KR20030068163A - 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제로 개질한 부직포 - Google Patents

알킬 폴리글리코시드 계면 활성제로 개질한 부직포 Download PDF

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알리 야히아오우이
매튜 데이빗 영
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액으로 처리한 부직물은 박테리아 수성 공급원과 접촉하였을 때 항균 활성을 갖는 불균일 시스템을 제공한다. 부직물에 부여된 이 항균 활성은 상기 부직물이 다양한 흡수 제품, 예를 들면 일반적으로 박테리아 수성 공급원에 노출되는 개인 위생 제품, 의료용 흡수 제품에 유용하게 사용될 수 있게 한다. 또한, 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제는 실질적으로 사람 피부에 대해 자극적이거나 민감하지 않다.

Description

알킬 폴리글리코시드 계면 활성제로 개질한 부직포 {Nonwovens Modified with Alkyl Polyglycoside Surfactants}
부직물은 광범위한 응용에 적합한 다양한 재료를 만들기 위해 사용할 수 있다. 예를 들면, 평량이 작고 개방 구조를 갖는 부직포는 일회용 기저귀와 같은 개인 위생 용품에 사용된다. 더 자세히 말하면, 이러한 부직포는 건조한 피부 접촉을 가능하게 하지만 흡수능이 더 큰 물질(이것은 또한 상이한 조성 및(또는) 구조를 갖는 부직포일 수 있다)쪽으로 유체를 쉽게 전달하는 라이너 패브릭으로 사용될 수 있다. 중량이 큰 부직포는 의료용, 수의용, 또는 산업용 보호 의류 또는 와이퍼와 같은 장벽 응용 분야, 흡수 응용 분야, 여과 응용 분야에 적합한 포어 구조를 갖는 것으로 설계할 수 있다. 중량이 큰 부직포는 또한 오락, 농업, 및 건설 용도로 개발되었다. 이것들은 신규한 부직포 및 용도가 끊임없이 확인되고 있다는 것을 인식하고 있는 당업자에 공지된 부직포 형태 및 용도의 무한한 예들 중 일부에 불과하다. 본 발명은 당업자에게 명백하겠지만 부직포에 대해 일반적으로 적용할수 있고, 본 명세서에 예시된 특정 부직포에 관련된 설명이나 기재에 한정되는 것은 아니다.
부직포의 특정 성질을 향상시키기 위한 다른 처리법들이 개발되어 왔다. 예를 들면, 1종 이상의 유체에 의한 습윤성, 1종 이상의 유체에 대한 반발력, 정전기적 특성, 전도도, 및 연화성과 같은 성질은 특정 조성물로 처리하여 변화 또는 개선시킬 수 있다. 그러나 좀 더 향상된 성질을 갖는 부직포가 요구되고 있다.
특히, 부직 웹으로 만든 개인 위생 용품은 의도된 용도대로 사용하다 보면 박테리아와 접촉하게 되는 것이 일반적이다. 따라서 효과적인 항균 특성을 갖는 부직물에 대한 필요 또는 바램이 있다.
본 발명은 항균 특성 및 살균 특성을 갖는 부직 웹에 관한 것이다. 더 구체적으로 말하면 본 발명은 박테리아의 수성 공급원과 접촉하고 있는, 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제로 처리한 부직 웹을 포함하는 불균일 시스템에 관한 것이다.
발명의 요약
본 발명은 불균일 항균 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 부직 웹에서 박테리아의 성장을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 상기 불균일 항균 시스템은 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제로 처리한 부직 웹을 포함한다. 박테리아의 수성 공급원을 억제하도록 사용되는 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 처리는 부직 기재에 항균성 및 살균성을 부여한다.
알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액은 다양한 침윤, 스프레잉, 프린팅, 및 포밍법을 사용하여 묽은 농도(일반적으로 0.3 내지 20％)로 부직 웹에 가해질 수 있다. 계면 활성제 용액의 고유한 항균 및 세균 발육 저지 특성은 부직 웹에 옮겨진다. 그러나 상기 계면 활성제 용액은 사람 피부에 대해서는 실질적으로 자극적이거나 민감하지 않다.
계면 활성제로 처리한 항균 및 살균 부직포는 광범위한 위생 응용 분야에 사용할 수 있다. 예를 들면, 알킬 폴리글리코시드계 제제로 처리한 부직 웹은 항균 와이프로서, 붕대 또는 상처 드레싱으로서, 또는 피부 건강을 향상시키기 위한(예를 들면, 기저귀 발진 또는 다른 형태의 피부 자극의 방지) 개인 위생품의 처리제로서 유용할 수 있다. 또한, 상기 계면 활성제로 처리한 부직 웹은 박테리아 활성을 억제하기 위한 개인 위생품의 다양한 전략적 위치에 배치될 수 있다. 상기 계면 활성제로 처리한 부직 웹은 피부 건강에 도움을 주기 위해 직접 피부와 접촉하는 라이너가 될 수 있고, 또한 보유된 신체 유체에서 악취를 일으키는 박테리아의 활성을 억제하기 위해 이 라이너 아래에 적층(예, 서지층, 분배층, 또는 보유층)될 수 있다. 상기 부직 웹은 합성 및(또는) 천연 섬유로 만들 수 있다.
앞에서 설명한 것들을 상기해 보면, 본 발명의 특징 및 이점은 부직 웹이 박테리아의 수성 공급원에 노출되어 발생하는 박테리아의 성장을 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징 및 이점은 또한 부집 웹과 박테리아 수성 공급원 사이의 고체/액체 계면을 포함하는 불균일 항균 시스템을 제공하는 것이다.
정의
본 명세서에서 아래의 용어 또는 어구는 하기의 의미를 포함하는 것이다.
"평균 섬유 길이"는 카자니 오이 일렉트로닉스사(Kajaani Oy Electronics, 핀란드, 카자니 소재)의 카자니 섬유 분석기 모델 번호 FS-100을 사용하여 측정한섬유 가중 평균 길이를 의미한다. 시험 과정 중, 섬유 샘플은 섬유 다발이나 쉬브가 존재하지 않도록 하기 위해 매서레이션 액체(macerating liquid)로 처리한다. 각 섬유 샘플을 뜨거운 물에 분산시키고 약 0.001％ 농도까지 희석한다. 희석 용액에서 개별 시험 샘플을 약 50 내지 500 ml 취하고 표준 카자니 섬유 분석 방법을 사용하여 시험한다. 평균 섬유 길이는 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다.
여기서,
k = 최대 섬유 길이
Xi= 개별 섬유 길이
ni= 길이가 Xi인 섬유 수
n = 측정한 총 섬유 수
"친수성" 또는 "습윤성"은 섬유와 접촉하고 있는 수용성 액체에 의해 적셔지는 섬유 또는 섬유 표면을 의미한다. 섬유 또는 섬유 표면은 계면 활성제, 계면 활성제 조합, 또는 다른 표면 가공제(finishing agent)로 처리되었을 수도 있다. 재료의 습윤 정도는 관계된 액체와 재료의 접촉각 및 표면 장력으로 표현할 수 있다. 특정 섬유 재료 또는 섬유 재료 블렌드의 습윤성을 측정하기 위한 적절한 장치 및 방법은 칸(Cahn) SFA-222 표면력 분석 시스템 또는 실질적으로 이와 동등한 시스템에 의해 제공된다. 이 시스템을 사용하여 측정하였을 때 접촉각이 90°미만인 섬유를 "습윤성" 또는 "친수성"이라 하고, 접촉각이 90°보다 큰 섬유를 "비습윤성" 또는 "소수성"이라 한다.
단수형으로 사용되는 "층"은 단일 성분 또는 복수 성분 둘 다의 의미를 갖는다.
"멜트블로운 섬유"는 용융시킨 열가소성 물질을 다수의 미세한 다이 모세관(일반적으로 원형임)을 통해 용융된 실 또는 필라멘트 형태로 고속 수렴 가열 기체(예, 공기) 스트림 속으로 압출하여 만든 섬유를 의미한다. 상기 스트림은 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게 하여 직경을 감소시킨다. 이 직경은 마이크로 섬유 직경까지 감소될 수 있다. 다음, 상기 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고 수집 표면에 침적되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유 웹을 형성한다. 이러한 과정은 예를 들면 부틴(Butin) 등의 미국 특허 3,849,241에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속 또는 비연속 마이크로 섬유일 수 있고, 일반적으로 약 0.6 데니어보다 작다. 이것은 일반적으로 수집 표면에 침적될 때 스스로 결합한다. 본 발명에 사용되는 멜트블로운 섬유는 실질적으로 길이 방향으로 연속적인 것이 바람직하다.
"부직포" 및 "부직물 또는 부직 웹"은 직물 제직 또는 편직 공정을 사용하지 않고 형성된 물질 또는 물질의 웹을 의미한다. 부직물 또는 부직 웹은 많은 방법(예, 멜트블로우잉법, 스펀본딩법, 에어 래잉법, 본디드 카디드 웹법 등)으로 만들 수 있다. 부직물의 평량은 일반적으로 평방야드당 온스(osy) 또는 평방미터당 그램(gsm)으로 표시하고, 섬유 직경은 일반적으로 마이크론으로 표현한다(osy 단위를gsm 단위로 환산하려면 osy에 33.91을 곱하면 된다).
"중합체"는 동종중합체, 블록, 그래프트, 랜덤, 및 교대 공중합체, 삼중중합체 등과 같은 공중합체, 이들의 블렌드 및 변형물을 포함하지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 달리 특별히 한정하지 않으면 "중합체"라는 용어는 가능한 모든 기하학적 구조를 포함한다. 이러한 구조에는 이소택틱, 신디오택틱 및 아택틱 시메트리가 포함되지만 여기에 한정되는 것은 아니다.
"펄프 섬유"는 나무 및 나무 이외의 식물과 같은 천연 공급원에서 얻은 섬유를 의미한다. 나무에는 예를 들면 낙엽수 및 침엽수가 포함된다. 나무 이외의 식물에는 예를 들면 목화, 아마, 아프리카 수염새, 유액 잡초, 짚, 황마, 대마, 바가스(bagasse)가 포함된다.
"스펀본디드 섬유"는 용융된 열가소성 물질을 원형 또는 다른 형태의 방사 노즐의 다수의 미세한 모세관으로부터 필라멘트 형태로 압출한 후, 문헌[예를 들면, 아펠(Appel) 등의 미국 특허 4,340,563, 돌쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 3,692,618, 마추끼(Matsuki) 등의 미국 특허 3,802,817, 키니(Kinney)의 미국 특허 3,338,991 및 3,341,394, 하트만(Hartmann)의 미국 특허 3,502,763, 피터슨(Petersen)의 미국 특허 3,502,538, 도보(Dobo) 등의 미국 특허 3,542,615]에 기재되어 있는 바와 같이 재빨리 필라멘트 직경을 감소시켜 만든다. 상기 문헌들은 모두 그 전체 내용을 본 명세서에 인용한다. 스펀본디드 섬유는 크웬칭되고, 일반적으로 수집 표면에 침적될 때 점착성이지는 않다. 스펀본디드 섬유는 일반적으로 연속 섬유이고, 약 0.3 이상, 특히 약 0.6 내지 10 평균 데니어를 갖는다.
"초흡수체" 또는 "초흡수체 물질"은 최적의 상태에 있을 때 0.9 중량％의 염화나트륨을 함유하는 수용액에서 자신 중량의 약 15배 이상, 바람직하게는 약 30배 이상을 흡수할 수 있는, 물에 의해 팽윤되고 물에 비가용성인 유기 또는 무기 물질을 의미한다. 초흡수체 물질은 천연 중합체 및 물질, 합성 중합체 및 물질, 및 변형된 천연 중합체 및 물질일 수 있다. 또한, 초흡수체 물질은 실리카 겔과 같은 무기 물질 또는 가교 중합체와 같은 유기 화합물일 수 있다.
"열가소성"이라는 말은 열에 노출되었을 때 연화되고, 실온으로 냉각되었을 때 실질적으로 연화되지 않은 상태로 되돌아가는 물질을 의미한다.
상기 용어들은 본 명세서의 나머지 부분에서 부가적인 다른 언어로 한정될 수도 있다.
바람직한 실시 태양에 대한 상세한 설명
본 발명의 출발 물질은 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액으로 처리한 1종 이상의 중합체로부터 얻은 다수의 필라멘트를 포함하는 부직 웹이다. 상기 부직 웹은 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹 또는 천연 및(또는) 합성 섬유를 포함하는 다른 종류의 부직 웹일 수 있고, 단일층으로 또는 1 이상의 부직 웹층을 포함하는 다층 복합체로 존재할 수 있다. 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액으로 처리한 부직 웹을 박테리아의 수성 공급원과 접촉시킬 경우, 생성되는 불균일 시스템은 상기 알킬 폴리글리코시드 성분에 의한 항균 활성을 나타낸다. 이러한 종류의 불균일 시스템이 유효한 수성 박테리아의 예에는 에스.아우레우스(S.aureus), 이.콜라이(E.coli), 이.클로아캐(E.cloacae) 및 씨.알비칸즈(C.albicans)가 포함된다.
알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액은 부직 웹 필라멘트가 생성된 후 그 표면 외부에 가한다. 알킬 폴리글리코시드 용액은 부직 웹을 상기 계면 활성제를 포함하는 매질로 디핑(dipping), 소킹(soaking), 프린팅(printing), 포밍(foaming), 또는 달리 코팅(coating)하여 외부 계면 활성제 형태로 가할 수 있다. 이러한 계면 활성제를 포함시키는 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다.
본 발명에 사용되는 계면 활성제 용액에는 약 0.3％ 내지 20％, 바람직하게는 약 0.3％ 내지 15％, 더 바람직하게는 약 0.5％ 내지 5％의 알킬 폴리글리코시드 희석액이 포함된다. 이 계면 활성제 용액은 부직 기재에 항균 및 살균 특성을 부여하고, 더군다나 사람 피부에 실질적으로 자극적이거나 예민하지 않다.
용매를 사용하여 계면 활성제를 외부에서 가하는 경우, 그 용매는 통상적인 증발 기술을 사용하여 제거할 수 있다. 용매를 제외한 중량을 기준으로 계면 활성제 용액은 이 용액이 가해지는 부직물 중량의 약 0.3 중량％ 내지 20 중량％, 바람직하게는 약 0.3 중량％ 내지 15 중량％, 더 바람직하게는 약 0.5 중량％ 내지 5 중량％를 차지한다. 계면 활성제 용액의 농도가 이보다 높으면 비용 및 다른 여러가지 문제들 때문에 바람직하지 않다. 농도가 너무 낮으면 부직물에 항균 활성을 충분히 부여하지 못하게 된다.
상기 부직 기재를 구성하기 위해 다양한 열가소성 중합체를 사용할 수 있다. 이러한 열가소성 중합체에는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌 또는 프로필렌과 C4-C20알파-올레핀의 공중합체, 에틸렌, 프로필렌 및 C4-C20알파-올레핀의 삼원 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 프로필렌 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌-폴리(에틸렌-알파-올레핀) 엘라스토머, 폴리우레탄, A-B 블록 공중합체(A는 폴리스티렌과 같은 폴리(비닐 아렌) 잔기로 형성되고 B는 공액 디엔 또는 저급 알켄과 같은 탄성 중간 블럭임), 폴리에테르, 폴리에테르 에스테르, 폴리아크릴레이트, 에틸렌 알킬 아크릴레이트, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 이소부틸렌-이소프렌 공중합체, 및 이들의 조합이 포함되지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 폴리올레핀이 바람직하다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 동종 중합체 및 공중합체가 가장 바람직하다. 여기에는 펄프/폴리프로필렌이 포함된다. 상기 웹은 상기한 이성분 또는 이구성 필라멘트 또는 섬유로 구성될 수도 있다. 부직 웹은 다양한 평량을 가질 수 있지만, 평방 미터당 약 10 g (gsm)내지 약 12 g이 바람직하다.
상기 처리된 부직물은 흡수체 제품이 응용되는 다양한 곳(특히 개인 위생 흡수 용품 포함)에 사용할 수 있다. 개인 위생 흡수 용품에는 기저귀, 훈련용 팬츠, 수영복, 흡수 언더팬츠, 물 휴지(baby wipe), 성인 요실금 제품 등과 기타 다른 서지 및 흡수 물질 제품이 포함된다. 상기 계면 활성제 처리된 부직물은 박테리아 활성을 억제하기 위해 개인 위생 용품의 다양한 전략적 위치에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 계면 활성제 처리한 부직물의 주된 용도는 직접 피부와 접촉하여 피부를 건강하게 하기 위한(예를 들면, 기저귀 발진 또는 다른 형태의 피부 염증의방지) 라이너이다. 흡수 매질의 라이너 또는 매트릭스로 사용될 경우, 이 흡수 매질은 예를 들면 펄프 섬유만을 포함하든지 또는 초흡수체 물질을 함께 포함할 수 있다. 또는, 상기 처리된 부직포는 보유된 신체 유체에서 악취를 일으키는 박테리아의 활성을 억제하기 위해 라이너 또는 매트릭스 아래에 위치하는 흡수 매질층(들)이 될 수 있다. 상기 처리된 부직물은 의료용 흡수 제품, 예를 들면 언더패드, 흡수 드레이프, 붕대, 의료용 와이프에 사용될 수 있다. 상기 처리된 부직물은 보호용 의류(예, 의료용 의류, 앞치마, 가운, 산업용 작업복)에 사용될 수 있다.
흡수 제품에서 흡수 매질의 펄프 섬유는 임의의 고평균 섬유 길이 펌프, 저평균 섬유 길이 펄프 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직한 펄프 섬유에는 셀룰로즈 섬유가 포함된다. "고평균 섬유 길이 펄프"라는 용어는 짧은 섬유 및 비섬유 입자를 비교적 소량 포함하는 펄프를 의미한다. 고섬유 길이 펄프는 "평균 섬유 길이"에 정의되어 있는 카자니(Kajaani) 시험 장치와 같은 광학 섬유 분석기를 사용하여 측정하였을 때 약 1.5 mm 초과, 바람직하게는 약 1.5 내지 6 mm의 평균 섬유 길이를 갖는다. 이들의 공급원에는 비이차(처녀) 섬유 및 스크리닝된 이차 섬유 펄프가 포함된다. 고평균 섬유 길이 펄프의 예에는 표백 및 미표백 처녀 연목 섬유 펄프가 포함된다.
"저평균 섬유 길이 펄프"라는 용어는 짧은 섬유 및 비섬유 입자를 상당량 포함하는 펄프를 의미한다. 저평균 섬유 길이 펄프는 카자니(Kajaani) 시험 장치와 같은 광학 섬유 분석기를 사용하여 측정하였을 때 약 1.5 mm 미만, 바람직하게는 약 0.7 내지 1.2 mm의 평균 섬유 길이를 갖는다. 저평균 섬유 길이 펄프의 예에는사무소 쓰레기, 인쇄 용지, 및 판지 쓰레기와 같은 공급원으로부터 얻는 이차 섬유 펄프 및 처녀 경목 펄프가 포함된다.
고평균 섬유 길이 목재 펄프의 예에는 미국 알리안스 쿠사 파인즈 코포레이션(Alliance Coosa Pines Corporation)에서 론글랙(Longlac) 19, 쿠사 리버(Coosa River) 56, 및 쿠사 리버 57이라는 상품명으로 구할 수 있는 것들이 포함된다. 저평균 섬유 길이 펄프에는 인쇄 용지, 재생 판지, 및 사무소 쓰레기와 같은 공급원으로부터 얻는 이차(즉, 재생) 섬유 펄프 및 처녀 경목 펄프가 포함된다. 고평균 섬유 길이 펄프 및 저평균 섬유 길이 펄프의 혼합물은 저평균 섬유 길이 펄프를 더 많이 함유할 수 있다. 예를 들면, 상기 혼합물은 약 50％ 초과의 저평균 섬유 길이 펄프 및 약 50％ 미만의 고평균 섬유 길이 펄프를 함유할 수 있다.
"초흡수체" 또는 "초흡수체 물질"이라는 용어는 최적의 상태에 있을 때 0.9 중량％의 염화나트륨을 함유하는 수용액에서 자신 중량의 약 15배 이상, 바람직하게는 약 30배 이상을 흡수할 수 있는, 물에 의해 팽윤되고 물에 비가용성인 유기 또는 무기 물질을 의미한다.
초흡수체 물질은 천연 중합체 및 물질, 합성 중합체 및 물질 및 변형된 천연 중합체 및 물질일 수 있다. 또한, 초흡수체 물질은 실리카 겔과 같은 무기 물질 또는 가교 중합체와 같은 유기 화합물일 수 있다. "가교된"이라는 용어는 일반적으로 물에 용해되는 물질을 실질적으로 물에 의애 용해되지 않고 팽윤되게 만드는 임의의 수단을 의미한다. 이러한 수단에는 예를 들면 물리적 엉킴, 결정 도메인, 공유 결합, 이온 착물 및 회합, 친수성 회합(예, 수소 결합), 소수성 결합, 또는반데르 발스 힘이 포함된다.
합성 초흡수체 물질 중합체의 예에는 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산), 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐 에테르), 말레산 무수물과 비닐 에테르 및 알파-올레핀의 공중합체, 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(비닐모르폴리논), 폴리(비닐 알콜), 및 이들의 혼합물 및 공중합체의 알칼리 금속 및 암모늄염이 포함된다. 다른 초흡수체 물질에는 가수분해된 아크릴로니트릴 그래프팅된 전분, 아크릴산 그래프팅된 전분, 메틸 셀룰로즈, 키토산, 카르복시메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 및 천연 검(예, 알지네이트, 크산탄 검, 로커스트 빈 검 등)과 같은 변형된 천연 중합체 및 천연 중합체가 포함된다. 천연 초흡수체 중합체와 완전 또는 부분 합성 초흡수체 중합체의 혼합물이 본 발명에 유용할 수 있다. 또 다른 적절한 흡수 젤 물질은 아살손(Assarsson) 등의 미국 특허 제3,901,236호(1975.8.26 특허)에 개시되어 있다. 합성 흡수 젤 중합체를 만드는 방법은 에드워즈(Edwards) 등의 미국 특허 제4,076,633호(1978.2.28 특허) 및 츄바키모또(Tsubakimoto) 등의 미국 특허 제4,286,082호(1981.8.25 특허)에 개시되어 있다.
초흡수체 물질은 젖은 상태가 되면 하이드로젤을 형성하는 크로세겔일 수 있다. 그러나 "하이드로젤"이라는 용어는 일반적으로 초흡수체 중합체 물질의 젖은 형태와 젖지 않은 형태 둘 다를 지칭하기 위해 사용되어 왔다. 초흡수체 물질은 플레이크, 분말, 미립자, 섬유, 연속 섬유, 망상, 용액 스펀 필라멘트 및 웹과 같은 다양한 형태일 수 있다. 상기 입자는 임의의 요구되는 형태, 예를 들면 나선형, 반나선형, 막대형, 다각형 등일 수 있다. 니들(needle), 플레이크, 섬유, 및이들의 조합을 사용할 수도 있다.
초흡수체의 입자 크기는 일반적으로 약 20 내지 약 1000 마이크론이다. 상업적으로 이용 가능한 미립자 초흡수체의 예에는 훼스트 셀라네즈(Hoescht Celanese, 버지니아 포츠마우스 위치)의 SANWETTMIM 3900 및 SANWETTMIM-5000P, 다우 케미컬 코포레이션(미시간 미들랜드 위치)의 DRYTECHTM2035LD, 스탁하우젠(Stockhausen, 노쓰 캐롤리나 그린즈보로 위치)의 FAVORTM880이 포함된다. 섬유 초흡수체의 예는 테크니컬 업솔번츠(Technical Absorbents, 영국 그림즈바이 위치)의 OASISTM101이다.
상기한 바와 같이 부직물은 흡수체 매질의 라이너 또는 매트릭스가 될 수 있다. 매트릭스로 사용될 경우 상기 부직 필라멘트는 당업계에 잘 알려진 방법을 사용하여 펄프 섬유 및 (임의적으로) 초흡수체 물질과 함께 합쳐질 수 있다. 예를 들면, 웹이 형성되는 동안 다른 물질이 첨가되는 슈트(chute) 근처에 1개 이상의 멜트블로운 다이헤드가 배치되어 있는 코폼(coform) 공정을 사용할 수 있다. 코폼 공정은 라우(Lau)의 미국 특허 제4,818,464호 및 앤더슨(Anderson) 등의 제4,100,324호에 기재되어 있다. 이들 특허는 본 명세서에 참고로 인용한다. 수력 엉킴 또는 기계적 엉킴을 사용하여 실질적으로 연속적인 이성분 필라멘트 및 펄프 섬유를 합칠 수 있다. 수력 엉킴 과정은 에반스(Evans)의 미국 특허 3,485,706호에 기재되어 있다. 이 특허는 본 명세서에 참고로 인용한다.
열가소성 부직 필라멘트가 흡수 부직 웹 복합체의 매트릭스로 사용될 경우 이 복합체는 약 5 내지 97 중량％의 펄프 섬유, 바람직하게는 약 35 내지 95 중량％의 펄프 섬유, 더 바람직하게는 약 50 내지 95 중량％의 펄프 섬유를 함유한다. 초흡수체 물질이 존재할 경우, 이것은 복합체의 약 5 내지 90 중량％, 바람직하게는 약 10 내지 60 중량％, 더 바람직하게는 약 20 내지 50 중량％를 차지해야 한다. 어떤 경우이든 열가소성 부직 필라멘트 매트릭스는 복합체의 약 3 내지 95 중량％, 바람직하게는 약 5 내지 65 중량％, 더 바람직하게는 약 5 내지 50 중량％를 차지해야 한다.
본 발명에서 설명한 바와 같이 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액은 하루 내에 존재하는 박테리아를 거의 100％ 감소시키는 항균 활성을 나타낸다. 상기 용액은 노출 시간이 증가할수록 그 효과가 증대된다. 상업적으로 구할 수 있는 형태의 알킬 폴리글리코시드의 예는 GLUCOPONTM220 UP이다. 이것은 옥틸폴리글리코시드 60％와 물 40％의 용액이다. 아래 실시예에서 GLUCOPONTM220 UP의 항생 효과는 호드손 케미컬 코포레이션(Hodgson Chemical Co.)의 AHCOVELTMBase N-62(에톡시화 및 수화된 피마자 오일과 소르비탄 모노올레에이트의 블렌드), 및 유니온 카바이드(Union Carbide)의 TRITONTM(알킬페놀 에톡실레이트 계면 활성제)과 비교하였다.
실시예 1
실시예 1은 3가지 상이한 보존 시스템, 즉 물 중의 15％ TRITONTM, 물 중의 18.75％ AHCOVELTMBase N-62, 및 물 중의 2.14％ GLUCOPONTM220 UP를 향생 효과면에서 그 효능을 비교한 것이다. 실시예 1에서는 소정량의 시험 배지를 서로 다른 순수한 5가지 박테리아 균주 배양물로 접종하였다. 접종 후 특정 시간 간격으로 시험 배지를 분석하고 공격 당한 미생물의 생존 갯수를 측정하였다. 표 1-3에 나타낸 것처럼 공격 당한 미생물의 감소(대수 함수로 표시)로 3가지 보존 시스템의 효능을 측정하였다.
사용한 시험 배지는 접종된 시험 샘플의 희석액을 만들기 위해, 특히 항균제를 중화시키기 위해 레틴(Letheen) 배양액(BBL 또는 이와 동등한 것)을 포함했다. 또한, 샘플을 평판 배양할 때 잔류 항균 활성을 중화시키기 위해 미생물 농도 시험 배지(Microbial Content Test Agar, MCT)(Difco 또는 이와 동등한 것)를 포함시켰다. 살균 염수를 0.9％ 농도로 포함시켰다. 급성장을 촉진하는 다른 아가 배지 또는 시험 미생물의 초기 배양을 위해 트립티케이스 소이 아가(Tripticase Soy Agar, TSA)(BBL 또는 이와 동등한 것)를 포함시켰다.
TSA 아가 사면을 새롭게 성장시킨 모배양물(stock culture)로 접종하고 18 내지 24시간 동안 34 내지 36℃에서 배양함으로써 절차를 진행하였다. 배양 후, 0.9％ 살균 염수를 소량(1 ml 미만) 사용하고 부드럽게 상기 사면을 긁어 미생물을 떨이지게 하기 위해 살균 애플리케이터 스틱 또는 다른 도구를 사용하여 사면으로부터 세포를 수집하였다. 세척액을 충분한 염수로 희석하여 미생물 농도를 1 ml당 천만개의 세포로까지 감소시켰다. 또는, 배양물을 34 내지 36℃에서 18 내지 24시간 동안 적절한 배양액 배지(예, 영양 배양액 또는 TSB)에서 성장시킬 수 있다. 그 후 세포를 원심분리하고 세척하여(살균 염수에서 3회) 1 ml당 천만개의 세포를 수집하였다. 접종시 살아 있는 미생물의 수를 측정하였다.
시험 배지의 샘플 20 ml를 살균 하에 시험 미생물 5개 각각을 위한 살균 용기에 넣었다. 평판 배양 후 표준 접종원 0.1 ml를 시험 배지 20 ml에 살균 하에 첨가하여 각 샘플 용기를 상기 5개 미생물 중 하나로 접종하였다. 각 용기의 내용물을 완전히 혼합하였다. 생성된 접종원 농도는 1 g당 약 1x103집락 형성 단위(CFU/g)이었다. 샘플을 28일 동안 배양하였다. 물 중의 15％ TRITONTM용액을 함유하는 샘플을 32℃에서 배양하고, 물 중의 18.75％ AHCOVELTMBase N-62 및 물 중의 2.14％ GLUCOPONTM220 UP 용액를 함유하는 샘플을 상온, 20 내지 25℃에서 배양하였다.
일단 샘플이 준비되면 즉시 평판을 계수하였다. 이 "0" 시간 계수를 샘플당 초기 미생물 수로 하였다. 이 초기 미생물 수는 시간의 경과에 따른 미생물 수의 감소를 측정하기 위한 기준이다. 접종된 시험 배지에서 살아 있는 박테리아 갯수를 측정하기 위한 분석을 소정의 간격(1일, 7일, 14일, 21일)을 두고 행하였다.
표 1 내지 3은 접종원의 감소를 보여 준다(대수 함수로 표시). 각 경우 초기 접종원은 103CFU/g이다. 예를 들면, 0일의 경우 피.아에루지노사(P.aeruginosa)의 감소는 실제로 1000 x 10-0.33= 468 CFU/g이다. 음영으로 표시된 부분은 시험한 박테리아의 성장이 증가한 것을 나타낸다. 표 1에서 알 수 있듯이, 15％ TRITONTM을 함유하는 샘플 1은 몇몇 성장(특히, 비.세레우스(B.cereus))에 대해 민감하다. 마찬가지로, 표 2에서 알 수 있듯이, 18.75％ AHCOVELTMBase N-62를 함유하는 샘플 2는 몇몇 성장(특히, 피.아에루지노사)에 대해 민감하다. 반면, 표 3에서 알 수 있듯이, 2.14％ GLUCOPONTM220 UP 형태의 알킬 폴리글리코시드를 함유하는 샘플 3은 모든 박테리아에 대해 전반적인 감소를 나타내 광범위한 항균 활성을 보여 준다.
<물 중의 15％ TRITONTM>
<물 중의 18.75％ AHCOVELTMBase N-62>
<물 중의 2.14％ GLUCOPONTM220 UP>
실시예 2
실시예 2는 약 0.4 osy의 평량을 갖는 폴리프로필렌 섬유로 만든 스펀본드 직물의 견본 상에서 2개의 다른 계면 활성제, 즉 3％ GLUCOPONTM220 UP 및 3％ AHCOVELTM및 이 두가지 계면 활성제를 3:1로 조합한 제3 샘플의 항균 활성 정도를정량적으로 비교한 것이다. 실시예 2에서, 살균 활성은 한 세트당 2.40 x 104내지 1.70 x 105CFU의 5개의 서로 다른 박테리아 균주 또는 이들 박테리아 균주의 조합으로 접종한 처리된 직물 견본에서 기대된다. 배양 후, 공지된 양의 중화 용액을 사용하여 흔들어 박테리아를 견본에서 용출시켰다. 액체 내에 존재하는 박테리아의 수를 측정하고, 처리된 견본에 의해 감소된 박테리아의 감소 백분율을 특정 시간 간격으로 계산하였다. 결과를 표 4 내지 6에 나타내었다.
실시예 2에서 사용한 배양 배지는 영양제, 트립티케이스 소이 또는 브레인-하트 인퓨전과 같은 적절한 배양액/아가 배지를 포함하였다. 영양 배양액은 5 g의 펩톤(박토-펩톤), 3 g의 쇠고기즙, 및 1000 ml 이하의 증류수를 포함하였다. 배양 배지를 가열하여 끓임으로써 상기 재료들을 분산시키고, 1 N 수산화나트륨(NaOH) 용액(미리 제조된 탈수 배지를 사용한 경우에는 필요 없음)을 사용하여 pH를 6.8 ±0.1로 조절하였다. 배양 배지를 통상적인 박테리아 성장 배양 튜브에 10 ml 분배하고, 이 튜브는 103 kPA(15 psi)에서 15분 동안 마개를 막고 살균하였다. 다음, 1.5％ 세균 아가를 영약 배양액에 넣고, 가열하여 끓였다. 필요하면 NaOH 용액을 사용하여 pH를 7.1 ±0.1로 조절하였다. 영양 아가를 통상의 박테리아 성장 배양 튜브에 15 ±1 ml 분배하고, 이 튜브는 103 kPA(15 psi)에서 15분 동안 마개를 막고 살균하였다. 4 mm 접종 루프를 사용하여 배양물을 매일 영양 배양액으로 이동시켰다. 배양물을 37 ±2℃에서 배양하였다.
시험 직물에서 4.8 ±0.1 cm 직경의 원형 견본을 잘라 정량적인 시험을 행하였다. 스크류 캡을 사용하여 견본을 250 ml 광구 유리병(wide-mouth glass jar)에 쌓았다. 사용한 견본의 수는 유리병 내에 액체를 남기지 않고 1.0 ±0.1 ml의 접종원을 흡수할 수 있는 수이다. 다음, 시험 미생물의 24시간 배양액의 적당한 희석액 1.0 ±0.1 ml를 가하였다. 접촉 시간 "0"(접종 후 가능한 빨리 평판 배양)에서의 직물 견본의 미생물 수는 표 4-6에 나타낸 것처럼 약 1-2 x 105이었다. 시험 미생물의 희석은 영양 배양액에서 이루어졌다.
견본을 서로 다른 살균 페트리 접시에 놓고, 접종원을 균일하게 접종시켰다. 견본을 살균 하에 유리병으로 옮기고, 증발을 막기 위해 유리병 뚜껑을 단단하게 돌려 막았다. 접종 후 가능하면 빨리(접촉 시간 "0") 중화 용액 100 ±1 ml를 접종되고 처리된 시험 견본을 함유하는 각 유리병에 첨가하였다. 중화 용액은 특정 항균 직물 처리를 중화하기 위한 성분 및 직물에 필요한 pH를 조절하기 위한 성분을 함유하였다. 다음 유리병을 1분 동안 격하게 흔들었다. 물을 사용하여 연속적으로 희석시키고 영양 아가에 평판 배양하였다. 다음 유리병을 18 내지 24시간 동안 37±2℃에서 배양하였다. 배양 후, 영양 용액 100 ±1 ml를 유리병에 넣고, 유리병을 1분 동안 격하게 흔들었다. 연속적으로 희석시키고 영양 아가에 평판 배양하였다.
접종된 시험 물질에서 살아 있는 박테리아 갯수를 측정하기 위한 분석을 특정 시간 간격, 즉 1일, 5일 및 7일에 행하였다. 분석이 끝날 때까지 샘플을 37±2℃에서 배양하였다.
표 4는 3％ GLUCOPONTM220 UP를 함유하는 계면 활성제로 인한 박테리아의 감소 백분율을 보여 준다. 마찬가지로, 표 5는 3％ AHCOVELTM을 함유하는 계면 활성제로 인한 박테리아의 감소 백분율을 보여 준다. 표 6은 3％ AHCOVELTM/GLUCOPONTM220 UP의 3:1 혼합물을 함유하는 계면 활성제로 인한 박테리아의 감소 백분율을 보여 준다. 음영으로 표시된 부분은 시험 박테리아의 성장이 증가한 것을 나타낸다. 표 4에서 알 수 있듯이 알킬 폴리글리코시드를 함유하는 샘플 1은 몇몇 성장, 특히 피.아에루지노사(P.aeruginosa) ＆ 비.세파시아(B.cepacia)의 조합에 민감하다. 그러나 알킬 폴리글리코시드는 에스.아우레우스(S.aureus), 이.콜라이(E.coli) ＆ 이.클로아캐(E.cloacae), 및 씨.알비칸즈(C.albicans)의 성장을 크게 감소시키는 것으로 보인다. 에이.니저(A.niger) ＆ 티.루테우스(T.luteus)에 대해서는 초기의 감소는 작지만 7일째가 되면 감소가 커진다. 반면, 표 5에서 알 수 있듯이 AHCOVELTM만을 함유하는 샘플 2는 에스.아우레우스의 성장은 크게 감소시키지만 다른 샘플들에 대해서는 그렇지 않다. 사실, 샘플 2는 이.콜라이 ＆ 이.클로아캐 및 피.아에루지노사 ＆ 비.세파시아에 대해서는 성장을 크게 증가시킨다. 알킬 폴리글리코시드와 AHCOVELTM의 조합인 샘플 3도 에스.아우레우스 외에는 박테리아의 성장을 억제하지 않는다.
<0.4 osy 스펀본드 상의 3％ GLUCOPONTM220 UP>
<0.4 osy 스펀본드 상의 3％ AHCOVELTM>
<0.4 osy 스펀본드 상의 3％ AHCOVELTM/GLUCOPONTM220 (3:1)>
본 명세서에 개시된 실시 태양은 현재로서 바람직한 것들이긴 하지만, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 개선을 가할 수 있다. 본 발명의 범위는 청구항에 의해 결정될 것이다. 균등물의 범주에 속하는 모든 변형은 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

Claims (37)

  1. 부직 기재를 박테리아 수성 공급원에 노출시키기 전에 상기 부직 기재를 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액으로 처리하는 단계를 포함하는, 박테리아 수성 공급원에 노출된 부직 웹에서 박테리아의 성장을 감소시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액이 0.3％ 내지 20％ 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액이 0.3％ 내지 15％ 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액이 0.5％ 내지 5％ 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액을 상기 부직 기재에 스프레잉하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액을 상기 부직 기재에 프린팅 단계를 추가로 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제 용액을 상기 부직 기재에 포밍하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 부직 기재를 포함하는 고체와 박테리아 수성 공급원을 포함하는 액체의 계면, 및
    상기 부직 기재 상의 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제를 포함하는, 불균일 항균 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 부직 기재가 0.3 중량％ 내지 20 중량％의 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 부직 기재가 0.3 중량％ 내지 15 중량％의 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 부직 기재가 0.5 중량％ 내지 5 중량％의 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 부직 기재가 합성 섬유를 포함하는 것인 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 부직 기재가 천연 섬유를 포함하는 것인 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 상기 고체가 라이너 물질을 포함하는 것인 시스템.
  15. 제8항에 있어서, 상기 고체가 라미네이트 물질 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  16. 제8항에 있어서, 상기 고체가 서지층을 포함하는 것인 시스템.
  17. 제8항에 있어서, 상기 고체가 분배층을 포함하는 것인 시스템.
  18. 제8항에 있어서, 상기 고체가 보유층을 포함하는 것인 시스템.
  19. 제8항에 있어서, 상기 고체가 기저귀 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  20. 제8항에 있어서, 상기 고체가 훈련용 팬츠 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  21. 제8항에 있어서, 상기 고체가 흡수 언더팬츠 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  22. 제8항에 있어서, 상기 고체가 의료용 가운 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  23. 제8항에 있어서, 상기 고체가 의료용 모자 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  24. 제8항에 있어서, 상기 고체가 의료용 장갑 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  25. 제8항에 있어서, 상기 고체가 의료용 드레이프 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  26. 제8항에 있어서, 상기 고체가 의료용 얼굴 마스크 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  27. 제8항에 있어서, 상기 고체가 산업용 작업복 내의 층을 포함하는 것인 시스템.
  28. 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제로 처리한 부직 기재, 및
    상기 기재와 접촉하고 있는 박테리아 수성 공급원을 포함하는 불균일 항균 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 0.3 중량％ 내지 20 중량％의 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 0.3 중량％ 내지 15 중량％의 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 시스템.
  31. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 0.5 중량％ 내지 5 중량％의 알킬 폴리글리코시드를 포함하는 것인 시스템.
  32. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 합성 섬유를 포함하는 것인 시스템.
  33. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 천연 섬유를 포함하는 것인 시스템.
  34. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 스펀본디드 웹을 포함하는 것인 시스템.
  35. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 멜트블로운 웹을 포함하는 것인 시스템.
  36. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 본디드 카디드 웹을 포함하는 것인 시스템.
  37. 제28항에 있어서, 상기 부직 기재가 적어도 한 중합체 성분은 알킬 폴리글리코시드 계면 활성제로 처리한 중합체 성분인 2가지 이상의 별개의 중합체 성분을 포함하는 이성분 중합체 필라멘트를 포함하는 것인 시스템.
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