, a 및 b는 상기 정의된 바와 같고; 바람직하게는 여기에서 a = 2 내지 6, 바람직하게는 3이고, 바람직하게는 여기에서 b = 2 내지 10이고; 바람직하게는 R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸임;
(xiii)
Figure 112016070461492-pct00019
여기에서 R1, R2, R3, a 및 b는 상기 정의된 바와 같고; 바람직하게는 여기에서 a = 2 내지 6, 바람직하게는 3이고, 바람직하게는 여기에서 b = 2 내지 20, 바람직하게는 5 내지 10이고, R1, R2 및 R3는 바람직하게는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸임;
(xiv)
Figure 112016070461492-pct00020
여기에서 Z 및 R9는 상기 정의된 바와 같고; 바람직하게는 여기에서 Z는 C1-12 알킬렌 또는 C1-12 히드록시알킬렌으로부터, 바람직하게는 C1-6 알킬렌 또는 C1-6 히드록시알킬렌으로부터 선택되고; 바람직하게는 여기에서 R9는 -H, -OH 및 -NH2로부터; 바람직하게는 -H 및 -OH로부터 선택되고; 바람직하게는 R9는 OH임;
(xv)
Figure 112016070461492-pct00021
여기에서 p 및 R9는 상기 정의된 바와 같고; 바람직하게는 여기에서 p = 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10, 보다 바람직하게는 4 내지 6이고; R9는 바람직하게는 -OH, -OCH3, -OCH2CH3 및 -NH2로부터, 바람직하게는 -OH 및 -NH2로부터 선택됨;
(xvi)
Figure 112016070461492-pct00022
여기에서 R6, R7 및 R8는 상기 정의된 바와 같고; 바람직하게는 여기에서 R6, R7 및 R8은 서로 독립적으로 -Z-HPO3 -M+; -Z-SO3 -M+, -Z-COO-　M+, -COO-　M+, -C(=O)-Z-HPO3 -M+; -C(=O)-Z-SO3 -M+, -C(=O)-Z-COO-　M+로 부터 선택되고, 보다 바람직하게는 -Z-COO-　M+, -COO-　M+ 및 -C(=O)-Z-COO-　M+로부터 선택되고, 여기에서 Z는 C1-12 알킬렌으로부터, 바람직하게는 C1-6 알킬렌으로부터 선택됨;
(xvii)
Figure 112016070461492-pct00023
여기에서 t는 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 3, 특히 바람직하게는 2의 수임.
본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 있어서, 라디칼 R4는 (xiv)기이다.
(xiv) 당 라디칼 R4는 바람직하게는 하기 식들의 라디칼이다
(xiv_a)
Figure 112016070461492-pct00024
또는 (xiv_b)
Figure 112016070461492-pct00025
여기에서 r은 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 3, 특히 바람직하게는 3의 수이다.
(xvi) 당 라디칼 R4는 바람직하게는 하기 식들의 라디칼이다
(xvi_a)
Figure 112016070461492-pct00026
친수성 실란 유도체 S로서 식 (S1a) 내지 (S5a)의 하기 화합물들 중의 적어도 하나를 사용하는 것이 선호된다:
Figure 112016070461492-pct00027
(S1a),
Figure 112016070461492-pct00028
(S2a),
Figure 112016070461492-pct00029
(S3a),
Figure 112016070461492-pct00030
(S4a),
Figure 112016070461492-pct00031
(S5a);
여기에서 라디칼 및 지수는 상기 언급된 정의들을 갖는다. 특히, 라디칼 및 지수에 대하여 상기 언급된 바람직한 구체예는 식 (S1a) 내지 (S5a)의 화합물에 대하여 유효하다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 적어도 하나의 식 (S3a)의 화합물이 친수성 실란 유도체 S로서 사용된다.
바람직하게는 식 (S4a) 중의 -C(=O)-Z-R9기는 -C(=O)-Z-R9기이고, 여기에서 Z는 -(CH(OH))s-CH2-이고 여기에서 s = 2 내지 6, 바람직하게는 s = 3 또는 4, 특히 바람직하게는 s = 4이고, R9는 -OH이다. 특히, 식 (S4a) 중의 -C(=O)-Z-R9는 예를 들어 글루코스, 만노오스, 리보오스, 프룩토스 또는 갈락토스로부터와 같이 C6 또는 C5 사카라이드로부터, 바람직하게는 C6 사카라이드로부터 유도되는 라디칼일 수 있다.
바람직하게는 식 (S5a) 중의 라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나, 바람직하게는 라디칼 R6, R7 및 R8 모두는 카르복실레이트 (-COO-), 술포네이트 (-SO3 -) 및 포스포네이트 (-PO3 2-,, -HPO3 -)로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온성 기를 포함하는 라디칼이다. 따라서, 바람직하게는, 식 (S5a) 중의 라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나는 -Z-HPO3 -M+; -Z-SO3 -M+, -Z-COO-　M+, -COO-　M+, -C(=O)-Z-HPO3 -M+; -C(=O)-Z-SO3 -M+, -C(=O)-Z-COO-　M+로부터 선택되는 라디칼일 수 있고, 여기에서 라디칼 및 지수는 상기 정의된 바와 같다. 특히 바람직하게는 식 (S5a) 중의 라디칼 R6, R7 및 R8 중의 적어도 하나는 -Z-COO-　M+, -COO-　M+ 및 -C(=O)-Z-COO-　M+로부터 선택되는 라디칼이다.
친수성 실란 유도체 S로서 하기 화합물 (S1) 내지 (S11) 중의 적어도 하나를 사용하는 것이 선호된다:
Figure 112016070461492-pct00032
(S1)
여기에서 b = 0 내지 20이고, 바람직하게는 b = 5 내지 10임
Figure 112016070461492-pct00033
(S2)
여기에서 b = 0 내지 20이고, 바람직하게는 b = 5 내지 10임
Figure 112016070461492-pct00034
(S3)
여기에서 p = 1 내지 20이고, 바람직하게는 p = 4 내지 6임
Figure 112016070461492-pct00035
(S4)
Figure 112016070461492-pct00036
(S5)
Figure 112019072773112-pct00037
(S6)
여기에서 b = 1 내지 20이고, 바람직하게는 b = 6 내지 9임
Figure 112016070461492-pct00038
(S7)
Figure 112016070461492-pct00039
(S8)
Figure 112016070461492-pct00040
(S9)
Figure 112016070461492-pct00041
(S10)
여기에서 b = 1 내지 20이고, 바람직하게는 b = 6 내지 9임
Figure 112016070461492-pct00042
(S11).
본 발명은 바람직하게는 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이며 여기에서 조성물 ZS는 적어도 하나의 화합물 S1 내지 S5로부터 선택되는 친수성 실란 유도체 S를 포함한다.
하나의 특히 바람직한 구체예에 있어서, 본 발명은 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이며 여기에서 조성물 ZS는 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S3를 포함하고; 특히 조성물 ZS는 친수성 실란 유도체로서 배타적으로 S3를 포함할 수 있다.
본 발명의 방법은 식 (I)의 상기 기술된 친수성 실란 유도체 S 및 선택적으로 적어도 하나의 용매 L를 포함하는 조성물 ZS의 제공을 포함한다. 조성물 ZS는 바람직하게는 적어도 하나의 식 (I)의 상기 기술된 친수성 실란 유도체 S 및 적어도 하나의 용매 L로 이루어진다.
본 발명의 방법에 있어서, 조성물 ZS는 바람직하게는 전체 조성물 ZS을 기준으로 0.00001 내지 100　중량%, 바람직하게는 0.0001 내지 10　중량%, 보다 바람직하게는 0.001 내지 5　중량%, 특히 바람직하게는 0.01 내지 1　중량%, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.1　중량%의 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S를 포함하는 것이 사용된다.
본 발명의 방법에 있어서, 바람직하게는, 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S가 섬유 또는 직물의 총 중량을 기준으로 0.00001 내지 5　중량%, 바람직하게는 0.0001 내지 2　중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.1　중량%의 농도 (적용 농도)로 섬유 또는 직물에 적용된다.
조성물 ZS는 바람직하게는 물, 극성 유기 용매, 비극성 유기 용매 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 용매 L를 포함한다. 쉽게 또는 고도로 가연성이 아니고, 독성이 아니고, 요구되는 농도 범위로 물과 혼합될 수 있는 공지된 용매가 특히 유기 용매 L로서 사용된다. 예를 들어, 용매 L은 물, 1가- 또는 다가 C1-6 알코올, 글리콜, 글리콜 유도체, 폴리글리콜, 폴리글리콜에테르, 에테르 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다(또는 이로 이루어질 수 있다).
하나의 바람직한 구체예에 있어서 조성물 ZS는 물, 메틸트리글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 용매 L를 포함한다. 특히 용매는 메틸렌트리글리콜 (트리에틸렌글리콜모노메틸에테르) 또는 메틸렌트리글리콜 및 물의 혼합물을 포함한다 (또는 이로 이루어진다).
조성물 ZS는 적어도 하나의 용매 L를 바람직하게는 조성물 ZS를 기준으로 0 내지 99.99999　중량%의 양으로, 바람직하게는 90 내지 99.99　중량%의 양으로, 보다 바람직하게는 95 내지 99.9　중량%의 범위 이내의 양으로 포함한다.
조성물 ZS는 바람직하게는 하기 성분을 포함한다 (또는 이로 이루어진다):
0.0001 내지 100　중량%, 바람직하게는 0.0001 내지 10　중량%, 바람직하게는 0.001 내지 5　중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 2　중량%, 특히 바람직하게는 0.01 내지 1　중량%의 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S;
0 내지 99.9999　중량%, 바람직하게는 90 내지 99.9999　중량%, 바람직하게는 95 내지 99.999　중량%, 보다 바람직하게는 98 내지 99.99　중량%, 특히 바람직하게는 99 내지 99.99　중량%의 적어도 하나의 용매 L.
상기 기술된 조성물 ZS는 선택적으로 전체 조성물 ZS를 기준으로 0 내지 10　중량%, 바람직하게는 0 내지 1　중량%, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.1　중량%의 적어도 하나의 추가의 첨가제 A를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 추가의 첨가제 A는 전형적으로 공지의 직물 보조제(textile assistants)로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 첨가제 A는 pH 완충제, 소듐아세테이트 또는 산, 예를 들어 포름산 또는 아세트산, 유연제(softners), 발수제, 발유제(oil repellents), 결합제, 가교화제, 화염지연제, 직물 염료, 봉제설 개선제(sewability improvers) 및/또는 발토제(soil repellents)를 포함할 수 있다.
예시적으로 4차 암모늄 관능성을 갖는 항균 화합물 (예를 들어, 디메틸테트라데실-3-(트리메톡시실릴)프로필암모늄클로라이드 또는 디메틸옥타데실-3-(트리메톡시실릴)프로필암모늄클로라이드); 은염 및 은 유도체, 티오하이드록사믹산 유도체(예를 들어, 소듐피리치온 또는 징크피리치온 등과 같은 피리치온), 이소티아졸리논 유도체 (예를 들어, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온 (BIT), 옥틸이소티아졸린-3-온 (OIT) 및 메틸이소티아졸린-3-온 (MIT), 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온 (DCOIT), 부틸-1,2-벤즈이소티아졸린-3-온 (BBIT)) 또는 벤즈이미다졸 유도체 (예를 들어, 2-(4-티아졸릴)-1H-벤즈이미다졸)인, 섬유 및 직물의 항균 코팅에서 전형적으로 사용되는 것과 같은 추가의 첨가제 A로서의 활성 항균 성분을 사용하는 것이 또한 가능하다. 하나의 바람직한 구체예에서 조성물 ZS는 활성 항균 성분을 포함하지 않는다.
조성물 ZS는 특히 하기 성분들을 포함한다 (또는 이로 이루어진다):
0.0001 내지 10　중량%, 바람직하게는 0.001 내지 5　중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 2　중량%, 특히 바람직하게는 0.01 내지 1　중량%의 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S;
90 내지 99.9999　중량%, 바람직하게는 95 내지 99.999　중량%, 보다 바람직하게는 98 내지 99.99　중량%, 특히 바람직하게는 99 내지 99.99　중량%의 적어도 하나의 상기 기술된 바와 같은, 바람직하게는 물, 메틸트리글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 보다 바람직하게는 메틸렌트리글리콜인 용매 L;
0 내지 10　중량%, 바람직하게는 0 내지 1　중량%, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.1　중량%의 적어도 하나의 추가의 첨가제 A.
달리 표시되지 않는 한, 중량%의 수치는 각각의 경우에서 조성물 ZS의 총량을 기준으로 한다. 본 발명의 목적에 대하여, 데이터 ppm은 ㎎/㎏을 의미한다.
조성물 ZS는 섬유 또는 직물을 코팅하는 공지의 방법의 도움으로 섬유 또는 직물에 적용될 수 있다. 단계 b에서의 조성물 ZS의 적용은 바람직하게는 패딩법(padding methods); 발포적용(foam application); 스프레이법(spray methods), 특히 스프레이 적용(spray application); 코팅(coating), 특히 닥터블레이드법(doctor blade methods) 또는 배출법(exhaust method)에 의하여, 바람직하게는 패딩법 또는 배출법에 의하여 일어난다.
더욱이, 예를 들어 세탁기에서의 통상의 가정 세탁(domestic wash)의 과정에서와 같이 세탁 및/또는 세정 단계와 연관하여 본 발명의 조성물 ZS가 섬유 또는 직물에 적용되는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 방법은 선택적으로 단계 c)로서 섬유 또는 직물의 세척 및/또는 건조를 포함할 수 있다. 이는 숙련된 자에게 공지된 통상의 방법에 의하여 - 예를 들어 친수성 실란 유도체 S로의 코팅 후 직접적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 방법은 예를 들어 섬유 및/또는 면; 재생 셀룰로오스, 예를 들어, 비스코스, 리오셀 (예를 들어, Tencel®); 대마; 아마; 리넨; 실크, 양모, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리에틸렌 등과 같은 합성 및/또는 천연 섬유를 포함하는 직물과 같은 실제로 임의의 종류의 섬유 또는 직물을 코팅하는 데 사용될 수 있다. 실질적으로 면, 재생 셀룰로오스, 실크, 양모, 폴리에스테르 및/또는 폴리아미드로 이루어지는 이러한 섬유 또는 직물이 바람직하다. 합성 물질을 포함하거나 합성 물질로 이루어지는 섬유 또는 직물에 대하여도 또한 양호한 결과가 수득되었다. 실시예들에는 폴리아미드 및/또는 폴리에스테르의 섬유 또는 직물이 포함된다. 비록 다른 직물도 코팅될 수 있기는 하나, 본 발명의 방법에 의하여 코팅된 직물은 바람직하게는 제직된 물품, 편직된 물품, 부직포 또는 방적사일 수 있다. 직물은 특히 의류 산업 (예를 들어, 숙녀용 겉옷(ladies outerwear), 남성의류(menswear), 아동복(childrenswear), 스포츠 및 레저용 의류(sport and leisure apparel), 작업복(workwear), 양말, 스타킹 및 속옷), 침구 (예를 들어, 베드커버 및 시트), 매트리스 재료, 홈퍼니싱(home furnishings), 시트 커버, 실내장식용 직물(upholstery fabrics), 신발류의 직물, 샤워커튼, 필터, 카펫, 보호 물품 (예를 들어, 마스크 및 밴드) 등의 직물 제품이다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 본 발명은 상기 기술된 바와 같은 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이며 여기에서 문제의 섬유 또는 직물은 합성 섬유, 특히 폴리에스테르 및/또는 폴리아미드의 섬유를 포함하는 것이다. 하나의 바람직한 구체예에 있어서 본 발명은 상기 기술된 바와 같은 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이며 여기에서 문제의 섬유 또는 직물은 실질적으로 합성 섬유, 특히 폴리에스테르 및/또는 폴리아미드의 섬유로 이루어지는 것이다. 섬유 또는 직물이 실질적으로 합성 섬유, 특히 폴리에스테르 및/또는 폴리아미드의 섬유로 이루어지는 스포츠 및 레저용 의류인 것이 특히 선호된다.
본 발명은 또한 본 발명의 코팅 방법에 따라 생산된 친수성 실란 유도체 S로 코팅된 섬유 또는 직물에 관한 것이다. 특히 친수성 실란 유도체 S, 섬유 또는 직물 및 추가의 첨가제 등과 같은 개개 성분이 본 발명의 코팅 방법과 연관하여 상기 동정된 바람직한 구체예에 적용된다.
본 발명의 추가의 대상은 미생물의 고체 기재 상으로의 고착을 감소시키기 위한 상기 기술된 바와 같은 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이다. 특히 실란 유도체 S, 섬유 또는 직물 및 추가의 첨가제 등과 같은 개개 성분이 본 발명의 코팅 방법과 연관하여 상기 동정된 바람직한 구체예에 적용된다.
바람직하게는 본 발명은 미생물의 고체 기재 상으로의 고착을 감소시키기 위한 상기 기술된 바와 같은 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이며 여기에서 문제의 고체 기재는 유리, 세라믹, 플라스틱, 금속, 섬유 및 직물로부터 선택되고, 특히 유리, 섬유 및 직물로부터 선택된다.
하나의 바람직한 구체예에 있어서 고체 기재는 유리, 세라믹, 플라스틱 및 금속, 특히 유리 및/또는 플라스틱, 바람직하게는 유리로부터 선택된다.
바람직하게는 본 발명은 유리, 세라믹, 플라스틱 및 금속, 바람직하게는 유리로부터 선택되는 고체 기재 상으로의 미생물의 고착을 감소시키기 위한 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이며, 여기에서
R4는 하기 기이고
ii)
Figure 112016070461492-pct00043
여기에서
R6 및 R7은 서로 독립적으로 H; C1-12 알킬; C1-12 히드록시알킬; -C(=O)-Z-R9; -C(=O)[OCH(R10)-CH2]p-R9; -C(=O)O-Z-R9; -Z-C(=O)[OCH(R10)-CH2]p-R9; -Z-[OCH(R10)-CH2]p-R9 ; -Z-HPO3 -M+; -Z-SO3 -M+, -Z-COO-　M+, -COO-　M+, -C(=O)-Z-HPO3 -M+; -C(=O)-Z-SO3 -M+ 또는 -C(=O)-Z-COO-　M+이고;
여기에서 Z는 C1-12 알킬렌, C1-12 할로알킬렌, C1-12 히드록시알킬렌으로부터 선택되고, Z는 바람직하게는 C1-6 알킬렌 또는 C1-6 히드록시알킬렌이고;
R9는 -H, -OH, -O-(C1-6 알킬), -NH2, -NH(C1-6 알킬) 또는 -N(C1-6 알킬)2로부터 선택되고, 바람직하게는 -OH 및 -NH2로부터 선택되고;
R10은 독립적으로 각 발생에서 H 또는 C1-C6 알킬, 바람직하게는 H 또는 메틸로부터 선택되고;
p는 독립적으로 각 발생에서 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10, 보다 바람직하게는 2 내지 7의 수이고,
M은 금속, 바람직하게는 알칼리금속, 보다 바람직하게는 Na이다.
바람직하게는 R6 및 R7은 서로 독립적으로 H 또는 C(=O)-Z-R9이고, 여기에서 Z는 C1-12 알킬렌 및 C1-12 히드록시알킬렌, 바람직하게는 C1-6 알킬렌 및 C1-6 히드록시알킬렌으로부터 선택되고; R9는 -H 및 -OH로부터 선택된다.
본 발명은 바람직하게는 고체 기재 상으로의 미생물의 고착을 감소시키기 위한 상기 기술된 화합물 S1 내지 S11으로부터 선택되는 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 바람직하게는 유리, 세라믹, 플라스틱 및 금속, 바람직하게는 유리로부터 선택되는 고체 기재 상으로의 미생물의 고착을 감소시키기 위한 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이며, 여기에서 R4는 하기로부터 선택되는 기이고
(xiv)
Figure 112016070461492-pct00044
여기에서 Z 및 R9는 상기 정의된 바와 같고, 바람직하게는 여기에서 Z는 C1-12 알킬렌 또는 C1-12 히드록시알킬렌, 바람직하게는 C1-6 알킬렌 또는 C1-6 히드록시알킬렌으로부터 선택되고, R9는 -H, -OH 및 -NH2, 바람직하게는 -H 및 -OH로부터 선택되고, R9는 바람직하게는 -OH이다.
바람직하게는 R4는
(xiv_b)
Figure 112016070461492-pct00045
이고 여기에서 r은 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 3, 특히 바람직하게는 3의 숫자이다.
본 발명은 바람직하게는 유리, 세라믹, 플라스틱 및 금속, 바람직하게는 유리로부터 선택되는 고체 기재 상으로의 미생물의 고착을 감소시키기 위한 상기 기술된 화합물 S1 내지 S11로부터 선택되는, 바람직하게는 화합물 S1, S2, S4 및 S8, 특히 바람직하게는 S4 및/또는 S8로부터 선택되는 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 바람직하게는 유리, 세라믹, 플라스틱 및 금속, 바람직하게는 유리로부터 선택되는 고체 기재 상으로의 미생물의 고착을 감소시키기 위한 상기 기술된 화합물 S1 및 S3, 바람직하게는 S3로부터 선택되는 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 특히 고체 기재 상으로의 미생물의 고착을 감소시키기 위한 상기 기술된 바와 같은 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S의 용도에 관한 것이며, 여기에서 고체 기재는 상기 기술된 바와 같은 적어도 하나의 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S를 포함하는 조성물로 코팅된다. 특히 이 경우에 있어서 고체 기재는 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S 및 적어도 하나의 용매를 포함하는 조성물로 코팅된다. 용매 L로서 특히 본 발명의 코팅 방법과 관련하여 상기 기술된 용매를 사용하는 것이 가능하다. 고체 기재의 코팅을 위하여는 특히 유기 1가-, 2가- 또는 다가알코올 및/또는 물을 사용하는 것이 가능하고, C1-6 1가알코올(C1-6 monoalcohols) 및/또는 물을 사용하는 것이 선호되고, 특히 물, 에탄올, 메탄올 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 선호된다.
고체 기재는 특히 0.00001 내지 100　중량%, 바람직하게는 0.001 내지 10　중량%, 특히 바람직하게는 0.01 내지 5　중량%의 친수성 실란 유도체 S를 포함하는 조성물을 사용하여 코팅될 수 있다.
본 발명은 특히 고체 기재 상으로의 미생물의 고착을 감소시키기 위한 상기 기술된 바와 같은 친수성 실란 유도체 S 및 적어도 하나의 용매를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다.
미생물은 특히 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 효모 및 조류일 수 있다. 바람직하게는 이는 전형적으로 인간 피부 상에서 발생하는 그램-양성 및 그램-음성 박테리아 또는 효모이며, 예를 들어 슈도모나스속, 대장균속, 포도상구균속 및 칸디다속의 미생물이다. 미생물은 바람직하게는 하기 속들의 대표들:
알터나리아 알터나타(Alternaria alternata) 등과 같은 알터나리아속(Alternaria); 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 레펜스(Aspergillus repens) 등과 같은 아스퍼질러스속(Aspergillus); 아우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans) 등과 같은 아우레오바시디움속(Aureobasidium); 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum) 등과 같은 케토미움속(Chaetomium); 코니오포라 푸테아나(Coniophora puteana) 등과 같은 코니오포라속(Coniophora); 클라도스포리움 클라도스포로이데스(Cladosporium cladosporoides) 등과 같은 클라도스포리움속(Cladosporium); 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 등과 같은 칸디다속(Candida); 렌티누스 티그리누스(Lentinus tigrinus) 등과 같은 렌티누스속(Lentinus); 페니실리움 푸니큘로숨(Penicillium funiculosum) 등과 같은 페니실리움속(Penicillium); 로도토룰라 루브라(Rhodotorula rubra) 등과 같은 로도토룰라속(Rhodotorula); 스크렐로포마 피트요필라(Sclerophoma pityophila) 등과 같은 스크렐로포마속(Sclerophoma); 트리코데르마 비리데(Trichoderma viride) 등과 같은 트리코데르마속(Trichoderma); 울로클라디움 아트룸(Ulocladium atrum) 등과 같은 울로클라디움속(Ulocladium); 에세리키아 콜라이(Escherichia coli) 등과 같은 에세리키아속(Escherichia); 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa) 등과 같은 슈도모나스속(Pseudomonas); 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 또는 스타필로코쿠스 에피데르미디스(Staphylococcus epidermidis) 등과 같은 스타필로코쿠스속(Staphylococcus);로부터 선택되는, 바람직하게는 칸디다속, 에세리키아속, 슈도모나스속 및 스타필로코쿠스속의 대표들로부터 선택되는, 보다 바람직하게는 슈도모나스속 및 스타필로코쿠스속의 대표들로부터 선택되는 미생물이다.
미생물은 특히 슈도모나스 아에루기노사 (P. aeruginosa), 에세리키아 콜라이 (E. coli), 스타필로코쿠스 아우레우스 (S. aureus), 스타필로코쿠스 에피데르미디스 (S. epidermidis) 및 칸디다 알비칸스 (C.　albicans), 특히 바람직하게는 슈도모나스 아에루기노사 (P. aeruginosa) 및 스타필로코쿠스 아우레우스 (S. aureus)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 박테리아 또는 효모이다.
본 발명의 추가의 대상은 하기:
a') 하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액을 준비하고;
b') 하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액을 고체 기재와 바람직하게는 10 내지 50℃의 범위 이내의 온도에서 0.5 내지 10 시간 동안 접촉시키고;
c') 고체 기재 F를 상청 현탁액으로부터 분리하고 기재를 세척하고;
d') 전단 및/또는 초음파 및/또는 효소에 노출시키는 것에 의하여 고착된 미생물을 고체 기재로부터 제거하고;
e') 제거된 미생물의 양을 결정하는
단계를 포함하는 섬유 또는 직물로부터 선택되는 고체 기재 상으로의 미생물의 고착 (부착)의 정량 결정을 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 결정 방법은 특히 섬유 또는 직물 상에 부착된 미생물의 양을 결정하는 것을 가능하게 하며, 이 부착은 종종 원치않는 생물막의 형성으로 제1 단계를 나타낸다. 특히 완전한 생물막이 형성되고 결정되어야 할 필요는 없다. 특히, 본 발명의 결정 방법에 대하여는, 일차적으로 결정되는 생물막 형성, 즉 섬유 또는 직물 표면 상에의 미생물의 부착 (고착)이 제1의 중요한 단계이다. 본 발명의 결정 방법의 특정한 특징은 섬유 또는 직물의 미생물과의 접촉이 상대적으로 짧은 시간, 바람직하게는 1 내지 10 시간에 걸쳐 그리고 미생물의 성장을 요구하지 않거나 성장이 불가능한 매질(medium) 중에서 일어난다는 것 (예를 들어 영양분의 결여의 결과)이다.
놀랍게도 본 발명의 결정 방법에 의하여 섬유 또는 직물의 신뢰가능하게, 안전하게 그리고 신속하게 결정되어야 할 박테리아 부착을 유인하는 경향을 가능하게 함이 출현되었다. 본 발명의 결정 방법은 섬유 또는 직물 상에의 항부착 코팅의 품질 및 효능을 결정하는 데 특히 적절하다. 본 발명의 방법은 특히 하나 이상의 미량정량판 중에서 수행될 수 있고 예를 들어 고-처리율 스크리닝 공정 등과 같은 고-처리율 공정의 형태로 수행되는 데 적절하다.
본 발명의 결정 방법에 대하여 생물막의 완전한 형성이 요구되지 않기 때문에, 전형적으로 서로 다른 양의 슬라임 층이 씻겨나가고, 예를 들어, 형광염료로의 염색 및 후속하는 형광 측정의 상황에서 오류를 야기할 수 있는 것인 생물막의 품이 많이 드는 세정이 요구되지 않는다. 추가의 이점은 영양 용액의 사용이 요구되지 않고, 그에 의하여 후속의 형광 결정을 보다 신뢰가능하게 만든다는 것이다.
본 발명의 결정 방법은 특히 예를 들어 섬유 또는 직물 상에의 항부착 코팅의 효능의 결정을 위한 간단하고도 신뢰할 만한 방법을 대표한다는 사실에 주목할 만하다.
박테리아 부착의 정량 결정을 위한 본 발명의 방법은 하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액을 준비하는 것을 포함한다 (단계 a').
하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액은 바람직하게는 예를 들어 수성 배지 중의 밤샘 배양과 같은 박테리아 배양물의 한정된 양을 현탁시키는 것에 의해 준비된다. 현탁액의 수성 배지는 바람직하게는 멸균되고 영양분을 포함하지 않는다 (무-영양분 배지).
하나 이상의 서로 다른 미생물 및 수성 배지를 포함하는 현탁액이 바람직하다. 특히 수성 배지는 영양분, 특히 미생물의 성장을 촉진하고/하거나 가능하게 하는 영양분이 부재인 것(없는 것)이다. 수성 배지는 바람직하게는 예를 들어 탄수화물, 단백질 및 아미노산인 탄소공급원을 구성하는 영양분이 부재한다.
수성 배지는 바람직하게는 특히 염화나트륨, 염화칼륨, 인산수소나트륨, 인산수소이나트륨, 인산수소칼륨 및 인산수소이칼륨으로부터 선택되는 적어도 하나의 염을 포함하는 수성 (특히 멸균) 용액이다. 수성 배지는 바람직하게는 적어도 하나의 염을 포함하는 등장의 수성 용액이다. 특히 수성 배지는 용액이 예를 들어 혈장 등과 같은 인체의 세포 중에서의 삼투압에 대응하는 삼투압을 갖도록 하는 농도로 적어도 하나의 상기 언급된 염을 포함한다 (등장 용액). 보다 바람직하게는 수성 배지는 멸균, 등장의 (생리적인) 염용액 (0.9　중량% 유효(strength) 염화나트륨 용액), 인산염-완충 염용액 (PBS 완충제) 또는 증류되고/탈이온화된 물, 특히 바람직하게는 등장의 염용액이다.
문제의 현탁액은 바람직하게는 하나 이상의 서로 다른 미생물 및 상기 기술된 바와 같은 수성 배지로 이루어지는 현탁액이다. 바람직하게는 이는 하나 이상의 서로 다른 미생물 및 상기 언급된 염 중의 적어도 하나의 멸균의 수성 용액으로의 수성 배지로 이루어지는 현탁액이다.
수성 현탁액은 바람직하게는 박테리아 및 효모로부터 선택되는 적어도 하나의 상기 언급된 미생물을 포함한다. 수성 현탁액은 바람직하게는 슈도모나스 아에루기노사 (P. aeruginosa), 에세리키아 콜라이 (E. coli), 스타필로코쿠스 아우레우스 (S. aureus), 스타필로코쿠스 에피데르미디스 (S. epidermidis) 및 칸디다 알비칸스 (C.　albicans), 특히 바람직하게는 슈도모나스 아에루기노사 (P. aeruginosa) 및 스타필로코쿠스 아우레우스 (S. aureus)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 미생물을 포함한다. 하나의 바람직한 구체예에 있어서 수성 현탁액은 배타적으로 1종의 미생물, 특히 배타적으로 상기 언급된 미생물 중의 하나를 포함한다.
하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액은 단계 a')에서 특히 미생물의 밤샘 배양물의 세포의 원심분리하고, 상기 기술된 수성 배지로의, 바람직하게는 등장의 (생리적인) 염용액으로의 세척을 수행하고, 상기 기술된 수성 배지 중에서, 바람직하게는 등장의 염용액 중에서 현탁을 수행하는 것에 의해 준비된다.
하나 이상의 미생물을 포함하는 단계 a')에서의 수성 현탁액은 바람직하게는 0.8 내지 1.5; 바람직하게는 1 내지 1.5; 특히 바람직하게는 1 내지 1.3의 범위 이내; 예를 들어 약 1.2의 전형적으로 595 ㎚에서 측정된 광학밀도를 갖는다. 수성 현탁액의 광학밀도는 전형적으로 단계 a')에서 밤샘 미생물 배양물을 원심분리하고, 미생물을 수성 배지 중에 취하고, 하나 이상의 희석 단계를 수행하는 것에 의하여 소정의 수치로 조정된다.
박테리아 부착의 정량 결정을 위한 본 발명의 방법은 하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액의 고체 기재와의 접촉을 포함한다 (단계 b'). 단계 b')에서의 접촉은 바람직하게는 10 내지 50℃, 바람직하게는 20 내지 40℃, 특히 바람직하게는 30 내지 35℃의 범위 이내의 온도에서 일어난다. 바람직하게는 단계 b')에서의 접촉은 0.5 내지 10 시간; 바람직하게는 1 내지 5 시간; 특히 바람직하게는 1 내지 3 시간 동안 일어난다.
단계 b')는 바람직하게는 등장의 (생리적인) 염용액 중에 슈도모나스 아에루기노사 (P. aeruginosa), 에세리키아 콜라이 (E. coli), 스타필로코쿠스 아우레우스 (S. aureus), 스타필로코쿠스 에피데르미디스 (S. epidermidis) 및 칸디다 알비칸스 (C.　albicans)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 (바람직하게는 정확하게 하나)를 포함하고, 수성 현탁액의 광학밀도가 0.8 내지 1.5의 범위 이내의 값을 갖는 수성 현탁액의 바람직하게는 10 내지 50℃, 바람직하게는 20 내지 40℃, 특히 바람직하게는 30 내지 35℃의 범위의 온도에서, 0.5 내지 10　시간; 바람직하게는 1 내지 5　시간; 특히 바람직하게는 1 내지 3　시간의 시간 동안 고체 기재와의 접촉을 포함한다.
단계 b')에서의 접촉은 바람직하게는 미량정량판 중에서 일어난다.
예를 들어 단계 b') 및/또는 c') 이후와 같은 부착 단계 이후, 플랑크톤성 미생물(planktonic microorganisms) (즉, 부착되지 않은 미생물)은 선택적으로 수성 현탁액 중에서 결정될 수 있다. 이는 특히 관찰(monitoring)하도록, 특히 기재에의 부착에 대하여 획득가능한 미생물의 양을 관찰 또는 정량하도록 작용한다. 부착 단계 이후, 특히 단계 c') 이후의 플랑크톤성 세포의 양은 바람직하게는 수성 현탁액의 광학밀도를 결정하는 것에 의하여 알아낸다. 광학밀도는 전형적으로 약 595　㎚의 파장에서 측정된다. 측정된 광학밀도 (OD)는 콜로니-형성 단위 (CFU: colony-forming units)의 수로의 교정에 의하여 상관될 수 있다.
박테리아 부착의 정량 결정을 위한 본 발명의 방법은 고체 기재 F를 상청 현탁액으로부터의 분리 및 기재의 세척을 포함한다 (단계c').
특히 단계 c')는 수성 현탁액으로부터의 고체 기재의 제거 및 기재의 멸균 수성 배지로, 특히 단계 a')와 연관하여 상기 기술된 바와 같은 수성 배지로의 세척을 포함한다. 세척은 전형적으로 1 내지 10회, 바람직하게는 1 내지 5회, 바람직하게는 1 내지 3회 반복될 수 있다.
단계 c')에서의 기재의 세척은 특히 미량정량판 중에서 일어날 수 있다.
박테리아 부착의 정량 결정을 위한 본 발명의 방법은 전단 및/또는 초음파 및/또는 효소에의 노출에 의한 고체 기재로부터의 부착된 미생물의 제거를 포함한다 (단계 d').
하나의 바람직한 구체예에 있어서, 부착된 미생물은 단계 d'에서 기재를 와류(vortex) 중에서 및/또는 초음파로 처리하는 것에 의하여 고체 기재로부터 제거된다. 언급된 기계적인 방법을 효소 처리와 결합하는 것이 가능하다.
특히, 단계 d')는 단계 c')로부터 수득된 세척된 기재를 수성 배지와, 바람직하게는 단계 a')와 연관하여 상기 기술된 바와 같은 수성 배지와의 접촉 및 전단 및/또는 초음파 및/또는 효소에의 노출에 의하여 고체 기재로부터 부착된 미생물을 제거하는 것을 포함한다.
단계 d')에서의 부착된 미생물의 제거는 바람직하게는 미량정량판 중에서 일어난다. 단계 c')로부터 수득된 고체 기재가 바람직하게는 미량정량판 중에서 멸균 수성 배지와, 바람직하게는 등장의 염용액과 혼합되고; 미량정량판이 밀봉되고 전단 및/또는 초음파 및/또는 효소에의 노출에 의하여, 바람직하게는 전단 및/또는 초음파에의 노출에 의하여 처리된다. 따라서, 특히, 단계 d') 이후 제거된 미생물을 포함하는 수성 현탁액이 수득된다.
수성 배지에 대하여는, 단계 a') 하에서 동정된 바람직한 구체예가 유사하게 유효하다.
박테리아 부착의 정량 결정을 위한 본 발명의 방법은 제거된 미생물의 양을 결정하는 것을 포함한다 (단계 e').
제거된 미생물의 양의 정량 이전에, 단계 e')는 바람직하게는 단계 d') 이후 제거된 미생물을 포함하는 수성 현탁액으로부터의 고체 기재의 제거를 포함한다.
특히 본 발명은 단계 e')에서 형광 측정, 생체발광 측정, 단백질 분석 또는 광학밀도 증식 분석에 의하여 제거된 미생물의 양이 결정되는 상기 기술된 바와 같은 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 방법에 관한 것이다. 제거된 미생물의 양은 특히 직접적으로 측정된 상대적인 단위로 (예를 들여, 상대 형광 단위 (RFU: relative fluorescence units)로) 또는 콜로니-형성단위 (CFU: colony-forming units)의 수를 통하여 보고될 수 있다. 콜로니-형성단위의 수는 특히 측정 방법의 검정(calibration)에 의해 수득될 수 있다.
특히, 단계 e')에서 제거된 미생물의 양은 미생물을 형광 염료로, 특히 Syto9로 염색하고 계속해서 형광 측정을 통한 평가를 수행하는 것에 의하여 결정될 수 있다. 평가는 바람직하게는 마이크로플레이트 리더(microplate reader) 중에서 일어난다. 추가의 가능성은 생체발광 염료 (예를 들어, BacTiterGlo)로의 염색 및 생체발광 측정에 의하여, 단백질 분석 (예를 들어, BCA 분석, Bradford 분석)에 의하여, 또는 광학밀도 증식 분석에 의하여 제거된 미생물의 양을 결정하는 것이다. 단계 e')에서의 제거된 미생물의 양의 결정은 바람직하게는 미량정량판 중에서 일어난다. 바람직하게는 단계 d') 및 e')는 미량정량판 중에서 하기의 단계: 미량정량판의 웰(wells)로부터 제거된 미생물을 포함하는 수성 현탁액으로부터의 고체 기재의 제거, 형광 염료, 특히 Syto9의 첨가 및 전형적으로 마이크로플레이트리더 중에서의 형광 측정에 의한 평가를 포함하는 단계 e')로 일어난다.
본 발명은 바람직하게는 고체 기재가 코팅된 기재이고, 단계 e')에서 결정된 바와 같은 제거된 미생물의 양이 개개 미코팅된 기재에 대하여 제거된 미생물의 양과 관련하여 배치되는 고체 기재에의 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 방법에 관한 것이다. 여기에서 특히 개개 미코팅된 기재에 대한 부착된 미생물에서의 감소에 의하여 코팅의 항부착 효과를 결정하는 것이 가능하다. 바람직하게는 하기 식에 따라 단계 e')에서 측정된 대응하는 상대적인 정량적 단위 (예를 들어, 상대 형광 단위)와 관련하여 배치하는 것이 가능하다:
부착된 박테리아의 감소 [%] = [(RFUuc - RFUc) / RFUuc]*100
여기에서
RFUuc = 미코팅된 기재의 제거된 박테리아의 상대적 형광 단위
RFUc = 코팅된 기재의 제거된 박테리아의 상대적 형광 단위
하나의 바람직한 구체예에 있어서, 본 발명은 고체 기재에의 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 상기 기술된 방법에 관한 것이며, 여기에서 단계 a') 내지 e') 중의 적어도 하나가 전체적으로 또는 부분적으로 미량정량판 중에서 실행된다. 바람직하게는 단계 b') 및 d'), 보다 바람직하게는 단계 b'), c'), d') 및 e')가 전체적으로 또는 부분적으로 미량정량판 중에서 실행된다.
단계 b')에서의 수성 현탁액의 접촉 및 단계 d')에서의 부착된 미생물의 제거가 바람직하게는 미량정량판 중에서 일어난다. 특히 바람직하게는 본 발명은 단계 b')에서의 접촉, 단계 d')에서의 부착된 미생물의 제거 및 단계 e)에서의 제거된 미생물의 양의 결정이 전체적으로 또는 부분적으로 미량정량판 중에서 실행되는 상기 기술된 결정 방법에 관한 것이다. 특히 바람직하게는 본 발명은 단계 b')에서의 접촉, 단계 c')에서의 고체 기재의 세척, 단계 d')에서의 부착된 미생물의 제거 및 단계 e')에서의 제거된 미생물의 양의 결정이 전체적으로 또는 부분적으로 미량정량판 중에서 실행된다.
전형적으로 모든 공지된 형식(formats), 특히 공통의 표준화된 형식 및 미량정량판의 형태들을 사용하는 것이 가능하다. 실시예로서 폴리스티렌, 폴리염화비닐 또는 유리, 전형적으로는 편평 바닥(flat bottom ; F bottom), 둥근 모서리를 갖는 편평 바닥 (flat bottom with rounded corners ; C bottom), 원추형으로 수렴하는 바닥(conically converging bottom ; V bottom) 및 U자-형 오목바닥(U-shaped depression ; U bottom)으로부터 선택되는 웰 형상을 갖는 미량정량판을 사용하는 것이 가능하다.
고체 기재에의 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 본 발명의 방법은 특히 고-처리율 공정으로서, 특히 고-처리율 스크리닝 공정으로서 실행될 수 있다.
고체 기재에의 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 본 발명의 방법은 바람직하게는 고-처리율 공정으로서, 특히 고-처리율 스크리닝 공정으로서 실행된다.
본 발명의 결정 방법은 특히 단계 a') 또는 b') 이전에 고체 기재의 세척 및/또는 멸균을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 결정 방법은 미생물 및 섬유 또는 직물과 관련하여 상기 기술된 바람직한 구체예에 적용된다.
게다가, 본 발명은 상기 기술된 바와 같은 섬유 또는 직물을 코팅하기 위한 방법에 관한 것이며, 여기에서 코팅은 섬유 또는 직물에의 미생물의 부착의 감소를 달성하고, 이는 코팅의 품질을 평가하기 위하여 상기 기술된 정량 결정 방법과 결합된다.
섬유 또는 직물에의 미생물의 부착을 감소시킬 목적을 위한 섬유 또는 직물의 코팅은 특히 박테리아의 부착이 코팅되지 않은 대조와 비교하여 적어도 50%, 바람직하게는 60% 내지 100%로 감소되는 경우에 충분한 것으로 고려된다.
이러한 정황에서 본 발명은
a) 일반식 (I)의 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S 및 선택적으로 적어도 하나의 용매 L을 포함하는 조성물 ZS를 제공하고;
b) 조성물 ZS를 섬유 또는 직물에 적용하고;
c) 선택적으로 섬유 또는 직물을 세척 및/또는 건조시키는
단계를 포함하고,
여기에서 코팅이 섬유 또는 직물에의 미생물의 부착을 감소시키도록 하고, 여기에서 방법이 섬유 또는 직물에의 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 하기의 부가 단계들:
a'1) 하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액을 준비하고;
b'1) 하나 이상의 서로 다른 미생물을 포함하는 수성 현탁액을 단계 b) 또는 c)로부터의 코팅된 섬유 또는 직물 또는 단계 b) 또는 c)로부터의 코팅된 섬유 또는 직물의 일부와 접촉시키고;
c'1) 섬유 또는 직물을 상청 현탁액으로부터 분리하고 섬유 또는 직물을 세척하고;
d'1) 전단 및/또는 초음파 및/또는 효소에의 노출에 의하여 부착된 미생물을 섬유 또는 직물로부터 제거하고;
e'1) 제거된 미생물의 양을 결정하는 것
을 포함하는, 청구항 제 1 항에서 청구된 바와 같은 그리고 상기 기술된 바와 같은 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법에 관한 것이다.
코팅을 위한 방법 및 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 방법에 관한 특정한 구체예는 대응하는 방법으로 상기 기술된 바와 같이 유효하다.
도 1은 실시예 3.2에 따른 폴리에스테르 직물 샘플에 대한 실란 유도체 코팅과 관련한 스타필로코쿠스 아우레우스에 대한 항부착 효과 (%로의 부착된 박테리아의 감소)의 세탁 안정성에 관한 결과를 나타낸다.
도 2는 실시예 3.2에 따른 폴리에스테르 직물 샘플에 대한 실란 유도체 코팅과 관련한 슈도모나스 아에루기노사에 대한 항부착 효과 (%로의 부착된 박테리아의 감소)의 세탁 안정성에 관한 결과를 나타낸다.
도 1 및 2에서의 약어들은 하기와 같이 설명된다:
S2, S3 및 S5는 대응하는 친수성 실란 유도체 S2, S3 및 S5 또는 대응하는 실란 유도체로 코팅된 실시예 3.2에 따른 폴리에스테르 직물 샘플을 나타낸다;
A, B 및 C는 실시예 3.2에 따른 폴리에스테르 직물 샘플 (A), (B) 및 (C)의 대응하는 전처리를 나타내고, 즉, A는 미세탁 직물 샘플을 나타내고; B는 30℃에서 세제의 첨가 없이 물로만 세탁한 직물 샘플을 나타내고; C는 ECE　B 세제의 첨가와 함께 세탁 표준 EN　ISO　6330, method 8A에 따라 30℃에서 1회 세탁한 직물 샘플을 나타낸다.
더욱이, 숫자 0.1; 0.01 및 0.001은 코팅된 직물 재료의 중량을 기준으로 친수성 실란 유도체 S의 0.1　중량%; 0.01　중량% 및 0.001　중량%의 대응하는 코팅 농도를 나타낸다.
본 발명이 이하에서 특허청구범위들 및 실시예들로 보다 상세하게 설명된다:
실시예 1 폴리에스테르 직물 샘플의 코팅
이하에서 동정된 친수성 실란 유도체 S1 내지 S4 각각의 메틸트리글리콜 (트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 2-[2-(2-메톡시에톡시)에톡시]에탄올 중의 10 중량% 유효 용액을 준비하였다. 친수성 실란 유도체 S5를 수중에 용해시켜 10 중량% 유효 용액을 수득하였다.
시험된 친수성 실란 유도체 S
S1 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리메톡시실란 (9 내지 12 EO 단위); (제조업자: Gelest, SIM 6492_72)
S2 비스[3-(트리에톡시실릴프로폭시)-2-히드록시프로폭시)]폴리에틸렌옥사이드 (5 내지 10 EO 단위); (제조업자: Gelest, SIB 1824.2)
S3 N-(트리에톡시실릴프로필)-O-폴리에틸렌옥사이드-우레탄, (4 내지 6 EO 단위); (제조업자: Gelest, SIT 8192.0)
S4 N-(트리에톡시실릴프로필)글루콘아미드 (에탄올 중의 50% 유효 용액) (제조업자: Gelest, SIT 8189.0)
S5 N-(트리메톡시실릴프로필)에틸렌디아민트리아세틸산 3나트륨염 (수중의 45% 유효 용액) (제조업자: Gelest, SIT 8402.0)
친수성 실란 유도체 S1 내지 S5의 구조식은 식 (S1) 내지 (S5)로 상기 표시되었다.
상기 기술된 용액 (조성물 ZS)를 패딩법으로 폴리에스테르 직물 샘플에 적용시켜 코팅된 직물의 총 중량을 기준으로 0.1　중량%, 0.01　중량% 또는 0.001　중량%의 친수성 실란 유도체 S의 직물 상의 적용 농도를 수득하였다.
대안의 절차에서, 상기 동정된 상용 제품을 직접적으로 패딩법으로 폴리에스테르 직물 샘플에 적용시켜 코팅된 직물의 총 중량을 기준으로 0.1　중량%, 0.01　중량% 또는 0.001　중량%의 친수성 실란 유도체 S의 직물 상의 적용 농도를 수득하였다.
실시예　2: 직물에의 미생물의 부착의 정량 결정을 위한 방법 (Syto9 분석)
2.1 직물제 정량판(fabric titer plate)의 제조
0.6 ㎝의 직경을 갖는 원형 직물 샘플을 코팅되고 미코팅된 면 및 폴리에스테르 직물로부터 펀칭해내었다. 직물 샘플을 미량정량판에 고정시켰다. 직물 샘플을 아세톤으로 세탁하고 자외광으로 60 분 동안 멸균시켰다.
2.2 박테리아 배양 및 박테리아 증식
사용된 모델 미생물은 여러 그램-양성 및 그램-음성 박테리아 및 효모, 특히 슈도모나스 아에루기노사 (P. aeruginosa), 에세리키아 콜라이 (E. coli), 스타필로코쿠스 아우레우스 (S. aureus), 스타필로코쿠스 에피데르미디스 (S. epidermidis) 및 칸디다 알비칸스 (C.　albicans)이었다.
균주를 글리세롤 박테리아 배양물로부터의 신생물을 트립틱소이아가(TSA: tryptic soy agar) 상으로 코팅시켰다. 33℃에서 밤새도록 배양시켰다. 제조된 영양 배지는 0.25%의 글루코스로 보충된, 제조업자에 의해 추천된 양의 30%를 수반하는 트립틱소이브로쓰(TSB: tryptic soy broth)이었다. 영양 배지는 7 내지 7.2의 pH를 가졌다. 영양 배지를 박테리아 배양물로 접종시키고 접종 후 37℃ 및 160 rpm에서 밤새도록 배양시켰다.
그 결과의 밤샘 배양물을 8500 g로 15분 동안 원심분리시키고 50 ㎖의 등장의 염용액 (0.9 중량%)로 세척하였다. 등장의 염용액 중의 박테리아 현탁액이 제조되었다. 여러 박테리아 현탁액의 광학밀도를 595㎚에서 결정하고 약 1.2의 수준으로 조정하였다.
2.3 교정
표준 플롯에서 콜로니-형성 단위 (CFU)와 상대 형광 단위 (RFU)를 상관시키는 것을 가능하게 하기 위하여 5-배 희석으로 여러 미생물의 연속 희석물을 준비하였다 (80 μm 등장의 염용액 및 20 μm 미생물 용액). 희석된 용액 각 5 ㎕의 방울을 3개의 서로 다른 한천 플레이트 (영양 한천(nutrient agar), 플레이트 카운트 한천(plate count agar) 및 트립신소이 한천(tryptic soy agar))에 적가하였다. 한천 플레이트를 회전시키면서 밤새도록 33℃에서 배양시켰다. 다음 날에 콜로니-형성 단위 수 (CFU/㎖)를 결정하였다.
Syto9 (Life Sciences)로의 염색의 경우, 동일한 연속 희석물을 동일한 시간에 흑색 폴리스테린 플레이트(black polystyrene plate) 중에서 제조하였다.
2.4 생물막 형성
문단 2.2 하에서 기술된 바와 같이 제조된 등장의 염용액 (0.9 중량%) 중의 최종 미생물 현탁액 50㎕를 미량정량판 상에 고정된 코팅된 그리고 미코팅된 직물 샘플에 첨가하였다 (문단 2.1 참조). 미량정량판을 폐쇄하고 파라필름(Parafilm)으로 밀봉시켰다. 미량정량판을 증발방지 상자(antievaporation box) 내에 위치시키고 33℃에서 2　시간 동안 그리고 40　rpm에서 배양시켰다. 출발 시에 접종원의 기대된 콜로니-형성 단위 수 (CFU)는 106 내지 107　CFU/㎖이었다.
생물막이 형성된 후, 플랑크톤성 세포를 제거하고 595 ㎚에서의 광학밀도를 결정하기 위한 샘플로 사용하였다. 이러한 목적을 위하여, 샘플을 150 ㎕의 용적으로 만들고 광도계에서 광학밀도 결정을 위하여 100 ㎕를 회수하였다. 멸균 등장의 염용액에 대한 대응하는 대조 용액의 광학밀도를 측정된 광학밀도로부터 차감시켰다. 생물막의 형성 이후 플랑크톤성 세포의 결정을 통하여, 부착에 대하여 획득가능한 박테리아의 양이 모니터링되었다.
직물 샘플 및 그 결과의 생물막을 등장의 염용액 200 내지 300 ㎕로 3회 세척하였다.
2.5 부착된 미생물의 기계적 또는 효소 제거
문단 2.4 하에서 수득된 직물 샘플 (생물막의 형성 이후)을 100 ㎕의 등장의 염용액과 함께 96-웰 미량정량판의 웰 내에 위치시켰다.
와류 형성(vortexing), 초음파에 의한, 효소처리에 의한 또는 이들의 조합에 의한 직물 표면으로부터의 부착된 미생물의 제거에 대한 조사를 수행하였다. 와류 중에서의 처리는 5 분에 달하였고 수평적으로 수행되었다. 초음파 조(ultrasound bath) 중에서 5 분 동안 초음파 처리가 수행되었다. 효소 제거를 위해서는, 예를 들어 직물 샘플을 예를 들어, 37℃에서 1 시간 동안의 배양 동안에 트립신 또는 서로 다른 효소들의 혼합물 등과 같은 효소로 처리하였다.
부착된 박테리아의 제거 이후, 직물 샘플을 미량정량판으로부터 제거하였다.
그 결과의 현탁액 중의 제거된 박테리아의 수를 Syto9로의 염색 및 형광 측정 (485/20　㎚에서의 여기 및 528/20　㎚에서의 방출을 갖는 형광 필터)에 의하거나 BacTiterGlo로의 염색 및 생체발광 측정에 의하여 결정하였다. 추가로, 단백질 분석 (예를 들어, BCA assay, Bradford Assay) 또는 광학밀도 증식 분석(optical density proliferation assay)의 수단에 의하여 부착되고 제거된 미생물의 수를 결정하는 것이 가능하다.
코팅된 그리고 미코팅된 직물에 관한 상대 변수 (예를 들어, 형광 단위 (RFU))가 비교되었으며, 하기 식에 따라 결정되어야 할 %로의 부착된 박테리아의 감소를 결정한다:
부착된 박테리아의 감소 [%] = [(RFUuc - RFUc) / RFUuc]*100
여기에서
RFUuc = 미코팅된 기재의 제거된 박테리아의 상대 형광 단위
RFUc = 코팅된 기재의 제거된 박테리아의 상대 형광 단위
각 데이터 시리즈의 통계학적 유의성이 확인되었다. 상대 측정 단위 (예를 들어, 상대 형광 단위 (RFU))가 ㎖ 당 콜로니-형성 단위 (CFU/㎖)에 대한 교정 플롯의 덕분으로 교정될 수 있다 (2.3을 참조).
실시예　3: 코팅된 폴리에스테르 직물 샘플의 조사
3.1 여러 미생물에 대한 항부착 효과의 결정
실시예 1에서 기술된 바와 같이, 폴리에스테르 직물 샘플을 각각 친수성 실란 유도체 S1 내지 S5로 코팅하여 직물 상에 0.1 중량% (코팅된 직물의 총량에 대한 친수성 실란 유도체 S)의 적용 농도를 부여하였다. 실시예 1에서 기술된 상용 제품을 직접 패딩법에 의하여 폴리에스테르 직물 샘플에 적용시켰다.
폴리에스테르 직물 샘플에의 박테리아 부착을 실시예 2에서 기술된 바와 같이 미량정량판 Syto9 분석을 사용하여 조사하였다.
이러한 목적을 위하여, 0.6 ㎝의 직경을 갖는 폴리에스테르 직물 샘플을 펀칭해내고 96-웰 미량정량판에로 옮겼다. 그램-양성 및 그램-음성 박테리아의 대표적인 예로서 스타필로코쿠스 아우레우스 DSMZ 20231 및 슈도모나스 아에루기노사 DSMZ 1117를 와류 중에서의 처리에 의하여 직물 샘플로부터 제거된 부착된 박테리아에 대하여 실시예 2에서 기술된 바와 같이 결정하였다. 제거된 박테리아의 정량 결정이 Syto9로의 염색 및 형광 측정 (미량정량판-Syto9 분석)에 의하여 수행되었다. 멸균 대조로서 통상의 염용액이 사용되었다. 실험을 서로 독립적으로 2회 반복하였다.
PES (폴리에스테르) 직물 상에의 코팅에 대한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
폴리에스테르 직물 샘플에의 박테리아 부착에서의 감소에 관한 결과
부착된 박테리아의 감소 [%]
스타필로코쿠스 아우레우스 슈도모나스 아에루기노사
번호 실란 유도체 S
1 S1 34 41
2 S2 85 64
3 S3 55 48
4 S4 58 57
5 S5 46 17
2가지 미생물의 부착에서의 감소를 문단 2.5 이하에서 주어진 식에 따라 산출하였다. 폴리에스테르 직물이 기술된 친수성 실란 유도체 S1 내지 S5로 성공적으로 코팅되었다는 것 및 이러한 코팅된 직물이 미코팅된 직물에 비하여 85%까지의 감소된 박테리아의 부착을 나타낸다는 것이 밝혀졌다.
3.2 항부착 코팅의 세탁 안정성의 조사
실시예 1에서 기술된 바와 같은 친수성 실란 유도체 S2, S3 및 S5로 실시예 1에서 기술된 바와 같이 각 경우에서 10 중량% 세기 용액의 적용에 의하여 패딩법으로 폴리에스테 직물 샘플에 적용시키는 것에 의하여 폴리에스테르 직물 샘플이 코팅되었다.
각 경우에서 코팅된 직물 재료의 중량에 대하여 0.1　중량%; 0.01　중량% 및 0.001　중량%의 친수성 실란 유도체의 코팅 농도에 대하여 직물이 조사되었다.
실란 코팅의 항부착 효과의 세탁 안정성에 대하여 직물 샘플이 조사되었다. 96-웰 미량정량판 중에서 실시예 3에서 기술된 Syto9-미량정량판 분석에 의하여 항부착 효과를 결정하였다. 여기에서, 각 경우에서 별도로, 2가지 균주 스타필로코쿠스 아우레우스 및 슈도모나스 아에루기노사의 직물 샘플에의 부착이 평가되었다.
각 경우에서 하기 전처리 (A), (B) 및 (C)를 수반하는 직물 샘플에 대하여 항부착 효과를 결정하였다:
(A) 미세탁 직물 샘플;
(B) 30℃에서 세제의 첨가 없이 물로만 2회 세탁된 직물 샘플;
(C) ECE B 세제를 첨가하여 세탁 표준 EN　ISO　6330, method 8A에 따라 30℃에서 1회 세탁된 직물 샘플.
각 조합에 대하여, 각 경우에서 2개의 독립적인 실험을 수행하여 결과의 신뢰성에 대한 정보를 수득하였다.
결과를 하기 표 2 (스타필로코쿠스 아우레우스에 대한 시험) 및 표 3 (슈도모나스 아에루기노사에 대한 시험)에 요약하였다. 2 가지 미생물의 부착에서의 감소가 미코팅된 직물 샘플에 대하여 각 경우에서 %로 표시되었다.
세탁 안정성 결과를 또한 도 1 및 도 2에 그래프 형태로 나타내었다. 도 1은 폴리에스테르 직물 샘플 상에의 실란 유도체 코팅에 관한 스타필로코쿠스 아우레우스에 대한 항부착 효과의 세탁 안정성 (%로의 부착된 박테리아의 감소)에 대한 표 2의 결과를 나타내고 있다. 도 2는 폴리에스테르 직물 샘플 상에의 실란 유도체 코팅에 관한 슈도모나스 아에루기노사에 대한 항부착 효과의 세탁 안정성 (%로의 부착된 박테리아의 감소)에 대한 표 3의 결과를 나타내고 있다.
약 40% 내지 60%의 박테리아 부착에서의 최대 감소가 조사된 모든 샘플에 대하여 세탁 조건 하에서 보류되었다는 것이 밝혀졌다. 본 발명의 항부착 코팅이 높은 세탁 안정성을 갖는다는 것이 밝혀졌다.
Syto9 분석을 사용하여 시험된, 스타필로코쿠스 아우레우스, 폴리에스테르 직물 샘플에 대한 항부착 효과의 세탁 안정성
번호 실란 유도체 코팅농도 [%] 세탁 전처리 부착 박테리아의 감소 [%]
1



S2
0.1
 (A) 55
2 (B) 48
3 (C) 49
4
0.01
 (A) 71
5 (B) 31
6 (C) 66
7
0.001
 (A) 30
8 (B) 52
9 (C) -
10



S3
0.1
 (A) 47
11 (B) 46
12 (C) 61
13
0.01
 (A) 63
14 (B) 34
15 (C) 58
16
0.001
 (A) 57
17 (B) 54
18 (C) 69
19



S5
0.1
 (A) 72
20 (B) 68
21 (C) 38
22
0.01
 (A) 44
23 (B) 22
24 (C) 53
25
0.001
 (A) 69
26 (B) 59
27 (C) 75
Syto9-미량정량판 분석을 사용하여 시험된, 슈도모나스 아에루기노사, 폴리에스테르 직물 샘플에 대한 항부착 효과의 세탁 안정성
번호 실란 유도체 코팅 농도 [%] 세탁 전처리 부착 박테리아의 감소 [%]
1



S2
0.1
 (A) 68
2 (B) 45
3 (C) 75
4
0.01
 (A) 79
5 (B) 36
6 (C) 75
7
0.001
 (A) 62
8 (B) 87
9 (C) 55
10



S3
0.1
 (A) 85
11 (B) 36
12 (C) 76
13
0.01
 (A) 65
14 (B) 37
15 (C) 71
16
0.001
 (A) 63
17 (B) 46
18 (C) 69
19



S5
0.1
 (A) 68
20 (B) 69
21 (C) 67
22
0.01
 (A) 78
23 (B) 54
24 (C) 73
25
0.001
 (A) 81
26 (B) 42
27 (C) 77
3.3 코팅된 직물의 항균 효과의 조사
각각이 JIS　L　1902에 따른 ISO-표준화 방법의 도움으로 실란 유도체 S1 내지 S5로 코팅된 폴리에스테르 직물 샘플의 결정에서 코팅된 직물 샘플의 항균 활성이 스타필로코쿠스 아우레우스에 대하여 조사되었다.
여기에서의 절차는 직물 샘플이 정의된 양의 미생물 현탁액 (접종원)으로 접종시켰다. 대략 0.4g의 중량을 갖는 시험 시료가 3중 결정으로 조사되었다.
접종된 직물 샘플을 밀폐된 시스템 중에서 37℃에서 18 시간에 걸쳐 배양되었다. 배양에 후속하여, 희석 용액의 정의된 양의 박테리아를 기록하였다. 18 시간 이후의 직물 샘플에 대하여 0 시간에서의 직물 샘플의 박테리아 수에서의 차이가 평가를 위한 기초로 제공되었다. 항균 활성이 로그 값 또는 백분율 값으로 보고되었다. 여기에서, 미생물 수에서의 0%의 감소는 부적절한 항균 작용에 대응하고, 0.1 내지 90%의 범위 이내에서의 미생물 감소는 부적절한 항박테리아 작용에 대응하고, 90% 초과의 미생물 감소는 양호한 항박테리아 작용에 대응한다.
코팅된 직물의 항균 작용에 관한 결과를 하기 표 4에 요약하였다.
코팅된 폴리에스테르 직물이 "무 효과(no effect)"로 등급되는 로그 1(log 1) 이하의 값으로 스타필로코쿠스 아우레우스에 대한 항균 활성이 없는 것과 마찬가지로 나타나는 것으로 밝혀졌다.
폴리에스테르 직물 샘플에 대한 항균 활성
항미생물 활성 [로그]
실란
유도체		 코팅 농도
[직물 기준 %]		 미세탁 물로 2회 세탁 세제 없이 30℃에서
1회 세탁
미처리 - -0.5 -0.1 -0.5
S2 0.1 -0.2 0.00 -0.4
0.01 -0.4 0.1 -0.6
0.001 0.2 0.1 -0.1
S3 0.1 0.0 0.3 -0.4
0.01 -0.1 0.8 -0.1
0.001 -0.5 -0.3 -0.8
S5 0.1 -0.5 -0.4 -0.6
0.01 -0.3 -0.2 -0.6
0.001 0.5 0.9 -0.3
실시예　4: 유리 표면에의 미생물의 부착에 대한 조사
4.1 코팅된 유리 샘플의 제조
실시예 1에서 상기 동정된 바와 같은 실란 유도체 S1, S3, S4 및 S5를 사용하여 유리 슬라이드 상에 코팅을 생성시켰다. 대조 (비교예) K로서, 이소프로판올로 청정화시킨 미코팅된 유리 슬라이드를 사용하였다.
슬라이드의 코팅을 위하여, 이들을 60 초 동안 용매로서 5%의 물 분획을 갖는 에탄올/물 중에 대응하는 실란 유도체의 0.1% 세기 용액 내로 함침시켰다. 용액을 사전에 아세트산으로 4 내지 5의 범위 내로 pH를 조정하였다. 습윤된 슬라이드를 후속하여 160℃에서 1 시간 동안 건조시켰다.
4.2 형광 현미경을 통한 박테리아 부착의 결정
박테리아 현탁액으로 습윤된 슬라이드를 현미경으로 분석하여 박테리아의 부착을 결정하였다.
이러한 목적을 위하여, 시험 배양물 자체를 형광 염료와 혼합하고, 이를 부착 박테리아로 표지하고 따라서 이들을 샘플 표면에 대하여 명확한 인식가능으로 표지한다. 사용된 형광 염료는 DAPI (4',6-디아미딘-2-페닐인돌)이었고, 이는 DNA에 결합하고 UV 여기 하에서 형광을 발한다. 부착 특성을 결정하기 위하여, ㎠ 당 세포 수를 30개의 측정 창 내에서 확인하고, 부착 패턴을 평가하였다. 세포 부착을 Labflow AnalySIS 영상 처리 프로그램을 사용하여 Olympus　IX　51 상에서 평가하였다.
생산되고 사용된 박테리아 현탁액은 균주 스타필로코쿠스 아우레우스 및 에세리키아 콜라이의 시험 배양물의 현탁액이었다. 박테리아 현탁액의 농도는 109 microbes/㎖이었다.
이러한 측정의 결과를 하기 표 5에 요약하였다.
현미경적 평가의 결과 - ㎠ 당 확인된 세포 수
실란 유도체 세포 수 [1/㎠] 대조에 비한 세포 수의 감소 [%]
스타필로코쿠스
아우레우스		 에세리키아
콜라이		 스타필로코쿠스
아우레우스		 에세리키아
콜라이
S1 110 000 296 000 76 63
S3 77 000 233 000 83 71
S4 383 000 389 000 17 51
S5 219 000 306 000 52 61
K (대조) 460 000 791 000 - -
모든 샘플들이 일반적인 그리고 종-특이적인 경향 둘 다에서 인식할 수 있는 것으로, 대조 유리에 비하여 박테리아에 의한 부착에서의 현저한 감소를 나타낸다.
스타필로코쿠스 아우레우스에 대한 부착 실험의 경우에서 결과의 광범위한 이산(scatter)이 존재함을 주목하여야 한다. 예를 들어, 샘플 S4에 대하여는, 대조에 비하여 부착에서의 단지 16% 감소가 확인된 반면에, 샘플 S3은 83%의 감소를 나타낸다. 시료 S1 및 S3에 의한 이 실험에서 매우 양호한 결과가 달성되었다. 현미경 검사의 경우에서, 다른 시료와 유사하게, 코팅된 표면 S4는 단지 스타필로코쿠스 아우레우스의 몇 개의 포도형 군락(grapelike assemblies) 만이 나타났으며, 이는 포도상구균(Staphylococci)의 전형적인 세포 형태를 나타낸다. 대조적으로, 대조는 부분적으로 매우 큰 군락을 형성하는 세포의 응집을 나타내었으며, 이는 코팅된 시료 상에서는 관찰되지 않았다.
에세리키아 콜라이의 경우에서의 세포 부착은 샘플 모두에 대하여 서로 상당히 근접하였으며 대조 K (미코팅된 유리 슬라이드)에 비해 적어도 50%로의 세포 수에서의 감소를 제공하였다. 현미경 검사는 에세리키아 콜라이의 부착의 경우에서 산발적으로 관측되는 끈 같은(stringlike) 응집으로의 개별 세포의 부착이 주도적이었다.
2가지 일련의 시험에서, 특히 실란 유도체 S3 및 S1으로 코팅된 유리 표면에 대하여 매우 양호한 결과가 달성가능하였다.

Claims (15)

  1. a) 적어도 하나의 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S
    Figure 112020124353644-pct00067
    (I)
    여기에서
    R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 H 또는 C1-C6 알킬이고;
    a는 1 내지 10의 정수이고;
    R4는
    i)
    Figure 112020124353644-pct00068

    여기에서
    X는 결합, -O-T-, -O-T-CH(OH)-, -O-T-CH(OH)-T'-, -O-C(=O)- 또는 -O-C(=O)-T-이고,
    여기에서 T 및 T'는 서로 독립적으로 C1-12 알킬렌으로부터 선택되고,
    R5는 서로 독립적으로 각 발생에서 H 또는 C1-6 알킬이고;
    Y는 H; C1-12 알킬; C1-12 히드록시알킬, C1-12 할로알킬, C7-20 아릴알킬, -C(=O)(C1-12 알킬); -(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3), -T-O-(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3); -T-CH(OH)-O-(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3), 또는 -T-CH(OH)-T'-O-(CH2)a-Si(OR1)(OR2)(OR3)이고 여기에서 R1, R2, R3, T, T' 및 a가 상기 정의된 바와 같고;
    b는 0 내지 20의 숫자임;
    또는
    (xv)
    Figure 112020124353644-pct00069

    여기에서 p = 1 내지 20이고 R9는 -OH, -OCH3, -OCH2CH3 및 -NH2로부터 선택됨;
    및 선택적으로 적어도 하나의 용매 L를 포함하는 조성물을 제공하고;
    b) 조성물을 섬유 또는 직물에 적용시키고;
    c) 선택적으로 섬유 또는 직물을 세척 및/또는 건조시키는
    단계를 포함하는 섬유 또는 직물을 코팅하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸이고 a는 3임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, R4가
    (x)
    Figure 112020071301110-pct00070

    여기에서 b = 2 내지 20이고 Y는 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택됨;
    (xi)
    Figure 112020071301110-pct00071

    여기에서 Y는 H, C1-6 알킬 및 -C(=O)(C1-12 알킬)로부터 선택됨;
    (xii)
    Figure 112020071301110-pct00072

    여기에서 a = 2 내지 6이고, b = 2 내지 10이고, R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸임;
    (xiii)
    Figure 112020071301110-pct00073

    여기에서 a = 2 내지 6이고, b = 2 내지 20이고, R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸임;
    으로부터 선택되는 기임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 조성물이 물, 1가- 또는 다가 C1-6 알코올, 글리콜, 글리콜 유도체, 폴리글리콜, 폴리글리콜에테르, 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 용매 L를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 조성물이 물, 메틸트리글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 용매 L를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 조성물이 전체 조성물을 기준으로 0.0001 내지 10　중량%의 적어도 하나의 친수성 실란 유도체 S를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 조성물 ZS가 단계 b)에서 패딩법, 발포적용, 스프레이법, 코팅 또는 배출법에 의하여 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 섬유 또는 직물이 합성 섬유를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
  10. 미생물의 고체 기재 상으로의 고착이 감소되는, 제 1 항에 청구된 적어도 하나의 일반식 (I)의 친수성 실란 유도체 S를 포함하는 조성물로 고체 기재를 코팅하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 고체 기재가 유리, 세라믹, 플라스틱, 금속, 섬유 및 직물로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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