KR20220150334A - 항바이러스/항균 중합체 조성물, 섬유 및 제품 - Google Patents

항바이러스/항균 중합체 조성물, 섬유 및 제품 Download PDF

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KR20220150334A
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비크람 고팔
웨이-싱 융
알버트 오르테가
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어센드 퍼포먼스 머티리얼즈 오퍼레이션즈 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체, 10 wppm 내지 900 wppm의 아연, 1,000 wppm 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는, 항균 특성을 갖는 중합체 조성물에 관한 것으로서, 이때 아연은 중합체 내에 분산되고; 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 0.90 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소, 및/또는 ASTM E3160(2018)을 통해 측정된 1.5 초과의 에스케리치아 콜라이 로그 감소를 나타낸다.

Description

항바이러스/항균 중합체 조성물, 섬유 및 제품
관련 출원에 대한 상호참조
본원은 2020년 3월 4일자 출원된 미국 가출원 제62/985,091호, 2020년 3월 27일자 출원된 미국 가출원 제63/000,717호, 및 2020년 10월 23일자 출원된 미국 가출원 제63/105,051호(이들 각각은 본원에 참조로 혼입됨)를 우선권 주장한다.
기술분야
본 개시내용은 (거의 영구적인) 항바이러스 및 항균 특성을 갖는 중합체 조성물, 섬유, 원사(yarn) 및 직물(fabric)에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 독특한 항균 성분을 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 항바이러스 제품, 예를 들어, 섬유, 직물, 고-접촉(high-contact) 제품에 관한 것이다.
항바이러스 및/또는 항균 특성을 갖는 직물에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 특성을 달성하기 위한 시도로, 통상적인 기술은 직물에 항균 특성을 부여하기 위해 섬유에 다수의 처리 또는 코팅을 적용하였다. 구리, 은, 금 또는 아연을 함유하는 화합물은 개별적으로 또는 조합으로 세균, 사상균(mold), 노균병균(mildew), 바이러스, 포자 및 균류(fungus)와 같은 병원균을 효과적으로 퇴치하기 위한 적용례에, 전형적으로 국소 코팅 처리의 형태로, 사용되었다. 이러한 유형의 항균 섬유 및 직물은 특히 건강관리, 접객, 군사 및 운동을 비롯한 많은 산업에서 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 코팅된 섬유는 적절하게 영구적인 항바이러스 특성을 나타내지 않았다. 또한, 이러한 코팅된 섬유 및 직물은 이러한 적용례의 다른 많은 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪고 있다.
예를 들어, 건강관리 및 접객 산업에서, 특정 직물은 항상 위생적이어야 한다. 이러한 위생 기준을 준수하기 위해, 직물은 매일 세척하고 종종 표백해야 한다. 따라서, 많은 적용례에서 사용, 세척 또는 담그기의 반복적인 주기가 매우 일반적이다. 불행하게도, 기존의 섬유 및 직물은 반복 사용 및/또는 세척 주기 동안 열화되고 항바이러스 및/또는 항균 특성을 잃는 것으로 밝혀졌다.
또한, 많은 기존의 항균 직물은 충분한 항바이러스 및/또는 항균 특성을 나타내지 않으며, 직물을 염색할 때, 이러한 특성을 유지하지도 않는다. 직물은 종종 염색 욕에 직물을 담가 염색되거나 다양한 색상으로 염색된다. 그러나, 많은 경우에, 예를 들어 염색 작업 동안 항균 첨가제가 섬유/직물에서 추출되어 항균 특성이 저하된다. 또한, 기존 직물에서 추출할 수 있는 항균 처리/코팅은 바람직하지 않은 환경적 결과를 초래할 수 있다.
통상적인 항균 원사 및 직물의 한 예로서, 미국 특허 제6,584,668호는 원사 및 텍스타일(textile) 직물에 적용되는 내구성 비-전도성 금속 처리를 개시한다. 내구성 비-전도성 금속 처리는 원사 및 텍스타일 직물에 적용되는 코팅 또는 마감재이다. 금속 처리는 은 및/또는 은 이온, 아연, 철, 구리, 니켈, 코발트, 알루미늄, 금, 망간, 마그네슘 등을 포함할 수 있다. 금속 처리는 원사 또는 직물의 외부 표면에 코팅 또는 필름으로 적용된다.
항균 섬유를 갖는 일부 합성 섬유도 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,701,518호는 카펫 섬유를 형성하기 위해 아연 화합물, 인 화합물과 함께 물에서 제조된 항균 나일론을 개시한다. 공정은 18 필라멘트 당 데니어(dpf)를 갖는 카펫용 나일론 섬유를 생산하며, 기존의 용융 중합에 의해 제조된다. 이러한 카펫 섬유는 일반적으로 피부에 밀착되는 적용례에 부적합한 30 μm를 훨씬 초과하는 평균 직경을 갖는다. 또한, 이로부터 제조된 합성 섬유에 항균 특성을 부여하기 위해 중합체 조성물에 첨가되는 통상적인 첨가제는 중합체 조성물에서 상대 점도를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 이러한 감소된 상대 점도는 중합체 조성물로부터 합성 섬유를 제조하는 데 있어서 추가적인 어려움, 예를 들어 중합체 조성물을 압출하는 데 있어서 증가된 어려움을 야기한다.
다른 예로서, 미국 특허공개 제2020/0102673호는 중합체 매트릭스에 실질적으로 균일하게 분산된 항균 나노입자를 포함하는 항균 섬유를 개시한다. 직물 및 기타 물질은 이러한 섬유로부터 형성될 수 있다. 섬유는 마스터배치 공정을 통해 또는 항균 나노입자, 중합체 성분 및 첨가제가 함께 직접 용융 처리되는 공정에서 형성될 수 있다. 장치는 중합체 매트릭스에 실질적으로 균일하게 분산된 항균 나노입자를 포함하는 중합체 물질로부터 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.
또한, 미국 특허 제10,201,198호는 초미세 섬유 코팅을 한 보호 마스크를 개시한다. 초미세 섬유 코팅은 나노섬유와 혼교된 부분적으로 겔화된 서브마이크론 섬유, 및 서브마이크론 섬유 및 나노섬유에 캡슐화되고/거나, 표면-부착되고/거나, 배합되고/거나, 물리적으로 트랩되고/거나 화학적으로 연결된 살생물제를 포함한다. 한 예에서, 코팅이 있는 마이크로섬유 기재는 다른 마이크로섬유 기재와 조립되어 N95 수준의 보호 및 세균-사멸 능력을 갖는 보호 마스크를 형성한다.
일부 참고문헌은 항균 섬유 및 직물의 사용을 교시할 수 있지만, 항바이러스 특성을 보유하는, 예를 들어 개선된 항바이러스 보유율 및/또는 이로부터 항바이러스 첨가제의 추출에 대한 내성을 갖는 동시에, 더 얇은 섬유 직경 및/또는 데니어를 달성할 수 있는 항바이러스 중합체 조성물에 대한 요구가 존재한다.
일부 경우에, 본 개시내용은 항균 특성을 갖는 중합체 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 (50 중량% 내지 99.99 중량%의) 중합체(제1 중합체 및 제2 중합체), 예를 들어, PA-6, PA-6,6 또는 이들의 조합, (10 wppm 내지 900 wppm, 또는 200 wppm 초과의) 아연, 1,000 wppm 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함한다. 아연(예를 들어, 아연 이온으로서)은 상기 중합체 내에 분산된다. 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 0.90 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae) 로그 감소(log reduction) 및/또는 ASTM E3160(2018)을 통해 측정된 1.5 초과의 에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) 로그 감소를 나타낸다. 중합체는 55 미만의 아민 말단 기 함량 및/또는 75 미만의 상대 점도를 가질 수 있고, 600 wppm 내지 700 wppm의 아연 및/또는 275 wppm 내지 350 wppm의 아연(아연 스테아레이트를 통해 제공됨) 및/또는 250 wppm 미만의 인을 포함할 수 있다. 중합체는 친수성 및/또는 흡습성일 수 있고, 중합체의 총 중량을 기준으로 1.5 중량% 초과의 물을 흡수할 수 있다. 아연은 아연 산화물, 아연 스테아레이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 아세테이트, 아연 피리티온 또는 이들의 조합을 포함하는 아연 화합물로부터 제공될 수 있다. 조성물은 섬유 또는 직물, 또는 의료 제품 또는 기기를 제조하기 위해 사용될 수 있고, 이때 의료 제품 또는 기기는 재사용가능하다.
일부 경우에, 본 개시내용은 항균 감소 효능을 갖는 중합체 섬유에 관한 것이고, 상기 섬유는 (50 중량% 내지 99.99 중량%의) 중합체, (328 wppm 미만 또는 268 wppm 미만의) 아연, 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함한다. 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.82 미만의 에스케리치아 콜라이 로그 감소를 나타낼 수 있다. 섬유는 1 μm 내지 25 μm의 평균 섬유 직경을 가질 수 있고; ISO20743:2013을 통해 측정된 1.2 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낼 수 있다.
일부 경우에, 본 개시내용은 항균 특성을 갖는 스펀본드(spunbond) 중합체 섬유에 관한 것이고, 상기 섬유는 (50 중량% 내지 99.99 중량%의) 중합체, (425 wppm 내지 600 wppm의) 아연, (5 wppm 내지 35 wppm의) 구리, 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함한다. 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.7 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낼 수 있다. 상기 중합체는 5 내지 70의 상대 점도를 가질 수 있다. 상기 섬유는 1 μm 내지 25 μm의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 상기 섬유는 중합체 섬유를 포함하는 스펀본드 층을 포함하는 마스크를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
일부 경우에, 본 개시내용은 클렙시엘라 뉴모니아에 감소 효능을 갖는 중합체 섬유를 포함하는 직물[임의적으로 편직물(knitted fabric) 또는 생지(greige fabric)]에 관한 것이고, 상기 섬유는 (50 중량% 내지 99.99 중량%의) 중합체, (350 wppm 내지 600 wppm, 또는 350 wppm 내지 550 wppm의) 아연(임의적으로 아연 암모늄 아디페이트로부터), 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함한다. 상기 섬유는 1 gsm 내지 50 gsm의 코트 중량(coat weight)을 가질 수 있고/거나, 다중-행 다이(multi-row die)를 통해 제조될 수 있고/거나, ISO20743:2013을 통해 측정된 정련(scouring) 후 2.15 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소, 및/또는 ISO20743:2013을 통해 측정된 3.3 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낼 수 있다.
일부 경우에, 본 개시내용은 클렙시엘라 뉴모니아에 감소 효능을 갖는 중합체 섬유에 관한 것이고, 상기 섬유는 (50 중량% 내지 99.99 중량%의) 중합체, (480 wppm 내지 520 wppm의) 아연, 1 중량% 미만의 인, BS 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함한다. 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.14 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낼 수 있다.
일부 경우에, 본 개시내용은 항균 특성을 갖는 중합체 조성물에 관한 것이고, 상기 조성물은 폴리아미드 중합체; 올레핀 중합체; (5,000 wppm 내지 20,000 wppm의) 아연, 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함한다. 상기 아연은 상기 중합체 내에 분산된다. 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 1.41 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소, 및/또는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.1 초과의 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 로그 감소를 나타낼 수 있다.
일부 경우에, 본 개시내용은 항균 특성을 갖는 중합체 원사에 관한 것이고, 상기 원사는 (50 중량% 내지 99.99 중량%의) 중합체, (425 wppm 내지 600 wppm의) 아연, (1 wppm 내지 525 wppm의) 구리, 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는 섬유를 포함한다. 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.1 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낼 수 있다. 아연 대 구리의 중량비는 60 미만:1일 수 있다.
도입
상기 논의된 바와 같이, 일부 통상적인 항바이러스 (및/또는 항균) 중합체 조성물, 섬유 및 직물은 항바이러스 (및/또는 항균) 화합물을 이용하여 바이러스 및 다른 병원균을 억제한다. 예를 들어, 일부 직물은 외부 층 상의 필름으로서 코팅되거나 적용된 항균 첨가제, 예를 들어, 은을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 처리 또는 코팅은 종종 많은 문제를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 본 발명자들은 항바이러스 첨가제가 섬유의 성분인 일부 통상적인 적용례에서, 항바이러스 첨가제가 염색 공정 동안 섬유/직물에서 추출될 수 있고, 이는 섬유의 항바이러스 특성에 불리한 영향을 미치고 첨가제를 유해하게 환경에 위치시킨다. 이러한 문제에 더하여, 본 발명자들은 일부 항바이러스 첨가제가 생성된 중합체 조성물의 상대 점도에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 발견하였다.
일부 참고문헌, 예를 들어 카펫 섬유 관련 참고문헌은 카펫 섬유를 형성하기 위해 아연 화합물 및 인 화합물과 함께 물에서 제조된 항균 나일론의 사용을 개시하였다. 그러나, 이러한 참고문헌은 더 높은 데니어 수준(예를 들어, 12 dpf 초과) 및/또는 더 높은 섬유 직경(예를 들어, 20 μm 초과)의 섬유/필라멘트에 관한 것이다. 그러나, 이러한 교시는 일반적으로 다른 유형의 섬유, 예를 들어 피부에 밀착되는 텍스타일, 부직포, 필터, 마스크 또는 기타 의료 기기에 사용되는 것과 관련이 없다. 카펫 섬유는 완전히 다른 비-유사 공정 장비를 통해 형성되므로, 완전히 다른 제품이 생성된다. 이러한 중요한 차이점의 관점에서, 이러한 카펫 섬유 참고문헌의 교시는 일반적으로 다른 유형의 섬유/필라멘트와 관련이 있는 것으로 간주되지 않는다. 보다 구체적으로, 카펫 섬유 생산에서, 중합체의 상대 점도를 증가시키는 능력을 위해 상이한 양, 예를 들어 더 많은 양의 인 화합물(임의적으로 아연 화합물을 포함함)을 갖는 제형이 사용된다. 그러나, 인 화합물은 일반적으로 다른 작은 섬유 또는 부직 중합체 제형에 사용되지 않는 데, 사용 및 수반되는 상대 점도 구축이 가공성 문제에 기여할 수 있기 때문이다. 달리 말하면, 작은 섬유 장비 및 공정은 카펫 제형(상대 점도가 증가함)을 처리할 수 없는 데, 이는 가공성을 방해하고, 불가능하지는 않더라도 생산을 어렵게 만들 수 있기 때문이다.
카펫 제형 및 기타 통상적인 제형과 대조적으로, 본원에 개시된 폴리아미드 조성물은 아연 및/또는 구리 및 임의적으로 인의 독특한 조합을, 각각 바람직하게는 기존의 카펫 섬유 제형과 연관된 (및 또한 추가적인 시너지 이점을 제공하는) 점도 형성을 지연시키거나 제거하는 특정 양, 예를 들어 더 낮은 양으로 포함한다. 결과적으로, 본원에 개시된 제형은, 놀랍게도, 전술한 가공 문제를 피하면서, 항균 및/또는 항바이러스(AM/AV) 특성을 갖는 훨씬 더 얇은 섬유, 예를 들어 섬유, 원사 또는 부직 웹의 형태로 형성할 수 있다.
또한, 일부 참고문헌은 항바이러스제 및/또는 항균제를 섬유, 가죽 또는 플라스틱과 직접 혼합하지만, 이러한 참고문헌은, 예를 들어 추출 손실을 통한 제품의 항바이러스 특성의 저하 문제를 처리/해결하지 않는다. 또 다른 통상적인 항바이러스 직물은 의류 적용례에 대해 불충분한 강도를 갖는 것으로, 예를 들어 상당한 세척을 견딜 수 없고 제품 수명 동안 항균 특성을 유지할 수 없는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 이르러, 각각 바람직하게는 중합체 조성물 중 특정 양인 아연 화합물 및/또는 구리 화합물, 및 임의적으로 인 화합물의 존재가, 세척 또는 염색 중에 및 후에 AM/AV 화합물(및, 이에 따라, AM/AV 특성)을 보유할 수 있는 항바이러스 섬유 및 원사를 제공함이 밝혀졌다. 결과적으로, 아연 보유율과 AM/AV 효능의 시너지 조합이 놀랍게도 달성된다.
일부 예에서, 개시된 양의 개시된 성분, 예를 들어 2,000 wppm 미만과 같은 (더 낮은) 양의 아연의 사용이, 이러한 결과를 달성하기 위해 다른 가공 보조제가 필요하지 않은 AM/AV 화합물의 (상당히 균일한) 분산을 갖는 중합체 조성물(및 생성된 섬유/직물)을 제공한다. 일부 경우에, 중합체 조성물은 AM/AV 화합물의 분산을 갖는 중합체 조성물을 생성하기 위해 계면활성제 및/또는 커플링제와 같은 가공 보조제의 함량을 거의 또는 전혀 포함하지 않는다. 대조적으로, 다른 공지된 제형, 예를 들어 미국 특허공개 제2020/0102673호의 제형은 훨씬 더 높은 금속 로딩(loading)를 사용하고, 집합(agglomeration)을 방지하고 중합체에서 효과적인 분산을 달성하기 위해 값비싼 계면활성제 및/또는 커플링제를 요구한다. 또한, 개시된 중합체 조성물의 우수한 금속 보유율, 예를 들어 아연 보유율에 의해, 초기 고 농도의 금속이 요구되지 않는다. 기존의 제형은 금속을 거의 효과적으로 보유하지 못하므로, 전술한 분산 문제에 기여하는 염료 처리 및/또는 세척 시험 동안 손실된 금속을 보상하기 위해 높은 금속 로딩으로부터 시작해야 한다(상기 참고). 개시된 중합체 조성물의 AM/AV 화합물 수준에 의해, 조성물은 추가 첨가제, 예를 들어, 계면활성제 및/또는 커플링제에 대한 필요 없이 분산 문제를 유리하게 해결한다.
또한, 특정 양의 인 화합물을 사용하면 아연 화합물(아연) 또는 구리 화합물(구리)이 중합체 매트릭스에 보다 안정적으로 배치될 수 있고, 이에 따라, 예를 들어 세척 및/또는 염색 중에, 섬유/원사/직물로부터의 아연/구리 화합물의 침출을 지연시킬 수 있다고 가정된다. 달리 말하면, 중합체 조성물은, 중합체 조성물이 염색 동안 및 염색 후에 더 높은 상대 점도를 유지하고 항균 특성을 보유하도록, 중합체 매트릭스에 매립된 특정 양의 아연/구리 화합물 및 인 화합물을 가질 수 있다. 또한, 특정 양의 인 화합물을 사용하면 아연/구리와 함께 중합체 매트릭스의 상대 점도를 개선할 수 있다.
개시된 농도의 인을 활용하면 점도 형성과 관련된 문제를 제거/감소시키는 동시에 금속 보유 이점을 달성할 수 있다.
중합체의 조성의 결과로서, 중합체 조성물로부터 제조된 개시된 섬유, 원사 및 직물은 유리하게는 의류 항바이러스성을 생성하기 위한 국소 처리의 필요성을 제거한다. 본 발명의 항바이러스 섬유 및 직물(및 개시된 중합체 조성물에 의해 생성된 다른 항바이러스 제품)은 "내장된(built-in)" 항바이러스 특성을 갖는다. 그리고, 이러한 특성은 유리하게는 염색 후 추출되지 않고, 예를 들어 세척되지 않을 것이다. 또한, 개시된 중합체 조성물은 바람직한 상대 점도 수준을 유지할 수 있고, 이는 유리한 가공 이점을 제공한다. 또한, 항바이러스 섬유(또는 기타 항바이러스 제품)는 색 견뢰도(colorfastness)(퇴색 또는 번짐에 대한 물질의 내성과 관련된 특징) 및 내구성을 유지할 수 있다. 기존의 항바이러스 직물과 달리, 본 발명의 섬유 및 직물은 염색 후 침출 및 추출로부터 항바이러스 활성을 실질적으로 유지한다. 또한, 본 발명의 섬유는 상당히 더 낮은 데니어 및 더 낮은 평균 직경을 가지며, 이는 유리하게는 더 두꺼운 더 높은 데니어의 섬유가 부적합한 많은 최종 적용례, 예를 들어 의류 및 여과에 유용하게 만든다.
또한, 본원에 개시된 제형의 결과로서, 개시된 중합체 조성물, 섬유 및/또는 직물은 겔화될 필요가 없고(겔화되지 않음), 이는 가공에 복잡성(예를 들어, 겔화를 달성하기 위한 조성 요건 및/또는 동일한 작업을 수행하기 위한 공정 요건 및 높은 처리량을 달성할 수 없음)을 부가한다. 따라서, 개시된 중합체, 섬유 및/또는 직물은 겔화에 필요한 성분을 포함하지 않을 뿐만 아니라 겔화 공정과 관련된 생산 단계를 제거하는 추가적인 이점을 제공한다.
본 발명자들은 또한 특정 친수성 기재가 미생물 및/또는 바이러스를 운반하는 액체 매질, 예를 들어 타액 또는 점액을 더 잘 유인할 수 있음을 발견하였다. 이러한 기재, 예를 들어 이의 중합체 매트릭스에서 개시된 AM/AV 제제의 사용은 덜 친수성인 기재에 비해 미생물 및/또는 바이러스를 보다 효과적으로 퇴치하는데 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 이르러, 항바이러스제/항균제를 함유 및 보유할 수 있고 높은 수준의 친수성 및/또는 흡습성을 갖는 특정 기재, 예를 들어 나일론이 이러한 액체 매질을 유인하는 시너지 능력을 나타내고, 이어서 그 안에 함유된 미생물 및/또는 바이러스의 성장을 감소 또는 억제함이 밝혀졌다.
일부 양태에서, 인 대 아연 및/또는 구리의 특정 몰비가 사용되며, 예를 들어, 인 대 아연 및/또는 구리 몰비는 0.01 이상:1이다. 이론에 구속되지 않고, 특정 인 대 아연 및/또는 구리 균형을 유지함으로써, 중합체는 놀랍게도 바람직한 상대 점도 수준, 예를 들어 10 이상을 달성하면서, 여전히 전술한 항바이러스 특성을 유지한다.
개시내용은 또한 AM/AV 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 항바이러스 특성을 갖는 중합체 조성물을 제공하는 단계, 및 중합체 조성물을 섬유로 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 아연(아연 화합물을 통해) 및/또는 구리(구리 화합물을 통해 조성물에 제공됨) 및 임의적으로 인(인 화합물을 통해)을 섬유의 제조 공정 동안 중합체 조성물에, 예를 들어, 단량체 수용액에 제공하는 것이 항바이러스제가 섬유 전체에 고르게 분산된 섬유를 생성함이 유리하게 발견되었다. 기존 방법에서, 은 코팅은 직물에 항바이러스 특성을 부여하기 위해 직물의 외부 표면에 적용된다. 그러나, 은 코팅은 직물 전체에 분산되지 않고, 은과 같은 성분이 환경으로 침출되기 더 쉽다. 유리하게는, 본 발명의 중합체 조성물은, 항바이러스제를 용리하지 않고 임의의 독성 성분, 예를 들어 은을 포함하지 않기 때문에, 독성을 일으키지 않는다. 또한, 본 발명의 중합체 조성물을 형성하는 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는, 항바이러스제가 중합체 매트릭스에 영구적으로 결합되기 때문에, 별도의 적용 단계를 필요로 하지 않는다.
중합체 조성물
전술한 바와 같이, 본 개시내용은 유리하게는 AM/AV 특성을 나타내는 중합체 조성물에 관한 것이다. 일부 양태에서, 상기 중합체 조성물은 중합체, 아연(아연 화합물을 통해 조성물에 제공됨), 및/또는 구리(구리 화합물을 통해 조성물에 제공됨), 및/또는 인(인 화합물을 통해 조성물에 제공됨)을 포함한다. 예를 들어, 중합체는 50 중량% 내지 99.99 중량%, 예를 들어, 99.9 중량%의 양으로 존재할 수 있고; 아연은 10 wppm 내지 20,000 wppm의 양으로 존재할 수 있고; 인은 1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 추가적인 농도 범위 및 제한은 본원에 개시된다. 본 개시내용은 또한 중합체, 구리(구리 화합물을 통해 조성물에 제공됨), 및 인(인 화합물을 통해 조성물에 제공됨)을 포함하는 중합체 조성물에 관한 것이다. 예를 들어, 중합체는 50 중량% 내지 99.9 중량%의 양으로 존재할 수 있고; 구리는 10 wppm 내지 20,000 wppm의 양으로 존재할 수 있고; 인은 1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 중합체 조성물은 섬유를 형성하는 데 사용될 수 있고, 개선된 AM/AV 성능 이외에, 섬유는 우수한 아연/구리 추출률을 나타내고, 예를 들어, 염료 욕 시험 또는 세척 시험(본원에 기술된 바와 같음)에서 시험될 때, 35% 미만의 아연/구리가 추출되었다. 섬유는, 염료 욕 시험 또는 세척 시험(본원에 기술된 바와 같음)에서 시험될 때, 우수한 아연/구리 보유율을 나타낼 수 있다.
하기 논의되는 바와 같이, 본원에 기재된 중합체 조성물은 AM/AV 특성을 나타낸다. 또한, 개시된 조성물은 다양한 제품의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 중합체 조성물은 고-접촉 제품(예를 들어, 사용자가 취급하는 제품)으로 형성될 수 있다. 중합체 조성물로부터 형성된 제품은 유사하게 AM/AV 특성을 나타낸다. 따라서, 개시된 조성물은 다양한 항바이러스 제품의 제조에 사용될 수 있다.
중합체
중합체 조성물은, 일부 양태에서, 섬유 및 직물을 제조하는 데 적합한 중합체인 중합체를 포함한다. 한 양태에서, 중합체 조성물은 중합체를 50 중량% 내지 100 중량%, 예를 들어, 50 중량% 내지 99.99 중량%, 50 중량% 내지 99.9 중량%, 50 중량% 내지 99 중량%, 55 중량% 내지 100 중량%, 55 중량% 내지 99.99 중량%, 55 중량% 내지 99.9 중량%, 55 중량% 내지 99 중량%, 60 중량% 내지 100 중량%, 60 중량% 내지 99.99 중량%, 60 중량% 내지 99.9 중량%, 60 중량% 내지 99 중량%, 65 중량% 내지 100 중량%, 65 중량% 내지 99.99 중량%, 65 중량% 내지 99.9 중량%, 또는 65 중량% 내지 99 중량%의 양으로 포함한다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물은 100 중량% 미만, 예를 들어, 99.99 중량% 미만, 99.9 중량% 미만, 또는 99 중량% 미만의 중합체를 포함할 수 있다. 하한치에 관하여, 중합체 조성물은 50 중량% 초과, 예를 들어, 55 중량% 초과, 60 중량% 초과, 또는 65 중량% 초과의 중합체를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 조성물은, 본원에 논의된 바와 같이, 아연 및 다른 첨가제, 및 잔량의 중합체를 포함한다.
중합체 조성물의 중합체는 광범위하게 변할 수 있다. 중합체는, 비제한적으로, 열가소성 중합체, 폴리에스터, 나일론, 레이온, 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), co-PET, 폴리락트산(PLA) 및 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트(PTT)를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 중합체 조성물은 강도, 세척 동안의 수명, 영구 프레스가 되는 능력, 및 다른 섬유와 배합되는 능력을 위해 PET를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 중합체는 나일론-6,6일 수 있다. 일부 경우에, 나일론은 PET보다 더 강한 섬유로 알려져 있고, 예를 들어 군용 또는 자동차 텍스타일 적용례에 유익하고 PET보다 더 친수성인 논-드립(non-drip) 연소 특징을 나타낸다. 본 개시내용에서 사용되는 중합체는 폴리아미드, 폴리에터 아미드, 폴리에터 에스터 또는 폴리에터 우레탄 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
일부 경우에, 중합체 조성물은 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 폴리에틸렌의 적합한 예는 선형 저-밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저-밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중간-밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 초고-분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 포함한다.
일부 경우에, 중합체 조성물은 폴리카본에이트(PC)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 폴리카본에이트와 다른 중합체의 블렌드, 예를 들어, 폴리카본에이트 및 아크릴로니트릴 부타다이엔 스티렌의 블렌드(PC-ABS), 폴리카본에이트 및 폴리비닐 톨루엔의 블렌드(PC-PVT), 폴리카본에이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PC-PBT)의 블렌드, 폴리카본에이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 블렌드(PC-PET), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 경우에, 중합체 조성물은 폴리아미드를 포함할 수 있다. 통상적인 폴리아미드는 나일론 및 아라미드를 포함한다. 예를 들어, 폴리아미드는 PA-4T/4I; PA-4T/6I; PA-5T/5I; PA-6; PA-6,6; PA-6,6/6; 장쇄 폴리아미드(예컨대, PA-10; PA-12; PA-6,10; PA-6,12, 및 임의적으로 방향족 성분, 예를 들어, T 및 I 성분을 포함하는 다른 공지된 장쇄 변형); PA-6,6/6T; PA-6T/6I; PA-6T/6I/6; PA-6T/6; PA-6T/6I/66; PA-6T/MPMDT(이때, MPMDT는 다이아민 성분으로서 헥사메틸렌 다이아민 및 2-메틸펜타메틸렌 다이아민의 혼합물 및 이산 성분으로서 테레프탈산을 기반으로 하는 폴리아미드임); PA-6T/66; PA-6T/610; PA-10T/612; PA-10T/106; PA-6T/612; PA-6T/10T; PA-6T/10I; PA-9T; PA-10T; PA-12T; PA-10T/10I; PA-10T/12; PA-10T/11; PA-6T/9T; PA-6T/12T; PA-6T/10T/6I; PA-6T/6I/6; PA-6T/61/12; 및 이들의 공중합체, 블렌드, 혼합물 및/또는 다른 조합을 포함할 수 있다. 추가적인 적합한 폴리아미드, 첨가제, 및 다른 성분은 미국 특허출원 제16/003,528호에 개시된다. 이러한 중합체는 이의 친수성 및/또는 흡습성 특성에 기인하여 중합체 조성물의 다른 성분과 상승적으로 잘 작용할 수 있다.
중합체 조성물은 놀랍게도 높은 또는 증가된 친수성 및/또는 흡습성을 갖는 중합체로부터 이익을 얻을 수 있다. 특히, 친수성 및/또는 흡습성 중합체의 사용은 중합체 조성물의 항바이러스 특성을 증가시킬 수 있다. 바이러스 및/또는 미생물은 타액 및 점액과 같은 액체에 의해 운반되는 것으로 가정된다. 또한, 증가된 친수성 및/또는 흡습성의 중합체가 미생물 및/또는 바이러스를 운반하는 액체 매질, 예를 들어 타액 또는 점액을 더 잘 유인할 수 있고, 또한, 예를 들어 공기로부터 더 많은 수분을 흡수할 수 있고, 증가된 수분 함량은 중합체 조성물 및 항바이러스제/항균제가 바이러스의 감염 및/또는 병인을 보다 용이하게 제한, 감소 또는 억제하도록 한다는 이론이 있다. 예를 들어, 수분은 바이러스의 외부 층, 예를 들어 캡시드를 용해하여 바이러스의 유전 물질, 예를 들어 DNA 또는 RNA를 노출시킬 수 있다. 노출된 유전 물질은 중합체 조성물의 다른 성분, 예를 들어 아연 화합물, 인 화합물 및/또는 구리 화합물(하기 논의됨)에 의한 불활성화에 더 민감한다. 이것은 더 높은 수준의 친수성 및/또는 흡습성을 갖는 중합체를 사용하는 하나의 놀라운 시너지 결과이다. 대조적으로, 폴리프로필렌과 같은 덜 친수성 및/또는 흡습성 중합체로 형성된 생성물은 유체를 유인하지 않을 수 있고 효과적이지 않을 수 있다.
일부 경우에, 시트르산과 같은 통상적인 표면 개질제는 중합체 조성물(또는 이로부터 형성된 물품)의 표면에 적용되거나 분무된다. 친수성 및/또는 흡습성 중합체를 사용함으로써, 본 개시내용의 중합체 조성물은 임의의 그러한 용해도 개질제를 필요로 하지 않을 수 있다.
그러나, 일부 다른 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 생성물은, 예를 들어 시트르산으로 처리되어 훨씬 더 친수성 및/또는 흡습성으로 만들 수 있다.
일부 경우에, 중합체의 친수성 및/또는 흡습성은 포화에 의해 측정될 수 있다.
일부 경우에, 중합체의 친수성 및/또는 흡습성은 흡수할 수 있는 물의 양(총 중량의 백분율)으로 측정할 수 있다. 일부 양태에서, 친수성 및/또는 흡습성 중합체는 중합체의 총 중량을 기준으로 1.5 중량% 초과, 예를 들어, 2.0 중량% 초과, 3.0 중량% 초과, 5.0 중량% 초과, 또는 7.0 중량% 초과의 물을 흡수할 수 있다. 범위에 관하여, 친수성 및/또는 흡습성 중합체는 1.5 중량% 내지 10.0 중량%, 예를 들어, 1.5 중량% 내지 9.0 중량%, 2.0 중량% 내지 8 중량%, 2.0 중량% 내지 7 중량%, 또는 2.5 중량% 내지 7 중량%의 양의 물을 흡수할 수 있다. 더 많은 수분을 흡수하는 능력은 중합체 조성물이 그 안에 함유된 미생물 및/또는 바이러스의 성장을 더 잘 감소시키거나 억제하도록 한다(상기 논의된 바와 같음).
전술한 바와 같이, 놀랍게도, 본원에 기재된 중합체 조성물의 일부 적용례는 증가된 흡습성으로부터 이익을 얻을 수 있다. 흡습성의 증가는 중합체의 선택 및/또는 변형에서 달성될 수 있다. 일부 양태에서, 중합체는 흡습성을 증가시키도록 개질된 공통 중합체, 예를 들어 공통 폴리아미드일 수 있다. 이러한 양태에서, 중합체에 대한 기능적 말단 기 변형은 흡습성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 중합체는 흡습성을 증가시키는 기능적 말단 기를 포함하도록 변형된 PA-6,6일 수 있다.
일부 바람직한 경우에, 폴리아미드-기반, 예를 들어 나일론-기반 화합물이 중합체로 사용된다. 놀랍게도, 이러한 나일론-기반 중합체가, 전술한 아연 화합물, 구리 화합물 및 인 화합물 첨가제와 함께 사용되어 직물로 형성될 때, 항바이러스 및/또는 항균 특징을 제공한다는 것이 발견되었다. 일부 경우에, 폴리에스터 중합체를 사용하는 기존의 중합체가, 나일론과 비교하여, 다른 유형의 바이러스 및/또는 세균를 보유하고 번성하게 하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 마이크로코커스(micrococcus) 세균는 폴리에스터-기반 직물에서 번성하고 높은 수준의 냄새를 생성하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 전술한 첨가제와 함께 나일론-기반 중합체를 사용하면, 놀랍게도 폴리에스터를 사용하는 유사한 직물과 비교하여 현저히 낮은 냄새 수준을 나타내는 직물을 생성하는 것으로 밝혀졌다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 폴리아미드의 조합을 포함할 수 있다. 다양한 폴리아미드를 조합함으로써, 최종 조성물은 각각의 구성 폴리아미드의 바람직한 특성, 예를 들어 기계적 특성을 혼입할 수 있다. 예를 들어, 일부 양태에서, 폴리아미드는 PA-6, PA-6,6 및 PA-6,6/6T의 조합을 포함한다. 이러한 양태에서, 폴리아미드는 1 중량% 내지 99 중량%의 PA-6, 30 중량% 내지 99 중량%의 PA-6,6, 및 1 중량% 내지 99 중량%의 PA-6,6/6T를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 폴리아미드는 PA-6, PA-6,6 및 PA-6,6/6T 중 하나 이상을 포함한다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 6 중량%의 PA-6 및 94 중량%의 PA-6,6을 포함한다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 본원에 언급된 임의의 폴리아미드의 공중합체 또는 블렌드를 포함한다.
중합체 조성물은 또한 락탐의 개환 중합 또는 중축합, 예컨대 공중합 및/또는 공중축합을 통해 제조된 폴리아미드를 포함할 수 있다. 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 이러한 폴리아미드는, 예를 들어, 프로프리오락탐, 부티로락탐, 발레로락탐 및 카프로락탐으로부터 제조된 것들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 양태에서, 폴리아미드는 카프로락탐의 중합으로부터 유도된 중합체이다. 이러한 양태에서, 중합체는 10 중량% 이상, 예를 들어, 15 중량% 이상, 20 중량% 이상, 25 중량% 이상, 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상, 45 중량% 이상, 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상의 카프로락탐을 포함한다. 일부 양태에서, 중합체는 10 중량% 내지 60 중량%, 예를 들어, 15 중량% 내지 55 중량%, 20 중량% 내지 50 중량%, 25 중량% 내지 45 중량%, 또는 30 중량% 내지 40 중량%의 카프로락탐을 포함한다. 일부 양태에서, 중합체는 60 중량% 미만, 예를 들어, 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 35 중량% 미만, 30 중량% 미만, 25 중량% 미만, 20 중량% 미만, 또는 15 중량% 미만의 카프로락탐을 포함한다. 또한, 중합체 조성물은 락탐과 나일론의 공중합을 통해 제조된 폴리아미드, 예를 들어, 카프로락탐과 PA-6,6의 공중합의 생성물을 포함할 수 있다.
일부 양상에서, 중합체는 하나 이상의 다이아민-카복실산 염의 수용액을 가열하여 물을 제거하고 중합을 수행하여 항바이러스 나일론을 형성하는 중합체 조성물의 통상적인 중합에 의해 형성될 수 있다. 이러한 수용액은 바람직하게는 중합체 조성물을 생성하기 위해 본원에 기재된 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물의 특정 양과 조합으로 하나 이상의 폴리아미드-형성 염을 포함하는 혼합물이다. 통상적인 폴리아미드 염은 다이아민과 다이카복실산의 반응에 의해 형성되고, 생성된 염은 단량체를 제공한다. 일부 양태에서, 바람직한 폴리아미드-형성 염은 등몰량의 헥사메틸렌다이아민과 아디프산의 반응에 의해 형성된 헥사메틸렌다이아민 아디페이트(나일론-6,6 염)이다.
일부 양태에서, 중합체 조성물(및 이로부터 생성된 섬유/직물)은 유리하게는 계면활성제 및/또는 커플링제와 같은 가공 보조제의 함량을 거의 또는 전혀 포함하지 않는다(상기 논의 참조). 일부 경우에, 중합체 조성물은 100 wppm 미만, 예를 들어, 50 wppm 미만, 20 wppm 미만, 10 wppm 미만, 또는 5 wppm 미만의 계면활성제 및/또는 커플링제를 포함한다. 범위에 관하여, 중합체 조성물은 1 wppb 내지 100 wppm, 예를 들어, 1 wppb 내지 20 wppm, 1 wppb 내지 10 wppm, 또는 1 wppb 내지 5 wppm을 포함한다. 개시된 조성물은 어떠한 계면활성제 및/또는 커플링제도 전혀 사용하지 않을 수 있다. 가공 후에 계면활성제 및/또는 커플링제가 전혀 존재하지 않을 수 있고, 이는 계면활성제 및/또는 커플링제를 필수 성분으로서 사용하는 통상적인 제형의 경우가 아니다. 이러한 성분 중 일부가 가공 중에 연소되더라도, 일부 계면활성제 및/또는 커플링제는 생성된 섬유에 잔류할 것이다.
통상적인 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및/또는 비-이온성 계면활성제를 포함한다. 구체적인 예는 스테아르산, 나트륨 도데실 설폰에이트 계면활성제, 4차 암모늄 계면활성제, 아미노산 계면활성제, 베타인 계면활성제, 지방산 글리세라이드 에스터 계면활성제, 지방산 소르비탄 계면활성제, 레시틴 계면활성제, 및/또는 Tween™ 시리즈 계면활성제(예를 들어, 폴리에톡실화된 소르비탄 에스터 계면활성제, 비-이온성 폴리옥시에틸렌 계면활성제 등)이다.
본 발명자들은 아민 말단 기(AEG)의 함량이 중합체 조성물, 섬유 및 직물의 성능에 대한 놀라운 효과를 가질 수 있음을 발견하였다. 하나의 예로서, AEG는 섬유 및/또는 직물을 염색하는 능력을 개선하는 것으로 밝혀졌다. 중합체 조성물은 1 μeq/g 내지 105 μeq/g, 예를 들어, 1 μeq/g 내지 75 μeq/g, 1 μeq/g 내지 55 μeq/g, 5 μeq/g 내지 50 μeq/g, 또는 15 μeq/g 내지 40 μeq/g의 AEG 함량을 가질 수 있다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물은 105 μeq/g 미만, 예를 들어, 100 μeq/g 미만, 90 μeq/g 미만, 75 μeq/g 미만, 55 μeq/g 미만, 50 μeq/g 미만, 45 μeq/g 미만, 40 μeq/g 미만, 35 μeq/g 미만, 30 μeq/g 미만, 또는 25 μeq/g 미만의 AEG 함량을 가질 수 있다. 하한치에 관하여, 중합체 조성물은 1 μeq/g 초과, 예를 들어, 5 μeq/g 초과, 10 μeq/g 초과, 15 μeq/g 초과, 20 μeq/g 초과, 25 μeq/g 초과, 35 μeq/g 초과, 40 μeq/g 초과, 또는 50 μeq/g 초과의 AEG 함량을 가질 수 있다.
일부 경우에, 예를 들어 스펀본드 공정이 사용될 때, 더 높은 상대 점도가 사용될 수 있다. 다른 경우에, 예를 들어 용융 취입(meltblown) 공정이 사용될 때, 더 낮은 상대 점도가 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 본 발명자들은 특정한 중합체 특징과 함께 특정한 아연 및/또는 인 함량을 사용함으로써, AM/AV 성능을 달성하면서 예상치 못한 효능을 달성할 수 있음을 발견하였다. 일부 특정 제형의 예는 하기 제공된다.
아연 화합물
전술한 바와 같이, 중합체 조성물은 아연 화합물 중의 아연 및 인 화합물 중의 인을 바람직하게는 중합체 조성물 중의 특정 양으로 포함하여 전술한 구조 및 항바이러스 이점을 제공한다. 본원에 사용된 "아연 화합물"은 하나 이상의 아연 분자 또는 이온(구리 화합물의 경우와 마찬가지)을 갖는 화합물을 지칭한다. 본원에 사용된 "인 화합물"은 하나 이상의 인 분자 또는 이온을 갖는 화합물을 지칭한다. 아연 함량은 아연 또는 아연 이온으로 표시될 수 있다(구리의 경우도 마찬가지). 범위 및 한계는 아연 함량 및 아연 이온 함량, 및 기타 금속 함량, 예컨대, 구리 함량에 대해 사용될 수 있다. 아연 또는 아연 화합물에 기초한 아연 이온 함량의 계산은 숙련된 화학자가 할 수 있고, 이러한 계산 및 조정이 고려된다.
본 발명자들은 특정 몰비로 특정 아연 화합물(및 그 안에 함유된 아연) 및 인 화합물(및 그 안에 함유된 인)을 사용하는 것이 중합체 조성물에 대한 아연 화합물의 부정적인 효과를 최소화한다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 중합체 조성물에 아연 화합물이 너무 많으면 중합체 점도가 감소하고 생산 공정의 비효율이 발생할 수 있다.
중합체 조성물은 중합체 조성물 내에 분산된 아연(예를 들어, 아연 화합물 중에서 또는 아연 이온으로서), 예를 들어 아연 또는 아연 화합물을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 중합체 조성물은 아연을 5 wppm 내지 20,000 wppm, 예를 들어, 5 wppm 내지 17,500 wppm, 5 wppm 내지 17,000 wppm, 5 wppm 내지 16,500 wppm, 5 wppm 내지 16,000 wppm, 5 wppm 내지 15,500 wppm, 5 wppm 내지 15,000 wppm, 5 wppm 내지 12,500 wppm, 5 wppm 내지 10,000 wppm, 5 wppm 내지 5,000 wppm, 5 wppm 내지 4,000 wppm, 예를 들어, 5 wppm 내지 3,000 wppm, 5 wppm 내지 2,000 wppm, 5 wppm 내지 1,000 wppm, 5 wppm 내지 500 wppm, 10 wppm 내지 20,000 wppm, 10 wppm 내지 17,500 wppm, 10 wppm 내지 17,000 wppm, 10 wppm 내지 16,500 wppm, 10 wppm 내지 16,000 wppm, 10 wppm 내지 15,500 wppm, 10 wppm 내지 15,000 wppm, 10 wppm 내지 12,500 wppm, 10 wppm 내지 10,000 wppm, 10 wppm 내지 5,000 wppm, 10 wppm 내지 4,000 wppm, 10 wppm 내지 3,000 wppm, 10 wppm 내지 2,000 wppm, 10 wppm 내지 1,000 wppm, 10 wppm 내지 500 wppm, 50 wppm 내지 20,000 wppm, 50 wppm 내지 17,500 wppm, 50 wppm 내지 17,000 wppm, 50 wppm 내지 16,500 wppm, 50 wppm 내지 16,000 wppm, 50 wppm 내지 15,500 wppm, 50 wppm 내지 15,000 wppm, 50 wppm 내지 12,500 wppm, 50 wppm 내지 10,000 wppm, 50 wppm 내지 5,000 wppm, 50 wppm 내지 4,000 wppm, 50 wppm 내지 3,000 wppm, 50 wppm 내지 2,000 wppm, 50 wppm 내지 1,000 wppm, 50 wppm 내지 500 wppm, 100 wppm 내지 20,000 wppm, 100 wppm 내지 17,500 wppm, 100 wppm 내지 17,000 wppm, 100 wppm 내지 16,500 wppm, 100 wppm 내지 16,000 wppm, 100 wppm 내지 15,500 wppm, 100 wppm 내지 15,000 wppm, 100 wppm 내지 12,500 wppm, 100 wppm 내지 10,000 wppm, 100 wppm 내지 5,000 wppm, 100 wppm 내지 4,000 wppm, 100 wppm 내지 3,000 wppm, 100 wppm 내지 2,000 wppm, 100 wppm 내지 1,000 wppm, 100 wppm 내지 500 wppm, 200 wppm 내지 20,000 wppm, 200 wppm 내지 17,500 wppm, 200 wppm 내지 17,000 wppm, 200 wppm 내지 16,500 wppm, 200 wppm 내지 16,000 wppm, 200 wppm 내지 15,500 wppm, 200 wppm 내지 15,000 wppm, 200 wppm 내지 12,500 wppm, 200 wppm 내지 10,000 wppm, 200 wppm 내지 5,000 wppm, 200 wppm 내지 4,000 wppm, 5,000 wppm 내지 20,000 wppm, 200 wppm 내지 3,000 wppm, 200 wppm 내지 2,000 wppm, 200 wppm 내지 1,000 wppm, 200 wppm 내지 500 wppm, 10 wppm 내지 900 wppm, 200 wppm 내지 900 wppm, 425 wppm 내지 600 wppm, 425 wppm 내지 525 wppm, 350 wppm 내지 600 wppm, 375 wppm 내지 600 wppm, 375 wppm 내지 525 wppm, 480 wppm 내지 600 wppm, 480 wppm 내지 525 wppm, 600 wppm 내지 750 wppm, 또는 600 wppm 내지 700 wppm의 양으로 포함한다.
하한치에 관하여, 중합체 조성물은 5 wppm 초과, 예를 들어, 10 wppm 초과, 50 wppm 초과, 100 wppm 초과, 200 wppm 초과, 300 wppm 초과, 350 wppm 초과, 375 wppm 초과, 400 wppm 초과, 425 wppm 초과, 480 wppm 초과, 500 wppm 초과, 또는 600 wppm 초과의 아연을 포함할 수 있다.
상한치에 관하여, 중합체 조성물은 20,000 wppm 미만, 예를 들어, 17,500 wppm 미만, 17,000 wppm 미만, 16,500 wppm 미만, 16,000 wppm 미만, 15,500 wppm 미만, 15,000 wppm 미만, 12,500 wppm 미만, 10,000 wppm 미만, 5,000 wppm 미만, 4,000 wppm 미만, 3,000 wppm 미만, 2,000 wppm 미만, 1,000 wppm 미만, 500 wppm 미만, 400 wppm 미만, 330 wppm 미만, 또는 300 미만의 아연을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 아연 화합물은 중합체 조성물로부터 형성된 중합체에 매립된다.
범위와 한계는 원소 또는 이온 형태의 아연과 아연 화합물에 모두 적용가능하다. 다른 금속, 예를 들어, 구리와 관련하여 본원에 개시된 다른 범위 및 한계에 대해서도 마찬가지이다. 예를 들어, 범위는 중합체에 분산된 아연 이온의 양과 관련될 수 있다.
중합체 조성물의 아연은 광범위하게 변할 수 있는 아연 화합물에 존재하거나 이를 통해 제공된다. 아연 화합물은 아연 산화물, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 아세테이트, 아연 암모늄 카본에이트, 아연 스테아레이트, 아연 페닐 포스핀산, 아연 피리티온 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 아연 화합물은 아연 산화물, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 아세테이트, 아연 피리티온 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 양태에서, 아연 화합물은 아연 산화물, 아연 스테아레이트, 아연 암모늄 아디페이트 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 양상에서, 아연은 아연 산화물의 형태로 제공된다. 일부 양상에서, 아연은 아연 페닐 포스핀에이트 및/또는 아연 페닐 포스폰에이트를 통해 제공되지 않는다.
본 발명자들은 또한 중합체 조성물이 놀랍게도 특정 아연 화합물의 사용으로부터 이익을 얻을 수 있음을 발견하였다. 특히, 이온성 아연(예를 들어, Zn2+)을 형성하는 경향이 있는 아연 화합물의 사용은 중합체 조성물의 항바이러스 특성을 증가시킬 수 있다. 이온성 아연이 바이러스의 복제 주기를 방해한다는 이론이 있다. 예를 들어, 이온성 아연은 바이러스 프로테아제 또는 폴리머라제 활성을 방해(예를 들어, 억제)할 수 있다. 바이러스 활성에 대한 이온성 아연의 효과에 대한 추가 논의는 문헌[Velthuis et al., Zn Inhibits Coronavirus and Arterivirus RNA Polymerase Activity In Vitro and Zinc Ionophores Block the Replication of These Viruses in Cell Culture, PLoS Pathogens (Nov. 2010)](본원에 참조로 혼입됨)에서 발견된다.
중합체 조성물에 존재하는 아연 화합물의 양은 이온성 아연 함량과 관련하여 논의될 수 있다. 한 양태에서, 중합체 조성물은 이온성 아연, 예를 들어, Zn2+를 1 ppm 내지 30,000 ppm, 예를 들어, 1 ppm 내지 25,000 ppm, 1 ppm 내지 20,000 ppm, 1 ppm 내지 15,000 ppm, 1 ppm 내지 10,000 ppm, 1 ppm 내지 5,000 ppm, 1 ppm 내지 2,500 ppm, 50 ppm 내지 30,000 ppm, 50 ppm 내지 25,000 ppm, 50 ppm 내지 20,000 ppm, 50 ppm 내지 15,000 ppm, 50 ppm 내지 10,000 ppm, 50 ppm 내지 5,000 ppm, 50 ppm 내지 2,500 ppm, 100 ppm 내지 30,000 ppm, 100 ppm 내지 25,000 ppm, 100 ppm 내지 20,000 ppm, 100 ppm 내지 15,000 ppm, 100 ppm 내지 10,000 ppm, 100 ppm 내지 5,000 ppm, 100 ppm 내지 2,500 ppm, 150 ppm 내지 30,000 ppm, 150 ppm 내지 25,000 ppm, 150 ppm 내지 20,000 ppm, 150 ppm 내지 15,000 ppm, 150 ppm 내지 10,000 ppm, 150 ppm 내지 5,000 ppm, 150 ppm 내지 2,500 ppm, 250 ppm 내지 30,000 ppm, 250 ppm 내지 25,000 ppm, 250 ppm 내지 20,000 ppm, 250 ppm 내지 15,000 ppm, 250 ppm 내지 10,000 ppm, 250 ppm 내지 5,000 ppm, 또는 250 ppm 내지 2,500 ppm의 양으로 포함한다. 일부 경우에, 아연에 대해 전술한 범위 및 한계가 또한 이온성 아연 함량에 적용가능할 수 있다.
일부 경우에, 아연의 사용은 가공 및/또는 최종 사용상의 이점을 제공한다. 구리 또는 은과 같은 다른 항바이러스제가 사용될 수 있지만, 종종 역효과(예컨대, 중합체 조성물의 상대 점도, 독성, 및 건강 또는 환경 위험)가 포함된다. 일부 상황에서, 아연은 중합체 조성물의 상대 점도에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 또한, 아연은 은과 같은 다른 항바이러스제와 달리 독성 문제를 나타내지 않는다(사실 면역 시스템 지원과 같은 건강상의 이점을 제공할 수 있음). 또한, 본원에 언급된 바와 같이, 아연의 사용은 다른 매질 및/또는 환경으로의 침출을 감소 또는 제거한다. 이는 아연을 환경에 도입하는 것과 관련된 위험을 방지하고, 중합체 조성물을 재사용할 수 있도록 한다. 아연은, 예를 들어 은-함유 조성물과 같은 기존의 조성물에 비해 놀라운 "친환경" 이점을 제공한다.
인 화합물
중합체 조성물은 인(인 화합물 중의 인)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 인 또는 인 화합물은 상기 중합체 조성물 내에 분산된다. 한 양태에서, 중합체 조성물은 인을 50 wppm 내지 10,000 wppm, 예를 들어, 50 wppm 내지 5,000 wppm, 50 wppm 내지 2,500 wppm, 50 wppm 내지 2,000 wppm, 50 wppm 내지 800 wppm, 100 wppm 내지 750 wppm, 100 wppm 내지 1,800 wppm, 100 wppm 내지 10,000 wppm, 100 wppm 내지 5,000 wppm, 100 wppm 내지 2,500 wppm, 100 wppm 내지 1,000 wppm, 100 wppm 내지 800 wppm, 200 wppm 내지 10,000 wppm, 200 wppm 내지 5,000 wppm, 200 wppm 내지 2,500 wppm, 200 wppm 내지 800 wppm, 300 wppm 내지 10,000 wppm, 300 wppm 내지 5,000 wppm, 300 wppm 내지 2,500 wppm, 300 wppm 내지 500 wppm, 500 wppm 내지 10,000 wppm, 500 wppm 내지 5,000 wppm, 또는 500 wppm 내지 2,500 wppm의 양으로 포함한다. 하한치에 관하여, 중합체 조성물은 50 wppm 초과, 예를 들어, 75 wppm 초과, 100 wppm 초과, 150 wppm 초과, 200 wppm 초과, 300 wppm 초과, 또는 500 wppm 초과의 인을 포함할 수 있다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물은 10,000 wppm(또는 1 중량%) 미만, 예를 들어, 5,000 wppm 미만, 2,500 wppm 미만, 2,000 wppm 미만, 1,800 wppm 미만, 1,500 wppm 미만, 1,000 wppm 미만, 800 wppm 미만, 750 wppm 미만, 500 wppm 미만, 475 wppm 미만, 450 wppm 미만, 400 wppm 미만, 350 wppm 미만, 300 wppm 미만, 250 wppm 미만, 200 wppm 미만, 150 wppm 미만, 100 wppm 미만, 50 wppm 미만, 25 wppm 미만, 또는 10 wppm 미만을 포함할 수 있다.
일부 양상에서, 인 또는 인 화합물은 중합체 조성물로부터 형성된 중합체에 매립된다. 전술한 바와 같이, 개시된 조성물의 전체 구성 때문에, 존재한다면 적은 양의 인이 사용될 수 있고, 이는 일부 경우에 유리한 성능 결과를 제공할 수 있다(상기 참고).
중합체 조성물의 인은 광범위하게 변할 수 있는 인 화합물에 존재하거나 이를 통해 제공된다. 인 화합물은 벤젠 포스핀산, 다이페닐포스핀산, 나트륨 페닐포스핀에이트, 인산, 벤젠 포스폰산, 칼슘 페닐포스핀에이트, 칼륨 B-펜틸포스핀에이트, 메틸포스핀산, 망간 하이포포스파이트, 나트륨 하이포포스파이트, 일나트륨 포스페이트, 차인산, 다이메틸포스핀산, 에틸포스핀산, 다이에틸포스핀산, 마그네슘 에틸포스핀에이트, 트라이페닐 포스파이트, 다이페닐메틸 포스파이트, 다이메틸페닐 포스파이트, 에틸다이페닐 포스파이트, 페닐포스폰산, 메틸포스폰산, 에틸포스폰산, 칼륨 페닐포스폰에이트, 나트륨 메틸포스폰에이트, 칼슘 에틸포스폰에이트 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 인 화합물은 인산, 벤젠 포스핀산, 벤젠 포스폰산 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 양태에서, 인 화합물은 벤젠 포스핀산, 인산, 망간 하이포포스파이트 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 양상에서, 인 화합물은 벤젠 포스핀산을 포함할 수 있다.
한 양태에서, 인 대 아연의 몰비는 0.01 초과:1, 예를 들어, 0.05 초과:1, 0.1 초과:1, 0.15 초과:1, 0.25 초과:1, 0.5 초과:1, 또는 0.75 초과:1이다. 범위에 관하여, 중합체 조성물 중에서 인 대 아연의 몰비는 0.01:1 내지 15:1, 예를 들어, 0.05:1 내지 10:1, 0.1:1 내지 9:1, 0.15:1 내지 8:1, 0.25:1 내지 7:1, 0.5:1 내지 6:1, 0.75:1 내지 5:1, 0.5:1 내지 4:1, 또는 0.5:1 내지 3:1이다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물 중에서 아연 대 인의 몰비는 15 미만:1, 예를 들어, 10 미만:1, 9 미만:1, 8 미만:1, 7 미만:1, 6 미만:1, 5 미만:1, 4 미만:1, 또는 3 미만:1일 수 있다. 일부 경우에, 인은 중합체 매트릭스 중에서 아연과 함께 결합된다.
한 양태에서, 폴리아미드 조성물 중에서 아연 대 인의 중량비는 1.3 초과:1, 예를 들어, 1.4 초과:1, 1.5 초과:1, 1.6 초과:1, 1.7 초과:1, 1.8 초과:1, 또는 2 초과:1일 수 있다. 범위에 관하여, 폴리아미드 조성물 중에서 아연 대 인의 중량비는 1.3:1 내지 30:1, 예를 들어, 1.4:1 내지 25:1, 1.5:1 내지 20:1, 1.6:1 내지 15:1, 1.8:1 내지 10:1, 2:1 내지 8:1, 3:1 내지 7:1, 또는 4:1 내지 6:1일 수 있다. 상한치에 관하여, 폴리아미드 조성물 중에서 아연 대 인의 중량비는 30 미만:1, 예를 들어, 28 미만:1, 26 미만:1, 24 미만:1, 22 미만:1, 20 미만:1, 또는 15 미만:1일 수 있다. 일부 양상에서, 폴리아미드 조성물 중에 인이 존재하지 않는다. 다른 양상에서, 매우 적은 양의 인이 존재한다. 일부 경우에, 인은 중합체 매트릭스 중에서 아연과 함께 보유된다.
한 양태에서, 폴리아미드 조성물 중에서 아연 대 인의 중량비는 0.64 미만:1, 예를 들어, 0.62 미만:1, 0.6 미만:1, 예를 들어, 0.5 미만:1, 0.45 미만:1, 0.4 미만:1, 0.3 미만:1, 또는 0.25 미만:1일 수 있다. 범위에 관하여, 폴리아미드 조성물 중에서 아연 대 인의 중량비는 0.001:1 내지 0.64:1, 예를 들어, 0.01:1 내지 0.6:1, 0.05:1 내지 0.5:1, 0.1:1 내지 0.45:1, 0.2:1 내지 0.4:1, 0.25:1 내지 0.35:1, 또는 0.2:1 내지 0.3:1일 수 있다. 하한치에 관하여, 폴리아미드 조성물 중에서 아연 대 인의 중량비는 0.001 초과:1, 예를 들어, 0.005 초과:1, 0.01 초과:1, 0.05 초과:1, 0.1 초과:1, 0.15 초과:1, 또는 0.2 초과:1일 수 있다.
유리하게는, 상기 확인된 아연 화합물 및 인 화합물을 첨가하는 것이 중합체 조성물의 이로운 상대 점도(RV)를 야기할 수 있음이 발견되었다. 일부 양태에서, 중합체 조성물의 RV는 5 내지 80, 예를 들어, 5 내지 70, 10 내지 70, 15 내지 65, 20 내지 60, 30 내지 50, 10 내지 35, 10 내지 20, 60 내지 70, 50 내지 80, 40 내지 50, 30 내지 60, 5 내지 30, 또는 15 내지 32이다. 하한치에 관하여, 중합체 조성물의 RV는 5 초과, 예를 들어, 10 초과, 15 초과, 20 초과, 25 초과, 27.5 초과, 또는 30 초과일 수 있다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물의 RV는 70 미만, 예를 들어, 65 미만, 60 미만, 50 미만, 40 미만, 또는 35 미만일 수 있다.
RV를 계산하기 위해, 중합체를 용매(일반적으로 포름산 또는 황산)에 용해할 수 있고, 점도를 측정한 다음, 점도를 순수한 용매의 점도와 비교한다. 이것은 단위 없는 측정을 제공한다. 액체뿐만 아니라 고체 물질도 특정 RV를 가질 수 있다. 중합체 조성물로부터 생성된 섬유/직물은 또한 전술한 상대 점도를 가질 수 있다.
특정 양의 아연 화합물 및 인 화합물이 중합체 조성물, 예를 들어 폴리아미드 조성물에 과립, 플레이크 등의 형태와 같은 미분된 형태로 혼합되어, 실질적으로 개선된 항균 활성을 갖는 제품을 생산하기 위해 통상적인 방법에 의해 후속적으로 다양한 제품(예를 들어, 고-접촉 제품, 고-접촉 제품의 표면 층)으로 형성, 예를 들어 압출, 성형 또는 달리 인발될 수 있는 중합체 조성물을 제공할 수 있는 것으로 나타났다. 아연 및 인은 전술한 양으로 중합체 조성물에 사용되어 개선된 항균 활성 보유(거의 영구적임)를 갖는 섬유를 제공한다.
구리 화합물
전술한 바와 같이, 중합체 조성물은, 일부 양태에서, 구리(구리 화합물을 통해 제공됨)를 포함한다. 본원에 사용된 "구리 화합물"은 하나 이상의 구리 분자 또는 이온을 갖는 화합물을 지칭한다.
일부 경우에, 구리 화합물은, 예를 들어, 중합체 조성물의 항바이러스 특성을 개선, 예를 들어 향상시킬 수 있다. 일부 경우에, 구리 화합물은 중합체 조성물의 다른 특징, 예를 들어, 항균 활성 또는 물리적 특징에 영향을 줄 수 있다.
중합체 조성물은 상기 중합체 조성물 내에 분산된 구리(예를 들어, 구리 화합물 중에서), 예를 들어, 구리 또는 구리 화합물을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 중합체 조성물은 구리를 5 wppm 내지 20,000 wppm, 예를 들어, 5 wppm 내지 17,500 wppm, 5 wppm 내지 17,000 wppm, 5 wppm 내지 16,500 wppm, 5 wppm 내지 16,000 wppm, 5 wppm 내지 15,500 wppm, 5 wppm 내지 15,000 wppm, 5 wppm 내지 12,500 wppm, 5 wppm 내지 10,000 wppm, 5 wppm 내지 5,000 wppm, 5 wppm 내지 4,000 wppm, 예를 들어, 5 wppm 내지 3,000 wppm, 5 wppm 내지 2,000 wppm, 5 wppm 내지 1,000 wppm, 5 wppm 내지 500 wppm, 5 wppm 내지 100 wppm, 5 wppm 내지 50 wppm, 5 wppm 내지 35 wppm, 10 wppm 내지 20,000 wppm, 10 wppm 내지 17,500 wppm, 10 wppm 내지 17,000 wppm, 10 wppm 내지 16,500 wppm, 10 wppm 내지 16,000 wppm, 10 wppm 내지 15,500 wppm, 10 wppm 내지 15,000 wppm, 10 wppm 내지 12,500 wppm, 10 wppm 내지 10,000 wppm, 10 wppm 내지 5,000 wppm, 10 wppm 내지 4,000 wppm, 10 wppm 내지 3,000 wppm, 10 wppm 내지 2,000 wppm, 10 wppm 내지 1,000 wppm, 10 wppm 내지 500 wppm, 50 wppm 내지 20,000 wppm, 50 wppm 내지 17,500 wppm, 50 wppm 내지 17,000 wppm, 50 wppm 내지 16,500 wppm, 50 wppm 내지 16,000 wppm, 50 wppm 내지 15,500 wppm, 50 wppm 내지 15,000 wppm, 50 wppm 내지 12,500 wppm, 50 wppm 내지 10,000 wppm, 50 wppm 내지 5,000 wppm, 50 wppm 내지 4,000 wppm, 50 wppm 내지 3,000 wppm, 50 wppm 내지 2,000 wppm, 50 wppm 내지 1,000 wppm, 50 wppm 내지 500 wppm, 100 wppm 내지 20,000 wppm, 100 wppm 내지 17,500 wppm, 100 wppm 내지 17,000 wppm, 100 wppm 내지 16,500 wppm, 100 wppm 내지 16,000 wppm, 100 wppm 내지 15,500 wppm, 100 wppm 내지 15,000 wppm, 100 wppm 내지 12,500 wppm, 100 wppm 내지 10,000 wppm, 100 wppm 내지 5,000 wppm, 100 wppm 내지 4,000 wppm, 100 wppm 내지 3,000 wppm, 100 wppm 내지 2,000 wppm, 100 wppm 내지 1,000 wppm, 100 wppm 내지 500 wppm, 200 wppm 내지 20,000 wppm, 200 wppm 내지 17,500 wppm, 200 wppm 내지 17,000 wppm, 200 wppm 내지 16,500 wppm, 200 wppm 내지 16,000 wppm, 200 wppm 내지 15,500 wppm, 200 wppm 내지 15,000 wppm, 200 wppm 내지 12,500 wppm, 200 wppm 내지 10,000 wppm, 200 wppm 내지 5,000 wppm, 200 wppm 내지 4,000 wppm, 200 wppm 내지 3,000 wppm, 200 wppm 내지 2,000 wppm, 200 wppm 내지 1,000 wppm, 또는 200 wppm 내지 500 wppm의 양으로 포함한다.
하한치에 관하여, 중합체 조성물은 5 wppm 초과, 예를 들어, 10 wppm 초과, 50 wppm 초과, 100 wppm 초과, 200 wppm 초과, 또는 300 wppm 초과의 구리를 포함할 수 있다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물은 20,000 wppm 미만, 예를 들어, 17,500 wppm 미만, 17,000 wppm 미만, 16,500 wppm 미만, 16,000 wppm 미만, 15,500 wppm 미만, 15,000 wppm 미만, 12,500 wppm 미만, 10,000 wppm 미만, 5,000 wppm 미만, 4,000 wppm 미만, 3,000 wppm 미만, 2,000 wppm 미만, 1,000 wppm 미만, 500 wppm 미만, 100 wppm 미만, 50 wppm 미만, 또는 35 wppm 미만의 구리를 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 구리 화합물은 중합체 조성물로부터 형성된 중합체에 매립된다.
구리 화합물의 조성물은 특히 제한되지는 않는다. 적합한 구리 화합물은 구리 요오다이드, 구리 브로마이드, 구리 클로라이드, 구리 플루오라이드, 구리 산화물, 구리 스테아레이트, 구리 암모늄 아디페이트, 구리 아세테이트, 구리 피리티온 또는 이들의 조합을 포함한다. 구리 화합물은 구리 산화물, 구리 암모늄 아디페이트, 구리 아세테이트, 구리 암모늄 카본에이트, 구리 스테아레이트, 구리 페닐 포스핀산, 구리 피리티온 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 구리 화합물은 구리 산화물, 구리 암모늄 아디페이트, 구리 아세테이트, 구리 피리티온 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 양태에서, 구리 화합물은 구리 산화물, 구리 스테아레이트, 구리 암모늄 아디페이트 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 양상에서, 구리는 구리 산화물의 형태로 제공된다. 일부 양상에서, 구리는 구리 페닐 포스핀에이트 및/또는 구리 페닐 포스폰에이트를 통해 제공되지 않는다.
일부 경우에, 중합체 조성물은 은(임의적으로 은 화합물을 통해 제공됨)을 포함한다. 본원에 사용된 "은 화합물"은 하나 이상의 은 분자 또는 이온을 갖는 화합물을 지칭한다. 은은 이온 형태일 수 있다. 은에 대한 범위 및 한계는 구리에 대한 범위 및 한계(상기 논의됨)와 유사할 수 있다.
한 양태에서, 구리 대 아연의 몰비는 0.01 초과:1, 예를 들어, 0.05 초과:1, 0.1 초과:1, 0.15 초과:1, 0.25 초과:1, 0.5 초과:1, 또는 0.75 초과:1이다. 범위에 관하여, 중합체 조성물 중에서 구리 대 아연의 몰비는 0.01:1 내지 15:1, 예를 들어, 0.05:1 내지 10:1, 0.1:1 내지 9:1, 0.15:1 내지 8:1, 0.25:1 내지 7:1, 0.5:1 내지 6:1, 0.75:1 내지 5:1, 0.5:1 내지 4:1, 또는 0.5:1 내지 3:1일 수 있다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물 중에서 아연 대 구리의 몰비는 15 미만:1, 예를 들어, 10 미만:1, 9 미만:1, 8 미만:1, 7 미만:1, 6 미만:1, 5 미만:1, 4 미만:1, 또는 3 미만:1일 수 있다. 일부 경우에, 구리는 중합체 매트릭스 중에서 아연과 함께 결합된다.
일부 양태에서, 제1 구리 암모늄 아디페이트의 사용은 구리 이온을 중합체 매트릭스 내로 활성화시키는 데 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 유사하게, 은 암모늄 아디페이트의 사용은 은 이온을 중합체 매트릭스 내로 활성화시키는 데 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 구리(I) 또는 구리(II) 화합물을 암모늄 아디페이트에 용해시키는 것이 구리(I) 또는 구리(II) 이온을 생성하는 데 특히 효율적인 것으로 밝혀졌다. Ag(I) 또는 Ag(III) 화합물을 암모늄 아디페이트에 용해하여 Ag1+ 또는 Ag3+ 이온을 생성하는 경우에도 마찬가지이다.
항바이러스 활성
본원에 기재된 중합체 조성물은 항바이러스 특성, 예를 들어 항바이러스 활성을 나타낸다. 또한, 섬유, 직물, 부직 중합체 구조, 및 중합체 조성물로부터 형성된 기타 제품도 항바이러스 특성을 나타낼 수 있다. 특히, 전술한 아연, 구리, 은 및/또는 인 화합물을 개시된 농도로 갖는 중합체 조성물을 이용함으로써, 항바이러스 특성을 나타내는 중합체 조성물이 제조될 수 있다.
일부 양태에서, 중합체 조성물, 및 이로부터 형성된 생성물은 영구적인, 예를 들어 거의 영구적인 항바이러스 특성을 나타낸다. 달리 말하면, 중합체 조성물의 항바이러스 특성은 장기간, 예를 들어 1일 이상, 1주 이상, 1개월 이상, 또는 1년 이상 동안 더 길게 지속된다.
항바이러스 특성에는 모든 항바이러스 효과가 포함될 수 있다. 일부 양태에서, 예를 들어, 중합체 조성물의 항바이러스 특성은 바이러스의 감염을 제한, 감소 또는 억제하는 것을 포함한다. 일부 양태에서, 중합체 조성물의 항바이러스 특성은 바이러스의 병인을 제한, 감소 또는 억제하는 것을 포함한다. 일부 경우에, 중합체 조성물은 바이러스의 감염 및 병인 둘 다를 제한, 감소 또는 억제할 수 있다.
중합체 조성물의 항바이러스 특성에 영향을 받는 바이러스는 특히 제한되지 않는다. 일부 양태에서, 예를 들어, 바이러스는 아데노바이러스, 헤르페스바이러스, 에볼라바이러스, 폭스바이러스, 리노바이러스, 콕스색키바이러스, 아르테리바이러스, 엔테로바이러스, 모르빌리바이러스, 코로나바이러스, 인플루엔자 A 바이러스, 조류 인플루엔자 바이러스, 돼지-기원 인플루엔자 바이러스 또는 말 인플루엔자 바이러스이다. 일부 양태에서, 항바이러스 특성은 바이러스, 예를 들어 상기 목록의 바이러스 중 하나의 감염 또는 병인을 제한, 감소 또는 억제하는 것을 포함한다. 일부 양태에서, 항바이러스 특성은 다수의 바이러스, 예를 들어 상기 목록으로부터의 2종 이상의 바이러스의 조합의 감염 또는 병인을 제한, 감소 또는 억제하는 것을 포함한다.
일부 경우에, 바이러스는 코로나바이러스, 예를 들어 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스(SARS-CoV), 중동 호흡기 증후군 코로나바이러스(MERS-CoV) 또는 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2)(예를 들어, COVID-19를 유발하는 코로나바이러스)이다. 일부 경우에, 바이러스는 구조적으로 코로나바이러스와 관련이 있다.
일부 경우에, 바이러스는 인플루엔자 A 바이러스, 인플루엔자 B 바이러스, 인플루엔자 C 바이러스 또는 인플루엔자 D 바이러스와 같은 인플루엔자 바이러스 또는 구조적으로 관련된 바이러스이다. 일부 경우에, 바이러스는 인플루엔자 A 바이러스 아형, 예를 들어, H1N1, H1N2, H2N2, H2N3, H3N1, H3N2, H3N8, H5N1, H5N2, H5N3, H5N6, H5N8, H5N9, H6N1, H7N1, H7N4, H7N7, H7N9, H9N2 또는 H10N7에 의해 동정된다.
일부 경우에, 바이러스는 선형 또는 원형 단일-가닥 DNA 바이러스[예컨대, phi X 174(때로는 ΦX174라고도 함)]와 같은 박테리오파지, 선형 또는 원형 이중-가닥 DNA, 선형 또는 원형 단일-가닥 RNA, 또는 선형 또는 원형 이중-가닥 RNA이다. 일부 경우에, 중합체 조성물의 항바이러스 특성은 박테리오파지, 예를 들어 phi X 174를 사용하여 시험함으로써 측정될 수 있다.
일부 경우에, 바이러스는 에볼라바이러스, 예를 들어 분디부교 에볼라바이러스(Bundibugyo ebolavirus: BDBV), 레스톤 에볼라바이러스(Reston ebolavirus: RESTV), 수단 에볼라바이러스(Sudan ebolavirus: SUDV), 타이 포레스트 에볼라바이러스(Tai Forest ebolavirus: TAFV), 또는 자이레 에볼라바이러스(Zaire ebolavirus: EBOV)이다. 일부 경우에, 바이러스는 구조적으로 에볼라바이러스와 관련된다.
항바이러스 활성은 다양한 통상적인 방법에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, AATCC TM100을 사용하여 항바이러스 활성을 평가할 수 있다. 한 양태에서, 중합체 조성물, 예를 들어, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유, 원사, 직물 및/또는 부직 중합체 구조는 바이러스의 병인(예를 들어, 성장)을 60% 내지 100%, 예를 들어, 60% 내지 99.999999%, 60% 내지 99.99999%, 60% 내지 99.9999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.99%, 60% 내지 99.9%, 60% 내지 99%, 60% 내지 98%, 60% 내지 95%, 65% 내지 99.999999%, 65% 내지 99.99999%, 65% 내지 99.9999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 100%, 65% 내지 99.99%, 65% 내지 99.9%, 65% 내지 99%, 65% 내지 98%, 65% 내지 95%, 70% 내지 100%, 70% 내지 99.999999%, 70% 내지 99.99999%, 70% 내지 99.9999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.99%, 70% 내지 99.9%, 70% 내지 99%, 70% 내지 98%, 70% 내지 95%, 75% 내지 100%, 75% 내지 99.99%, 75% 내지 99.9%, 75% 내지 99.999999%, 75% 내지 99.99999%, 75% 내지 99.9999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99%, 75% 내지 98%, 75% 내지 95%, 80% 내지 99.999999%, 80% 내지 99.99999%, 80% 내지 99.9999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 100%, 80% 내지 99.99%, 80% 내지 99.9%, 80% 내지 99%, 80% 내지 98%, 또는 80% 내지 95%의 양으로 억제한다. 하한치에 관하여, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 60% 초과, 예를 들어, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과의 바이러스의 병인을 억제할 수 있다.
일부 경우에, 효능은 로그 감소에 관하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 조성물/섬유/직물은 ISO 18184(2019)를 통해 측정된 1.0 초과, 예를 들어, 1.5 초과, 1.7 초과, 1.9 초과, 2.0 초과, 3.0 초과, 4.0 초과, 또는 5.0 초과의 바이러스 로그 감소를 나타낼 수 있다.
항균 활성
일부 양태에서, 중합체 조성물, 및 이로부터 형성된 생성물은 또한 항균 활성을 나타낼 수 있다. 일부 경우에, 항균 활성은 하기 기술된 바와 같이 추가적인 항균 첨가제의 결과이거나 중합체 조성물 자체의 결과일 수 있다. 일부 양태에서, 중합체 조성물, 및 이로부터 형성된 생성물은 영구적인, 예를 들어 거의 영구적인 항균 특성을 나타낸다. 달리 말하면, 중합체 조성물의 항균 특성은 장기간, 예를 들어 1일 이상, 1주 이상, 1개월 이상, 또는 1년 이상 동안 더 길게 지속된다.
항균 특성은 임의의 항균 효과를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 예를 들어, 중합체 조성물의 항균 특성은 미생물, 예를 들어 세균의 감염을 제한, 감소 또는 억제하는 것을 포함한다. 일부 양태에서, 중합체 조성물의 항균 특성은 성장을 제한, 감소 또는 억제하는 것 및/또는 세균를 사멸시키는 것을 포함한다. 일부 경우에, 중합체 조성물은 세균의 감염 및 성장 둘 다를 제한, 감소 또는 억제할 수 있다.
중합체 조성물의 항바이러스 특성에 영향을 받는 세균은 특히 한정되지 않는다. 일부 양태에서, 예를 들어, 세균은 스트렙토코커스(Streptococcus) 세균[예를 들어, 스트렙토코커스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 스트렙토코커스 피오게네스(Streptococcus pyogenes)], 스타필로코커스(Staphylococcus) 세균[예를 들어, 스타필로코커스 아우레우스(S. aureus), 메티실린-내성 스타필로코커스 아우레우스(MRSA)], 펩토스트렙토코커스(Peptostreptococcus) 세균[예를 들어, 펩토스트렙토코커스 아나에로비우스(Peptostreptococcus anaerobius), 펩토스트렙토코커스 아사카롤리티쿠스(Peptostreptococcus asaccharolyticus)], 또는 마이코박테리움(Mycobacterium) 세균[예를 들어, 마이코박테리움 투버쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis)], 마이코플라즈마(Mycoplasma) 세균[예를 들어, 마이코플라즈마 아들레리(Mycoplasma adleri), 마이코플라즈마 아갈락티아에(Mycoplasma agalactiae), 마이코플라즈마 아가시지(Mycoplasma agassizii), 마이코플라즈마 암포리포르메(Mycoplasma amphoriforme), 마이코플라즈마 페르멘탄스(Mycoplasma fermentans), 마이코플라즈마 게니탈리움(Mycoplasma genitalium), 마이코플라즈마 하에모펠리스(Mycoplasma haemofelis), 마이코플라즈마 호미니스(Mycoplasma hominis), 마이코플라즈마 효뉴모니아에(Mycoplasma hyopneumoniae), 마이코플라즈마 효리니스(Mycoplasma hyorhinis), 마이코플라즈마 뉴모니아에(Mycoplasma pneumoniae)]이다. 일부 양태에서, 항바이러스 특성은 다수의 세균, 예를 들어 상기 목록으로부터의 2종 이상의 세균의 조합의 감염 또는 병인을 제한, 감소 또는 억제하는 것을 포함한다.
항균 활성은 ISO 20743:2013에 정의된 표준 절차에 따라 측정할 수 있다. 이 절차는 시험된 섬유에 의해 억제된 소정 세균(예컨대, 스타필로코커스 아우레우스)의 백분율을 측정하여 항균 활성을 측정한다. 한 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 스타필로코커스 아우레우스의 성장을 60% 내지 100%, 예를 들어, 60% 내지 99.999999%, 60% 내지 99.99999%, 60% 내지 99.9999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.99%, 60% 내지 99.9%, 60% 내지 99%, 60% 내지 98%, 60% 내지 95%, 65% 내지 99.999999%, 65% 내지 99.99999%, 65% 내지 99.9999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 100%, 65% 내지 99.99%, 65% 내지 99.9%, 65% 내지 99%, 65% 내지 98%, 65% 내지 95%, 70% 내지 100%, 70% 내지 99.999999%, 70% 내지 99.99999%, 70% 내지 99.9999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.99%, 70% 내지 99.9%, 70% 내지 99%, 70% 내지 98%, 70% 내지 95%, 75% 내지 100%, 75% 내지 99.99%, 75% 내지 99.9%, 75% 내지 99.999999%, 75% 내지 99.99999%, 75% 내지 99.9999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99%, 75% 내지 98%, 75% 내지 95%, 80% 내지 99.999999%, 80% 내지 99.99999%, 80% 내지 99.9999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 100%, 80% 내지 99.99%, 80% 내지 99.9%, 80% 내지 99%, 80% 내지 98%, 또는 80% 내지 95%의 양으로 억제한다(성장 감소). 하한치에 관하여, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 스타필로코커스 아우레우스의 성장을 60% 초과, 예를 들어, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과로 억제할 수 있다.
일부 양태에서, 항바이러스 섬유(또는 이로부터 제조된 원사 또는 직물)는 ISO 20743:2013으로 측정된 스타필로코커스 아우레우스 활성을 85% 초과, 예를 들어, 86% 초과, 89% 초과, 90% 초과, 92% 초과, 95% 초과, 97% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.5% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과만큼 억제/감소시킨다.
일부 양태에서, 항바이러스 섬유(또는 이로부터 제조된 원사 또는 직물)는 ASTM E35.15 WK45351로 측정된 스타필로코커스 아우레우스 활성(1 mL 당 콜로니 형성 단위)을 억제/감소시키고, 이때 원사는 "방적된 그대로(as spun)"일 수 있다. 시험은 단일 견본(1.5 g), 15 mL의 중화제를 사용하여 변형될 수 있다. 이러한 경우에, 항바이러스 섬유(또는 이로부터 제조된 원사 또는 직물)는 스타필로코커스 아우레우스 활성을 13% 초과, 예를 들어, 25% 초과, 50% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 또는 92% 초과만큼 억제/감소시킨다.
일부 양태에서, 항바이러스 섬유(또는 이로부터 제조된 원사 또는 직물)는 ASTM E35.15 WK45351로 측정된 스타필로코커스 아우레우스 활성(1 mL 당 콜로니 형성 단위)을 억제/감소시키고, 이때 원사는 원사로 방적되고, 아세톤으로 추출되고, 이어서 1시간 동안 끓는 물을 사용하여 추출될 수 있다. 이러한 경우에, 항바이러스 섬유(또는 이로부터 제조된 원사 또는 직물)는 스타필로코커스 아우레우스 활성을 75% 초과, 예를 들어, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 97% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과만큼 억제/감소시킨다.
일부 양태에서, 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 ASTM E2149에 의해 측정된 스타필로코커스 아우레우스 활성(1 mL 당 콜로니 형성 단위)을 억제/감소시키고, 이때 원사는 "방적된 그대로" 일 수 있다. 시험은 단일 견본(1.5 g), 20 mL의 접종물, 8시간의 항온처리 시간을 사용하도록 변형될 수 있다. 이러한 경우에, 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 스타필로코커스 아우레우스 활성을 50% 초과, 예를 들어, 75% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 97% 초과, 97.5% 초과, 97.8% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과만큼 억제/감소시킨다.
일부 양태에서, 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 ASTM E2149로 측정된 스타필로코커스 아우레우스 활성(1 mL 당 콜로니 형성 단위)을 억제/감소시키고, 이때 섬유는 원사로 방적되고, 아세톤으로 추출되고, 이어서, 1시간 동안 끓는 물을 사용하여 추출될 수 있다. 시험은 단일 견본(1.5 g), 20 mL의 접종물, 8시간의 항온처리 시간을 사용하도록 변형될 수 있다. 이러한 경우에, 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 스타필로코커스 아우레우스 활성을 50% 초과, 예를 들어, 55% 초과, 60% 초과, 63% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 92% 초과, 95% 초과, 97% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과만큼 억제/감소시킨다.
효능은 로그 감소에 관하여 특징지어질 수 있다. 스타필로코커스 아우레우스 로그 감소에 관하여, 조성물/섬유/직물은 ISO 20743:2013을 통해 측정될 수 있고, 0.8 초과, 예를 들어, 1.0 초과, 1.5 초과. 2.0 초과, 2.5 초과, 3.0 초과, 4.0 초과, 5.0 초과, 또는 6.0 초과의 미생물 로그 감소를 나타낼 수 있다.
스타필로코커스 아우레우스 로그 감소에 관하여, 조성물/섬유/직물은 ASTM 3160(2018)을 통해 측정될 수 있고, 0.6 초과, 예를 들어, 0.8 초과, 1.0 초과, 1.5 초과, 2.0 초과, 2.5 초과, 3.0 초과, 4.0 초과, 5.0 초과, 또는 6.0 초과의 미생물 로그 감소를 나타낼 수 있다.
스타필로코커스 아우레우스 로그 감소에 관하여, 조성물/섬유/직물은 AATC 100(2018)을 통해 측정될 수 있고, 3.0 초과, 예를 들어, 3.5 초과, 4.0 초과, 5.5 초과, 또는 6.0 초과의 미생물 로그 감소를 나타낼 수 있다.
중합체 조성물로부터 형성된 섬유(또는 다른 제품)의 항균 활성은 또한 시험된 섬유에 의해 억제된 다른 세균, 예컨대 클렙시엘라 뉴모니아에의 백분율을 측정함으로써 측정될 수 있다. 한 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 클렙시엘라 뉴모니아에의 성장을 60% 내지 100%, 예를 들어, 60% 내지 99.999999%, 60% 내지 99.99999%, 60% 내지 99.9999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.99%, 60% 내지 99.9%, 60% 내지 99%, 60% 내지 98%, 60% 내지 95%, 65% 내지 100%, 65% 내지 99.999999%, 65% 내지 99.99999%, 65% 내지 99.9999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 99.99%, 65% 내지 99.9%, 65% 내지 99%, 65% 내지 98%, 65% 내지 95%, 70% 내지 100%, 70% 내지 99.999999%, 70% 내지 99.99999%, 70% 내지 99.9999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.99%, 70% 내지 99.9%, 70% 내지 99%, 70% 내지 98%, 70% 내지 95%, 75% 내지 100%, 75% 내지 99.999999%, 75% 내지 99.99999%, 75% 내지 99.9999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99.99%, 75% 내지 99.9%, 75% 내지 99%, 75% 내지 98%, 75% 내지 95%, 80% 내지 100%, 80% 내지 99.999999%, 80% 내지 99.99999%, 80% 내지 99.9999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 99.99%, 80% 내지 99.9%, 80% 내지 99%, 80% 내지 98%, 또는 80% 내지 95%의 양으로 억제한다(성장 감소). 상한치에 관하여, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 클렙시엘라 뉴모니아에의 성장을 100% 미만, 예를 들어, 99.99% 미만, 99.9% 미만, 99% 미만, 98% 미만, 또는 95% 미만만큼 억제할 수 있다. 하한치에 관하여, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 클렙시엘라 뉴모니아에의 성장을 60% 초과, 예를 들어, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 99% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과만큼 억제할 수 있다.
일부 양태에서, 항바이러스 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 클렙시엘라 뉴모니아에 활성을 억제하거나 감소시킨다. 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 ISO 20743:2013에 의해 측정된 클렙시엘라 뉴모니아에 활성을 76.1% 초과, 예를 들어, 77% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 92% 초과, 95% 초과, 97% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.5% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과만큼 억제/감소시킨다.
에스케리치아 콜라이 및/또는 클렙시엘라 뉴모니아에 효능은 또한 전술한 시험을 사용하여 측정될 수 있다. 일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 생성물은 전술한 시험에 의해 측정된 에스케리치아 콜라이 및/또는 클렙시엘라 뉴모니아에의 성장을 억제한다(성장 감소). 스타필로코커스 아우레우스에 대한 범위 및 한계는 또한 에스케리치아 콜라이 및/또는 클렙시엘라 뉴모니아에에 적용가능하다.
클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소에 관하여, 조성물/섬유/직물은 ISO 20743:2013을 통해 측정될 수 있고, 0.8 초과, 예를 들어, 0.9 초과, 1.0 초과, 1.2 초과, 1.4 초과, 1.5 초과, 2.0 초과, 2.15 초과, 2.5 초과, 2.7 초과, 3.0 초과, 3.3 초과, 4.0 초과, 5.0 초과, 또는 6.0 초과의 미생물 로그 감소를 나타낼 수 있다.
에스케리치아 콜라이 로그 감소에 관하여, 조성물/섬유/직물은 ASTM 3160(2018)을 통해 측정될 수 있고, 1.5 초과, 예를 들어, 2.0 초과, 2.15 초과, 2.5 초과, 2.7 초과, 3.0 초과, 3.3 초과, 4.0 초과, 5.0 초과, 또는 6.0 초과의 미생물 로그 감소를 나타낼 수 있다.
자가-세정/바이러스-불활성화 직물
일부 경우에, 본 개시내용은 본원에 개시된 직물 및 조성물을 포함할 수 있는 자가-세정 및/또는 미생물- 또는 바이러스-불활성화 직물에 관한 것이다. 일부 양태에서, 직물은 마스크 또는 기타 개인 보호 장비(PPE)로 구성된다. 안면 마스크 및 기타 PPE는 Covid-19의 원인 인자인 SARS-CoV-2와 같은 호흡기 바이러스의 확산 또는 감염 위험을 줄일 수 있다. 그러나, 일부 경우(미생물/바이러스가 불활성화되지 않은 경우), 미생물/바이러스는 오랜 기간 동안 기존 PPE 내부 또는 외부에서 전염성을 유지할 수 있다.
본 개시내용은 미생물/바이러스를 포획하는 능력과 미생물/바이러스를 불활성화 또는 중화시키는 능력의 시너지 조합을 갖는 자가-세정 및/또는 미생물- 또는 바이러스-불활성화 직물에 관한 것이다. 이와 같이, 개시된 직물은 미생물/바이러스가 보호된 사용자에게 도달하기 전에 미생물/바이러스를 포획 및 불활성화시킬 수 있다. 일부 경우에, 폴리프로필렌과 같은 기존의 많은 직물이 미생물/바이러스를 (불활성화에 충분한 시간 동안) 효과적으로 포획할 수 없기 때문에, 직물의 조성이 관련이 있다.
호흡기 미생물/바이러스는 미생물/바이러스를 함유하는 액적의 흡수 및 직물의 표면 상에서 및 벌크 내에서의 그의 불활성화를 통해 유리하게 불활성화될 수 있다는 것이 발견되었다. 일부 양태에서, 직물은 수분 균형을 유지하는 중합체, 예를 들어 폴리아미드로 구성될 수 있고, 임의의 호흡기 바이러스를 불활성화시키기 위해 매트릭스 내에 매립된 아연 이온을 함유할 수 있다.
일부 특정 경우에, 면과 PA-66은 미생물/바이러스를 쉽게 흡수하고, 직물에 매립된 아연 이온은 미생물/바이러스를 효과적으로 불활성화시켜 30초 후에 바이러스 역가에서 2-log10 이상 감소를 야기하였음이 밝혀졌고, 이는 기침에 존재하는 감염성 IAV 바이러스 입자의 수(약 24 플라크 형성 단위[pfu])를 불활성화시키기에 충분하다.
일부 실시예에 나타난 바와 같이, 개시된 직물의 경우, 여기에 인플루엔자 A 바이러스 및 SARS-CoV-2를 첨가한 후, 불활성화율이 전형적인 기침에 존재하는 바이러스 입자의 수를 초과하는 것으로 밝혀졌다. 인플루엔자 A 바이러스 표면 단백질 헤마글루티닌 및 SARS-CoV-2 표면 단백질 스파이크가 개시된 섬유 상에서 불안정화된다는 것이 또한 발견되었다. 따라서, 이러한 섬유는 PPE에 "자가-세정" 및 광범위한 바이러스 불활성화 특성을 유리하게 부여하고 호흡기 바이러스 전파의 위험을 훨씬 더 줄임으로써 기존 PPE를 보완할 수 있다.
아연/구리 보유율
본원에 언급된 바와 같이, 전술한 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물을 개시된 농도로 갖는 중합체 조성물을 사용함으로써, 생성된 섬유 및/또는 직물은 심지어 염색 후에도 더 높은 백분율의 아연 및/또는 구리를 보유할 수 있다. 섬유로부터 형성된 생성된 원사는 항바이러스 특성을 갖는다.
일부 양태에서, 항바이러스 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 염료 욕 시험에 의해 측정된 65% 초과, 예를 들어, 75% 초과, 80% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 97% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 99.9% 초과, 99.99% 초과, 99.999% 초과, 99.9999% 초과, 99.99999% 초과, 또는 99.999999% 초과의 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다. 상한치에 관하여, 항바이러스 섬유는 100% 미만, 예를 들어, 99.9% 미만, 98% 미만, 또는 95% 미만의 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다. 범위에 관하여, 항바이러스 섬유는 60% 내지 100%, 예를 들어, 60% 내지 99.999999%, 60% 내지 99.99999%, 60% 내지 99.9999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.999%, 60% 내지 99.99%, 60% 내지 99.9%, 60% 내지 99%, 60% 내지 98%, 60% 내지 95%, 65% 내지 99.999999%, 65% 내지 99.99999%, 65% 내지 99.9999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 99.999%, 65% 내지 100%, 65% 내지 99.99%, 65% 내지 99.9%, 65% 내지 99%, 65% 내지 98%, 65% 내지 95%, 70% 내지 100%, 70% 내지 99.999999%, 70% 내지 99.99999%, 70% 내지 99.9999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.999%, 70% 내지 99.99%, 70% 내지 99.9%, 70% 내지 99%, 70% 내지 98%, 70% 내지 95%, 75% 내지 100%, 75% 내지 99.99%, 75% 내지 99.9%, 75% 내지 99.999999%, 75% 내지 99.99999%, 75% 내지 99.9999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99.999%, 75% 내지 99%, 75% 내지 98%, 75% 내지 95%, 80% 내지 99.999999%, 80% 내지 99.99999%, 80% 내지 99.9999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 99.999%, 80% 내지 100%, 80% 내지 99.99%, 80% 내지 99.9%, 80% 내지 99%, 80% 내지 98%, 또는 80% 내지 95%일 수 있는 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다. 일부 경우에, 범위 및 한계는, 예를 들어, 5.0 미만, 4.7 미만, 4.6 미만, 또는 4.5 미만(및/또는 이하)의 더 낮은 pH 값을 갖는 염료 레시피에 관한 것이다. 일부 경우에, 범위 및 한계는, 예를 들어, 4.0 초과, 4.2 초과, 4.5 초과, 4.7 초과, 5.0 초과, 또는 5.0 초과(및/또는 이상)의 더 높은 pH 값을 갖는 염료 레시피에 관한 것이다.
일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 염색 욕 후 40% 초과, 예를 들어, 44% 초과, 45% 초과, 50% 초과, 55% 초과, 60% 초과, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 또는 99% 초과의 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다. 상한치에 관하여, 항바이러스 섬유는 100% 미만, 예를 들어, 99.9% 미만, 98% 미만, 95% 미만, 또는 90% 미만의 아연 및/또는 구리 보유율을 가질 수 있다. 범위에 관하여, 항바이러스 섬유는 40% 내지 100%, 예를 들어, 45% 내지 99.9%, 50% 내지 99.9%, 75% 내지 99.9%, 80% 내지 99%, 또는 90% 내지 98%의 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다. 일부 경우에, 범위 및 한계는, 예를 들어, 4.0 초과, 4.2 초과, 4.5 초과, 4.7 초과, 5.0 초과, 또는 5.0 초과(및/또는 이상)의 더 높은 pH 값을 갖는 염료 레시피에 관한 것이다.
일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 20% 초과, 예를 들어, 24% 초과, 25% 초과, 30% 초과, 35% 초과, 40% 초과, 45% 초과, 50% 초과, 55% 초과, 또는 60% 초과의 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다. 상한치에 관하여, 항바이러스 섬유는 80% 미만, 예를 들어, 77% 미만, 75% 미만, 70% 미만, 68% 미만 또는 65% 미만의 아연 및/또는 구리 보유율을 가질 수 있다. 범위에 관하여, 항바이러스 섬유는 20% 내지 80%, 예를 들어, 25% 내지 77%, 30% 내지 75%, 또는 35% 내지 70%의 아연 및/또는 구리 보유율을 가질 수 있다. 일부 경우에, 범위 및 한계는, 예를 들어, 5.0 미만, 4.7 미만, 4.6 미만, 또는 4.5 미만(및/또는 이하)의 더 낮은 pH 값을 갖는 염료 레시피에 관한 것이다.
달리 말하자면, 일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 염료 욕 시험에 의해 측정된 35% 미만, 예를 들어, 25% 미만, 20% 미만, 10% 미만, 또는 5% 미만의 아연 및/또는 구리 화합물의 추출률을 나타낸다. 상한치에 관하여, 항바이러스 섬유는 0% 초과, 예를 들어, 0.1% 초과, 2% 초과, 또는 5% 초과의 아연 및/또는 구리 화합물의 추출률을 나타낸다. 범위에 관하여, 항바이러스 섬유는 0% 내지 35%, 예를 들어, 0% 내지 25%, 0% 내지 20%, 0% 내지 10%, 0% 내지 5%, 0.1% 내지 35%, 0.1% 내지 25%, 0.1% 내지 20%, 0.2% 내지 10%, 0.1% 내지 5%, 2% 내지 35%, 2% 내지 25%, 2% 내지 20%, 2% 내지 10%, 2% 내지 5%, 5% 내지 35%, 5% 내지 25%, 5% 내지 20%, 또는 5% 내지 10%의 아연 및/또는 구리 화합물의 추출률을 나타낸다.
중합체 조성물로부터 형성된 섬유(또는 다른 제품)의 아연 및/또는 구리 보유율은 하기 표준 과정에 따른 염료 욕 시험에 의해 측정될 수 있다. 샘플은 정련 공정에 의해 세정된다(모든 오일이 제거됨). 정련 공정은, 예를 들어 71℃에서 15분 동안 수행되는 가열 욕을 사용할 수 있다. 섬유 중량 기준("owf")으로 0.25%의 Sterox(723 Soap) 비-이온성 계면활성제 및 0.25% owf의 TSP(삼나트륨 포스페이트)를 포함하는 정련 용액이 사용될 수 있다. 이어서, 샘플을 물로 헹군 다음, 찬물로 헹군다.
세정된 샘플은 화학적 염료 수준 절차에 따라 시험될 수 있다. 이러한 절차는 1.0% owf의 C.I. Acid Blue 45, 4.0% owf의 MSP(일나트륨 포스페이트), 및 6.0의 pH를 달성하기에 충분한 % owf의 이나트륨 포스페이트 또는 TSP를 포함하고 28:1 액체 대 섬유 비를 갖는 염색 욕에 상기 샘플을 위치시키는 단계를 사용할 있다. 예를 들어, 6 미만의 pH가 필요한 경우, 원하는 pH가 달성될 때까지, 점안기를 사용하여 원하는 산의 10% 용액을 첨가할 수 있다. 염 욕은 100℃에서 상기 욕이 끓도록 미리 설정할 수 있다. 샘플을 1.5시간 동안 상기 욕에 위치시킨다. 예를 들어, 끓는 데 약 30분이 소요될 수 있고, 이 온도에서 끓인 후 1시간을 유지할 수 있다. 이어서, 샘플을 상기 욕에서 제거하고 헹군다. 이어서, 샘플을 물 추출을 위해 원심분리기로 옮긴다. 물 추출 후, 샘플을 공기 건조하도록 배치하였다. 이어서, 성분 양을 기록한다.
일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유의 아연 및/또는 구리 보유율은 염색 욕 작업 전후에 아연 및/또는 구리 함량을 측정함으로써 계산될 수 있다. 염색 욕 후에 잔류하는 아연 및/또는 구리의 양은 공지된 방법으로 측정될 수 있다. 염색 욕의 경우, Ahiba 염색기(Datacolor)를 사용할 수 있다. 특정한 경우에, 20 g의 염색되지 않은 직물과 200 mL의 염료액을 스테인리스 강 캔에 위치시킬 수 있고, pH를 원하는 수준으로 조정할 수 있고, 스테인리스 강 캔을 염색기에 로딩할 수 있고; 샘플을 40℃로 가열한 다음, 100℃로 가열할 수 있다(임의적으로 1.5℃/분). 일부 경우에, 60℃까지 1.5 ℃/분, 80℃까지 1 ℃/분, 및 100℃까지 1.5 ℃/분의 온도 프로파일이 사용될 수 있다. 샘플은 100℃에서 45분 동안 유지하고, 이어서 2 ℃/분으로 40℃까지 냉각하고, 이어서 헹구고, 건조하여 염색된 생성물을 수득할 수 있다.
항균/항바이러스 특성에 더하여, 개시된 조성물은 놀랍게도 중합체의 세척 후 개선된 아연 보유율(세척 견뢰도)을 나타냈다. 아연 보유율은 세척과 관련하여 특징지어질 수 있다. 섬유 및/또는 직물은 세척 후에도 더 높은 비율의 아연 및/또는 구리를 보유할 수 있고, 이와 같이, 섬유로부터 형성된 생성된 원사는 AM/AV 특성을 갖는다.
일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 AM/AV 섬유는 5회 세척 후 측정된 85% 초과, 예를 들어, 90% 초과, 92% 초과, 95% 초과, 96% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 또는 99.9% 초과의 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다.
일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 형성된 AM/AV 섬유는 10회 세척 후 측정된 65% 초과, 예를 들어, 70% 초과, 72% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 95% 초과, 또는 99% 초과의 아연 및/또는 구리 보유율을 갖는다.
본원에 사용된 바와 같이, "초과" 및 "미만" 한계는 또한 그와 관련된 수를 포함할 수 있다. 달리 말하면, "초과" 및 "미만"은 "이상" 및 "이하"로 해석될 수 있다.
추가적인 성분
일부 양태에서, 중합체 조성물은 추가적인 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 안료, 친수성 또는 소수성 첨가제, 냄새-방지(anti-odor) 첨가제, 추가적인 항바이러스제, 및 항균/항진균 무기 화합물, 예컨대 구리, 아연, 주석 및 은을 포함한다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물로부터 형성된 직물 또는 다른 성분에 사용하기 위한 착색을 위한 착색 안료와 조합될 수 있다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 상당한 UV 광에 노출된 직물의 퇴색 및 변질을 견디기 위해 UV 첨가제와 조합될 수 있다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 섬유의 표면을 친수성 또는 소수성으로 만들기 위해 첨가제와 조합될 수 있다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 흡습성 물질과 조합되어, 예를 들어 섬유, 직물, 또는 이로부터 형성된 다른 제품을 더 흡습성으로 만들 수 있다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 직물을 난연성(flame retardant) 또는 내염성(flame resistant)으로 만들기 위해 첨가제와 조합될 수 있다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 직물을 방오성(stain resistant)으로 만들기 위해 첨가제와 조합될 수 있다. 일부 양상에서, 중합체 조성물은 염료 물질의 통상적인 염색 및 폐기에 대한 필요성을 회피하도록 항균 화합물과 함께 안료와 조합될 수 있다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 추가적인 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 광택제거제(delusterant)를 포함할 수 있다. 광택제거 첨가제는 중합체 조성물로부터 제조된 합성 섬유 및 직물의 외관 및/또는 질감을 개선할 수 있다. 일부 양태에서, 무기 안료-유사 물질이 광택제거제로서 사용될 수 있다. 광택제거제는 하나 이상의 티타늄 다이옥사이드, 바륨 설페이트, 바륨 티탄에이트, 아연 티탄에이트, 마그네슘 티탄에이트, 칼슘 티탄에이트, 아연 산화물, 아연 설파이드, 리소폰, 지르코늄 다이옥사이드, 칼슘 설페이트, 바륨 설페이트, 알루미늄 산화물, 토륨 산화물, 마그네슘 산화물, 이산화 규소, 활석, 운모 등을 포함할 수 있다. 바람직한 양태에서, 광택제거제는 티타늄 다이옥사이드를 포함한다. 티타늄 다이옥사이드를 포함하는 광택제거제를 포함하는 중합체 조성물이 천연 섬유 및 직물과 매우 유사한 합성 섬유 및 직물, 예를 들어 개선된 외관 및/또는 질감을 갖는 합성 섬유 및 직물을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 티타늄 다이옥사이드가 중합체 내의 아연 화합물, 인 화합물 및/또는 작용기와 상호작용함으로써 외관 및/또는 질감을 개선하는 것으로 여겨진다.
한 양태에서, 중합체 조성물은 광택제거제를 0.0001 중량% 내지 3 중량%, 예를 들어, 0.0001 중량% 내지 2 중량%, 0.0001 내지 1.75 중량%, 0.001 중량% 내지 3 중량%, 0.001 중량% 내지 2 중량%, 0.001 중량% 내지 1.75 중량%, 0.002 중량% 내지 3 중량%, 0.002 중량% 내지 2 중량%, 0.002 중량% 내지 1.75 중량%, 0.005 중량% 내지 3 중량%, 0.005 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.005 중량% 내지 1.75 중량%의 양으로 포함한다. 상한치에 관하여, 중합체 조성물은 3 중량% 미만, 예를 들어, 2.5 중량% 미만, 2 중량% 미만, 또는 1.75 중량% 미만의 광택제거제를 포함할 수 있다. 하한치에 관하여, 중합체 조성물은 0.0001 중량% 초과, 예를 들어, 0.001 중량% 초과, 0.002 중량% 초과, 또는 0.005 중량% 초과의 광택제거제를 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 착색된 물질, 예컨대 카본 블랙, 구리 프탈로시아닌 안료, 납 크롬에이트, 산화 철, 크롬 산화물 및 울트라 마린 블루를 추가로 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 아연 이외의 추가적인 항바이러스제를 포함할 수 있다. 추가적인 항균제는 임의의 적합한 항바이러스제일 수 있다. 통상적인 항바이러스제는 당업계에 공지되어 있고, 추가적인 항바이러스제로서 중합체 조성물에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 항바이러스제는 진입 억제제, 역전사효소 억제제, DNA 폴리머라제 억제제, m-RNA 합성 억제제, 프로테아제 억제제, 인테그라제 억제제, 면역조절제 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 양상에서, 추가적인 항균제는 중합체 조성물에 첨가된다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 아연 이외의 추가적인 항균제를 포함할 수 있다. 추가적인 항균제는 금속 형태(예를 들어, 미립자, 합금 및 산화물), 염(예를 들어, 설페이트, 니트레이트, 아세테이트, 시트레이트 및 클로라이드) 및/또는 이온 형태의 임의의 적합한 항균제, 예컨대 은, 구리 및/또는 금일 수 있다. 일부 양상에서, 추가 첨가제, 예를 들어, 추가적인 항균제가 중합체 조성물에 첨가된다.
예시적인 제형
본원에 기재된 중합체 조성물은 하기 예시적인 제형 및 양태에 의해 추가로 이해될 것이다.
한 양태에서, 아연 화합물은 아연 산화물, 아연 스테아레이트, 아연 피리티온, 아연 암모늄 아디페이트 또는 이들의 조합을 포함하고, 인 화합물은 벤젠 포스핀산을 포함하고, 인 대 아연의 몰비는 0.01:1 내지 3:1이고, 중합체 조성물은 10 초과의 상대 점도를 갖고, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 염료 욕 시험에서 시험될 때 85% 초과의 아연 화합물의 보유율을 나타낸다.
일부 양태에서, 항균제, 예를 들어 아연이 인 화합물과 함께 첨가되어 항균제의 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 내로의 혼입을 촉진한다. 이러한 절차는 유리하게는 최종 섬유 전체에 항균제의 보다 균일한 분산을 허용한다. 또한, 이러한 조합은 활성 항균 성분이 섬유로부터 세척되는 것을 방지하거나 제한하는 것을 돕기 위해 중합체 조성물 내에 항균제를 "내장"한다.
하기 섬유/직물이 예시적이다.
나일론 예비중합 용액 내로 혼입된 아연 산화물, 아디프산 및 암모늄 하이드록사이드의 용액으로 제조된 PA-6,6 및 PA-6,12 중합체로 제조된 나노섬유.
PA-6,6, (저 점도) 1,500 wppm의 아세트산; 아연 스테아레이트로부터의 205 내지 315 wppm의 아연; 존재하는 경우, 적은 구리; 및 적은 인으로 제조된 마이크로섬유.
PA-6,6, 1,500 wppm의 아세트산; 442 내지 493 wppm의 아연, 약 20 wppm의 구리로 제조되고; 10 내지 34 gsm의 코트 중량으로 방적된 스펀본드 섬유.
PA-6,6, 임의적인 PA-6, 임의적인 티타늄 다이옥사이드, 186 내지 500 wppm의 아연; 적은 인, 예를 들어, 75 wppm 미만의 적은 인으로 제조된 편직물(일부 경우에 생지).
PA-6,6 및 PA-6 및 티타늄 다이옥사이드, 1,500 wppm의 아세트산, 488 내지 510 wppm의 아연; 예를 들어, 75 wppm 미만의 적은 인으로 제조된 인터로킹 직물(Interlocking fabric).
PA-6,6, 1,500 wppm의 아세트산; 티타늄 다이옥사이드, 453 내지 503 wppm의 아연; 예를 들어, 75 wppm 미만의 적은 인; 존재하는 경우 적은 구리; 및 약 900 칼륨을 사용하는 다중-행 다이를 사용하는 방법으로부터 제조된 직물.
PA-6,6, PA-6 및 PET, 및, 예를 들어, 8,000 내지 19000 wppm의 높은 아연 함량, 및 125 wppm의 칼륨으로부터 제조된 직물.
PA-6,6, 및 495 내지 594 wppm의 아연(아연 피리티온) 및 8 내지 486 wppm의 구리로부터 제조된 원사로부터 제조된 직물.
섬유, 원사 및 직물
일부 경우에, 중합체 조성물을 사용하여 본원에 개시된 중합체 조성물로부터 형성된 항바이러스 섬유 및 원사를 제조할 수 있다. 중합체 조성물은 생성된 섬유에 영구적인 및/또는 거의 영구적인 항바이러스 특성을 부여한다. 항바이러스 섬유는 특정 양, 예를 들어 5 wppm 내지 20,000 wppm의 아연(상기 중합체 조성물 내에 분산됨), 및 특정 양, 예를 들어 10,000 ppm 미만의 인(상기 중합체 조성물 내에 분산됨)을 갖는 중합체 조성물로부터 형성될 수 있다.
항바이러스 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 의도된 용도에 적합한 임의의 직경을 가질 수 있다. 일부 양태에서, 섬유는 피부 밀착 적용에 사용하도록 의도될 수 있고, 섬유는 일반적으로 피부 밀착 적용에 적합하지 않은 카펫-관련 적용을 위해 형성된 섬유의 직경보다 작은 평균 섬유 직경을 갖는다. 예를 들어. 섬유는 20 μm 미만, 예를 들어 18 μm 미만, 17 μm 미만, 15 μm 미만, 12 μm 미만, 10 μm 미만, 7 μm 미만, 5 μm 미만, 3 μm 미만, 2 μm 미만, 1 μm 미만, 또는 0.5 μm 미만의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다.
일부 양태에서, 본원에 개시된 섬유는 마이크로, 예를 들어 1 μm 초과의 평균 섬유 직경을 갖는 섬유이다. 예를 들어, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 μm 초과, 예를 들어, 2 μm 초과, 5 μm 초과, 또는 10 μm 초과일 수 있다. 상한치에 관하여, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 20 μm 미만, 예를 들어, 15 μm 미만, 10 μm 미만, 또는 5 μm 미만의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 범위에 관하여, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 내지 20 μm, 예를 들어, 2 내지 15 μm, 또는 5 내지 10 μm일 수 있다.
일부 양태에서, 본원에 개시된 섬유는 나노섬유, 예를 들어 1 μm 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 섬유이다. 예를 들어, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 μm 미만, 예를 들어 0.9 μm 미만, 0.8 μm 미만, 0.7 μm 미만, 0.6 μm 미만, 0.5 μm 미만, 0.4 μm 미만, 0.4 μm 미만, 0.3 μm 미만, 0.2 μm 미만, 0.1 μm 미만, 0.05 μm 미만, 0.04 μm 미만, 또는 0.3 μm 미만일 수 있다. 상한치에 관하여, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 μm 미만, 예를 들어, 0.8 μm 미만, 0.6 μm 미만, 또는 0.5 μm 미만의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 범위에 관하여, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 0.02 내지 1 μm, 예를 들어, 0.02 내지 0.9 μm, 또는 0.02 내지 0.80 μm일 수 있다.
달리 표시되지 않는 한, 평균 섬유 직경을 결정하기 위한 시험 방법은 당업계에 널리 공지된 통상적인 광학 현미경을 사용하는 것일 수 있다.
일부 양상에서, 중합체 조성물은 더 낮은 데니어 수준을 갖는 항균 섬유를 형성하도록 가공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 카펫-관련 참고문헌은 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물과 함께 물에서 제조된 항균 나일론을 개시하였다. 그러나, 이들 참고문헌은 더 높은 데니어 수준(예컨대, 12 dpf 초과) 및/또는 더 높은 섬유 직경(예컨대, 20 μm 초과)의 섬유/필라멘트, 예를 들어 카펫 섬유를 개시하고, 피부 밀착 최종 적용례을 위한 섬유/직물과 관련이 없다.
본원에 사용된 "필라멘트 당 데니어" 또는 "dpf"는 개별 필라멘트, 예를 들어 모노필라멘트에 대한 섬유 두께를 지칭한다. 일부 양상에서, 항균 섬유는 12 dpf 미만, 예를 들어, 10 dpf 미만, 8 dpf 미만, 6 dpf 미만, 5 dpf 미만, 4 dpf 미만, 3 dpf 미만, 2 dpf 미만, 또는 1dpf 미만의 데니어를 갖는다. 범위에 관하여, 항균 섬유는 0.1 dpf 내지 12 dpf, 예를 들어, 0.5 dpf 내지 10 dpf, 0.1 dpf 내지 5 dpf, 0.1 dpf 내지 3 dpf, 0.1 dpf 내지 2 dpf, 0.5 dpf 내지 3 dpf, 1 dpf 내지 8 dpf, 2 dpf 내지 6 dpf, 또는 3 dpf 내지 5 dpf의 데니어를 갖는다. 하한치에 관하여, 항균 섬유는 0.1 dpf 초과, 예를 들어 0.5 dpf 초과, 0.8 dpf 초과, 1 dpf 초과, 2 dpf 초과, 4 dpf 초과, 또는 6 dpf 초과의 데니어를 갖는다.
섬유로 직물을 만들 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 방사되어 원사를 형성할 수 있다. 그 다음, 원사는 편직(knitting) 및/또는 제직(weaving)에 사용되어 중합체 조성물의 항바이러스 특성을 나타내는 직물을 제공할 수 있다. 이러한 직물로 만든 의복은 일반적인 마모를 견딜 수 있고, 편직 또는 제직 중에 마모되는 경향이 있는 임의의 코팅, 도핑 또는 국소 처리를 회피한다. 마모 과정은 기계와 직물에 먼지를 일으키고, 일반적인 착용 및 세탁 시 의복의 유효 사용 시간을 단축시킨다.
일부 경우에, 섬유는 다중 성분 섬유, 예를 들어 이성분 섬유일 수 있고, 이때 하나 이상의 성분은 중합체 조성물을 사용한다. 하나의 예는 순수한 나일론 코어 주변의 나일론/아연 외장이다.
섬유의 제조 방법
일부 양상에서, 섬유, 예를 들어 폴리아미드 섬유는 용융 중합 공정에서 형성된 중합체를 압출함으로써 제조된다. 중합체 조성물의 용융 중합 공정 동안, 염 용액과 같은 단량체 수용액은 온도, 시간 및 압력의 제어된 조건 하에 가열되어 물을 증발시키고 단량체의 중합을 수행하여 중합체 용융물을 생성한다. 용융 중합 공정 동안, 중합 전에 중합체 조성물을 형성하기 위해 충분한 양의 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물이 단량체 수용액에 사용된다. 광택제거제, 안료 및 추가적인 항바이러스제와 같은 추가적인 성분을 단량체 수용액에 사용할 수도 있다. 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물이 단량체 수용액에 존재한 후, 중합체 조성물이 중합될 수 있다. 중합된 중합체는 이후에 섬유로 압출될 수 있다. 일부 경우에, 중합된 중합체는, 예를 들어 하기 논의된 바와 같이 고-접촉 제품을 제조하는 데 사용하기 위해 다른 형상으로 압출될 수 있다.
일부 양태에서, 중합체 조성물로부터 거의 영구적인 항바이러스 특성을 갖는 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)를 제조하는 방법은 단량체 수용액을 제조하는 단계, 단량체 수용액 내에 분산된 아연 화합물 중 10 wppm 내지 20,000 wppm의 아연을 첨가하는 단계, 인 화합물 중 0.01 중량% 내지 1 중량%의 인을 첨가하는 단계, 단량체 수용액을 중합하여 중합체 용융물을 형성하는 단계, 및 중합체 용융물을 압출하여 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품, 예를 들어, 고-접촉 제품 및/또는 고-접촉 제품의 표면 층)를 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 양태에서, 중합체 조성물은 아연 및 인이 첨가된 후 생성된 단량체 수용액을 포함한다. 일부 양상에서, 중합체 용융물은 압출되어 전술한 필라멘트 당 데니어를 갖는 항바이러스 섬유를 형성할 수 있다.
일부 양태에서, 상기 방법은 단량체 수용액을 제조하는 단계를 포함한다. 단량체 수용액은 아미드 단량체를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 단량체 수용액 중 단량체의 농도는 60 중량% 미만, 예를 들어, 58 중량% 미만, 56.5 중량% 미만, 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 35 중량% 미만, 또는 30 중량% 미만이다. 일부 양태에서, 단량체 수용액 중 단량체의 농도는 20 중량% 초과, 예를 들어, 25 중량% 초과, 30 중량% 초과, 35 중량% 초과, 40 중량% 초과, 45 중량% 초과, 50 중량% 초과, 55 중량% 초과, 또는 58 중량% 초과이다. 일부 양태에서, 단량체 수용액 중 단량체의 농도는 20 중량% 내지 60 중량%, 예를 들어, 25 중량% 내지 58 중량%, 30 중량% 내지 56.5 중량%, 35 중량% 내지 55 중량%, 40 중량% 내지 50 중량%, 또는 45 중량% 내지 55 중량%이다. 단량체 수용액의 나머지는 물 및/또는 추가적인 첨가제를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 단량체는 이산 및 다이아민을 포함하는 아미드 단량체, 즉 나일론 염를 포함한다.
일부 양태에서, 단량체 수용액은 나일론 염 용액이다. 나일론 염 용액은 다이아민 및 이산을 물과 혼합함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 물, 다이아민 및 다이카복실산 단량체를 혼합하여 염 용액을 형성할 수 있다(예를 들어, 아디프산 및 헥사메틸렌 다이아민을 물과 혼합함). 일부 양태에서, 이산은 다이카복실산일 수 있고, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 피멜산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 운데칸이산, 도데칸이산, 말레산, 글루타콘산, 트라우마트산, 무콘산, 1,2- 또는 1,3-사이클로헥산 다이카복실산, 1,2- 또는 1,3-페닐렌다이아세트산, 1,2- 또는 1,3-사이클로헥산 다이아세트산, 이소프탈산, 테레프탈산, 4,4'-옥시비스벤조산, 4,4-벤조페논 다이카복실산, 2,6-나프탈렌 다이카복실산, p-t-부틸 이소프탈산 및 2,5-퓨란다이카복실산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 양태에서, 다이아민은 에탄올 다이아민, 트라이메틸렌 다이아민, 푸트레신, 카다베린, 헥사메틸렌 다이아민, 2-메틸 펜타메틸렌 다이아민, 헵타메틸렌 다이아민, 2-메틸 헥사메틸렌 다이아민, 3-메틸 헥사메틸렌 다이아민, 2,2-다이메틸 펜타메틸렌 다이아민, 옥타메틸렌 다이아민, 2,5-다이메틸 헥사메틸렌 다이아민, 노나메틸렌 다이아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트라이메틸 헥사메틸렌 다이아민, 데카메틸렌 다이아민, 5-메틸노난 다이아민, 이소포론 다이아민, 운데카메틸렌 다이아민, 도데카메틸렌 다이아민, 2,2,7,7-테트라메틸 옥타메틸렌 다이아민, 비스(p-아미노사이클로헥실)메탄, 비스(아미노메틸)노르보르난, 하나 이상의 C1-C4 알킬 기로 임의적으로 치환된 C2-C16 지방족 다이아민, 지방족 폴리에터 다이아민 및 퓨란산 다이아민, 예컨대 2,5-비스(아미노메틸)퓨란, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직한 양태에서, 이산은 아디프산이고, 다이아민은 중합되어 나일론-6,6을 형성하는 헥사메틸렌 다이아민이다.
다이아민 및 이산으로부터 폴리아미드를 제조하는 개념은 또한 다른 적합한 단량체, 예컨대, 아미노산 또는 락탐의 개념을 포괄함이 이해되어야 한다. 범위에 비제한적으로, 아미노산의 예는 6-아미노헥산산, 7-아미노헵탄산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 범위에 비제한적으로, 락탐의 예는 카프로락탐, 에난토락탐, 로릴락탐 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 개시된 방법에 적합한 공급물은 다이아민, 이산, 아미노산 및 락탐의 혼합물을 포함할 수 있다.
물론, 전술한 바와 같이, 폴리아미드는 개시된 공정에서 사용될 수 있는 단지 한 유형의 중합체일 뿐이다. 또한, 다른 중합 반응물/반응이 고려된다.
단량체 수용액을 제조한 후, 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물을 단량체 수용액에 첨가하여 중합체 조성물을 형성한다. 일부 양태에서, 20,000 ppm 미만의 아연 및/또는 20,000 ppm 미만의 구리가 단량체 수용액 내에 분산된다. 일부 양상에서, 추가의 첨가제, 예를 들어 추가적인 항바이러스제가 단량체 수용액에 첨가된다.
일부 경우에, 중합체 조성물은 통상적인 용융 중합 공정을 사용하여 중합된다. 한 양상에서, 단량체 수용액은 시간, 온도 및 압력의 제어된 조건 하에 가열되어 물을 증발시키고, 단량체의 중합에 영향을 미치고, 중합체 용융물을 제공한다. 일부 양상에서, 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물의 사용은 유리하게는 중합체 조성물의 상대 점도를 개선할 수 있고, 염색 동안 아연 및/또는 구리 화합물의 추출 속도를 감소시킬 수 있고, 생성된 항바이러스 섬유의 염색성을 향상시킨다.
일부 양상에서, 항바이러스 나일론은 나일론 염의 통상적인 용융 중합에 의해 제조된다. 전형적으로, 나일론 염 용액은 압력(예컨대, 250 psig/1,825 x 103 n/m2) 하에, 예를 들어 약 245℃의 온도로 가열된다. 그 다음, 수증기는, 온도를, 예를 들어, 약 270℃로 증가시키면서, 압력을 대기압으로 감소시켜 배출된다. 중합 전에, 아연 및/또는 구리, 및 임의적으로 인이 나일론 염 용액에 첨가된다. 생성된 용융 나일론은 섬유 또는 기타 제품으로 압출 및/또는 성형되기 전에 평형을 이루도록 소정 기간 동안 이러한 온도에서 유지된다. 일부 양상에서, 공정은 회분식 또는 연속식 공정으로 수행될 수 있다.
일부 양태에서, 용융 중합 동안, 아연 화합물, 예를 들어 아연 산화물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물, 예를 들어 벤젠 포스핀산이 단량체 수용액에 첨가된다. 항바이러스 섬유(또는 다른 항바이러스 제품)는 마스터배치 공정이 아닌 용융 중합 공정에서 제조되는 폴리아미드를 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 생성된 섬유는 거의 영구적인 항바이러스 특성을 갖는다.
마스터배치는 더 많은 양의 AM/AV 화합물을 사용할 수 있다(본원에 개시된 더 높은 범위 참고). 유리하게는, 마스터배치가 원하는 아연 로딩 수준을 달성하기 위한 한 가지 방법으로 사용될 수 있다.
항바이러스제는 용융 중합 동안 폴리아미드에 첨가될 수 있고, 그 후에, 섬유(또는 다른 제품)는 압출 및/또는 성형으로부터 형성될 수 있다. 물론, 다른 섬유 형성 방법도 고려된다. 형성된 섬유는 방적되어 직물에 항바이러스 특성을 제공하기 위해 편직 및/또는 제직에 사용되는 결과적인 원사를 형성할 수 있다. 폴리아미드가 본 개시내용의 한 양상을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 본 개시내용의 범주를 벗어나지 않으면서, 다수의 중합체가 본원에 사용될 수 있음이 이해된다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 섬유를 생성하기 위해 압출된다. 압출 공정 자체는 혼합물을 용융시킬 만큼 충분히 높은 혼합물의 온도에 따라 달라진다. 용융 단계는 별도의 단계이거나, 혼합 공정 또는 압출 공정의 일부일 수 있다. 혼합물이 충분히 높은 온도에 있을 때, 혼합물은 통상적인 메커니즘을 사용하여 압출될 수 있다. 이어서, 섬유는 의도된 최종 용도에 따라 원사 또는 다른 직물로 연신, 권축, 절단 및 방적될 수 있다. 일부 양태에서, 이어서, 원사가 염색된다.
부직 중합체 구조
본 개시내용은 또한 본원에 개시된 중합체 조성물로부터 형성된 부직 중합체 구조, 또는 부직 제품에 관한 것이다. 중합체 조성물은 생성된 부직 제품에 영구적 및/또는 거의 영구적인 항바이러스 특성을 부여한다. 항바이러스성 부직 제품은 특정 양, 예를 들어 5 wppm 내지 20,000 wppm의 아연 및/또는 구리(중합체 조성물 내에 분산됨), 및 특정 양, 예를 들어 10,000 ppm 미만의 인(중합체 조성물 내에 분산됨)을 갖는 중합체 조성물로부터 형성될 수 있다.
일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 용융 방사(melt spinning) 또는 용융 취입(melt blowing)을 통해 형성된다. 일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 용액 방사(solution spinning)를 통해 형성된다. 일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 스펀본딩(spunbonding)을 통해 형성된다. 부직 중합체 구조를 제조하는 통상적인 방법을 사용하여 본원에 기재된 중합체 조성물로부터 부직 제품을 형성할 수 있다. 예시적인 방법은 미국 특허공개 제2018/0371656호(본원에 참조로 혼입됨)에 기술되어 있다.
일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 25 μm 미만, 예를 들어, 20 μm 미만, 15 μm 미만, 10 μm 미만, 또는 10 μm 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 섬유를 포함한다. 일부 양태에서, 본원에 개시된 부직 중합체 구조는 마이크로, 예를 들어 1 μm 초과의 평균 섬유 직경을 갖는 섬유이다. 예를 들어, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 μm 초과, 예를 들어, 2 μm 초과, 5 μm 초과, 또는 10 μm 초과일 수 있다. 범위에 관하여, 마이크로섬유의 평균 섬유 직경은 1 내지 20 μm, 예를 들어, 2 내지 15 μm, 또는 5 내지 10 μm일 수 있다.
일부 양태에서, 본원에 개시된 부직 중합체 구조는 나노섬유이고, 예를 들어 섬유는 nm로 측정된 평균 섬유 직경을 갖는다. 예를 들어, 부직 중합체 구조의 섬유는 1 μm 미만, 예를 들어, 950 nm 미만, 900 nm 미만, 850 nm 미만, 또는 800 nm 미만의 평균 섬유 직경을 갖는다. 하한치에 관하여, 부직 중합체 구조의 섬유는 10 nm 초과, 50 nm 초과, 100 nm 초과, 또는 150 nm 초과의 평균 섬유 직경을 갖는다. 일부 양태에서, 섬유의 20% 미만, 예를 들어, 15% 미만, 12% 미만, 10% 미만 또는 8% 미만은 700 nm 초과의 직경을 갖는다.
부직 중합체 구조의 제조 방법
본 개시내용은 또한 항바이러스 특성을 갖는 부직 중합체 구조의 제조 방법을 제공한다. 특히, 본 개시내용은 본원에 제공된 임의의 중합체 조성물을 제공하고, 이로부터 부직 중합체 구조를 형성함으로써, 부직 중합체를 제조하는 것을 기재한다. 이러한 방법에 의해, 부직 중합체 구조는 본원에 기재된 임의의 중합체 조성물로부터 제조될 수 있다.
상기 논의된 섬유의 제조 방법과 마찬가지로, 부직 중합체 구조의 제조 방법은 단량체 수용액을 제조하는 것을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 단량체 수용액은 나일론 염 용액이다. 이와 같이, 나일론 염 용액은 다이아민 및 이산을 물과 혼합함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 물, 다이아민 및 다이카복실산 단량체를 혼합하여 염 용액을 형성한다(예를 들어, 아디프산 및 헥사메틸렌 다이아민을 물과 혼합함). 일부 양태에서, 이산은 다이카복실산일 수 있고, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 피멜산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 운데칸이산, 도데칸이산, 말레산, 글루타콘산, 트라우마트산, 무콘산, 1,2- 또는 1,3-사이클로헥산 다이카복실산, 1,2- 또는 1,3-페닐렌다이아세트산, 1,2- 또는 1,3-사이클로헥산 다이아세트산, 이소프탈산, 테레프탈산, 4,4'-옥시비스벤조산, 4,4-벤조페논 다이카복실산, 2,6-나프탈렌 다이카복실산, p-t-부틸 이소프탈산 및 2,5-퓨란다이카복실산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 양태에서, 다이아민은 에탄올 다이아민, 트라이메틸렌 다이아민, 푸트레신, 카다베린, 헥사메틸렌 다이아민, 2-메틸 펜타메틸렌 다이아민, 헵타메틸렌 다이아민, 2-메틸 헥사메틸렌 다이아민, 3-메틸 헥사메틸렌 다이아민, 2,2-다이메틸 펜타메틸렌 다이아민, 옥타메틸렌 다이아민, 2,5-다이메틸 헥사메틸렌 다이아민, 노나메틸렌 다이아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트라이메틸 헥사메틸렌 다이아민, 데카메틸렌 다이아민, 5-메틸노난 다이아민, 이소포론 다이아민, 운데카메틸렌 다이아민, 도데카메틸렌 다이아민, 2,2,7,7-테트라메틸 옥타메틸렌 다이아민, 비스(p-아미노사이클로헥실)메탄, 비스(아미노메틸)노르보르난, 하나 이상의 C1-C4 알킬 기로 임의적으로 치환된 C2-C16 지방족 다이아민, 지방족 폴리에터 다이아민 및 퓨란산 다이아민, 예컨대 2,5-비스(아미노메틸)퓨란, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직한 양태에서, 이산은 아디프산이고, 다이아민은 중합되어 나일론-6,6을 형성하는 헥사메틸렌 다이아민이다.
단량체 수용액을 제조한 후, 아연 화합물, 구리 화합물 및/또는 인 화합물을 단량체 수용액에 첨가하여 중합체 조성물을 형성한다. 일부 양태에서, 20,000 ppm 미만의 아연 및/또는 20,000 ppm 미만의 구리가 단량체 수용액 내에 분산된다. 일부 양태에서, 예를 들어 5 wppm 내지 20,000 ppm의 아연 화합물, 5 wppm 내지 20,000 wppm의 구리 화합물, 및 0.005 내지 1 중량%의 인 화합물이 단량체 수용액 내에 분산된다. 일부 양상에서, 추가의 첨가제, 예를 들어 추가적인 항바이러스제가 단량체 수용액에 첨가된다.
단량체 수용액으로부터 부직 중합체 구조가 형성될 수 있다. 중합체 용액으로부터 부직 중합체 구조를 형성하는 다수의 방법이 당업자에게 공지되어 있다. 이들은 중합체 용액으로부터 부직 중합체 용액을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 용융 방사를 통해 형성된다. 일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 용융 취입을 통해 형성된다. 일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 용액 방사를 통해 형성된다. 일부 양태에서, 부직 중합체 구조는 스펀본딩을 통해 형성된다. 일부 양태에서, 용융 취입, 용융 방사, 용액 방사 및/또는 스펀본딩의 조합이 이용된다.
일부 양태에서, 단일 행 다이(single row die)와 비교하여 다중-행 다이의 사용은 섬유/직물을 생산하기 위해 사용될 수 있다. RV와 같은 중합체 조성물의 조성 및 특징은 다중-행 다이의 사용을 허용한다. 이와 같이, 섬유/직물을 제조하는 공정은 결과적으로 추가적인 공정 이점, 예를 들어, 적어도 부분적으로 중합체 조성물의 특성에 기인하는 증가된 생산 속도를 갖는다.
적용례
본 개시내용은 항바이러스 중합체 조성물, 및 이로부터 형성된 섬유, 직물 및 부직 중합체 구조의 다양한 적용례에 관한 것이다. 전술한 바와 같이, 이러한 제품은 영구적인, 예를 들어 거의 영구적인 항바이러스 특성을 나타낸다. 따라서, 중합체 조성물은 바이러스 감염 및/또는 병인에 대한 장기간의 보호가 바람직할 수 있는 다양한 제품 중 임의의 것에 혼입될 수 있다.
일부 양상에서, 의료 제품 또는 기기는 본원에 기재된 중합체 조성물을 사용하여 제조될 수 있다. 일부 양태에서, 예를 들어, 의료 제품 또는 기기는 중합체 조성물로부터 형성된 섬유, 원사 또는 직물로부터 제조될 수 있다. 일부 양태에서, 의료 제품 또는 기기는 중합체 조성물로부터 형성된 부직 중합체 구조로부터 제조될 수 있다.
섬유 및/또는 부직 중합체 구조가 영구적인 AM/AV 특성을 나타내기 때문에, 의료 제품 또는 기기는 AM/AV 항바이러스 특성도 나타낼 수 있다. 따라서, 일부 경우에, 의료 제품 또는 기기를 재사용할 수 있다. 특정 예는 상처 관리 제품, 예를 들어 붕대, 시트 및 거즈를 포함한다.
중합체 조성물을 사용하여 제조될 수 있는 의료 제품 또는 기기의 예는 마스크, 물수건, 수건, 가운, 보호복 또는 보호망을 포함한다.
예를 들어, 상기 중합체 조성물은 항바이러스 특성을 갖는 마스크, 예를 들어 수술용 마스크, 시술용 마스크, 의료용 마스크 및/또는 방진 마스크의 제조에 사용될 수 있다. 마스크의 항바이러스 특성은, 예를 들어 의료 종사자 또는 더 많은 집단의 구성원 사이에서 및/또는 중에서, 바이러스의 전파 및/또는 감염으로부터 보호하는 데 특히 유용할 수 있다. 마스크의 구조는 특별히 한정되지 않고, 임의의 공지된 구조가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 마스크는 착용자의 편안함과 통기성을 제공하면서, (예를 들어, 전파에 대한) 적절한 보호를 보장하도록 설계된다. 일부 경우에, 마스크는 다수의 층, 예를 들어 하나 이상의 층, 2개 이상의 층, 또는 3개 이상의 층을 포함한다. 일부 양태에서, 마스크의 하나 이상의 층은 본 개시내용에 따른 직물에 의해 형성될 수 있다. 일부 양태에서, 마스크의 하나 이상의 층은 본 개시내용에 따른 부직 중합체 구조에 의해 형성될 수 있다. 일부 양상에서, 마스크는 2개 이상의 층의 부직 중합체 구조로 형성될 수 있다. 일부 양상에서, 마스크는 하나 이상의 층의 항바이러스 부직 중합체 구조(본원에 개시됨)와 조합된 하나 이상의 층의 항바이러스 직물(본원에 개시됨)을 추가로 포함한다.
또 다른 예로서, 중합체 조성물은 필터, 예를 들어 에어 필터(air filter), HEPA 필터, 자동차 캐빈 에어 필터 또는 항공기 에어 필터의 제조에 사용될 수 있다. 필터의 항바이러스 특성은, 예를 들어 공기 유동 장치(예컨대, HVAC)에 의한 바이러스의 전파 및/또는 감염으로부터 보호하는 데 특히 유용할 수 있다. 필터의 구조는 특별히 제한되지 않고, 임의의 공지된 구조가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 필터는 적절한 투과성을 제공하면서 (예를 들어, 전파에 대한) 적절한 보호를 보장하도록 설계된다. 일부 경우에, 필터는 다수의 층, 예를 들어 하나 이상의 층, 2개 이상의 층, 또는 3개 이상의 층을 포함한다. 일부 양태에서, 필터의 하나 이상의 층이 본 개시내용에 따른 직물에 의해 형성될 수 있다. 일부 양태에서, 필터의 하나 이상의 층은 본 개시내용에 따른 부직 중합체 구조에 의해 형성될 수 있다. 일부 양상에서, 필터는 2개 이상의 층의 부직 중합체 구조로 형성될 수 있다. 일부 양상에서, 필터는 하나 이상의 층의 항바이러스 부직 중합체 구조(본원에 개시됨)와 조합된 하나 이상의 층의 항바이러스 직물(본원에 개시됨)을 추가로 포함한다.
보다 일반적인 예로서, 중합체 조성물은 임의의 다양한 용도를 가질 수 있는 층상 구조의 제조에 사용될 수 있다. 층상 구조는, 예를 들어 기재된 중합체 조성물을 포함하는 항바이러스 부직 층 및 추가적인 층을 포함할 수 있다. 중합체 조성물을 층상 구조로 혼입하면 바이러스의 감염 및/또는 병인을 제한, 감소 또는 억제하는 것과 같은 항바이러스 특성을 갖는 층상 구조를 제공한다. 일부 경우에, 층상 구조는 진입 억제제, 역전사효소 억제제, DNA 폴리머라제 억제제, m-RNA 합성 억제제, 프로테아제 억제제, 인테그라제 억제제 또는 면역조절제, 또는 이들의 조합을 임의적으로 포함하는 추가적인 항바이러스제를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 층 구조는 중합체 조성물로부터 생성된 나노섬유의 직물을 포함한다. 일부 경우에, 층 구조는 중합체 조성물로부터 생성된 부직 중합체 구조를 포함한다.
당업자는 항바이러스 특성을 나타내는 섬유, 원사, 직물 및 부직 중합체 구조가 임의의 다양한 용도를 위해 텍스타일과 같은 다른 제품에 바람직하게 혼입될 수 있음을 이해할 것이다.
고-접촉 제품
중합체 조성물은 고-접촉 제품의 제조에 사용될 수 있다. 고-접촉 제품은 사용자가 취급하거나(예컨대, 만지거나), 통상적인 사용 중에 사용자와 접촉하는 임의의 제품일 수 있다. 중합체 조성물은 임의의 설정에서 사용되는 고-접촉 제품에 사용될 수 있다.
일부 양태에서, 개시된 중합체 조성물 단독은 고-접촉 제품을 제조하는 데 사용된다. 달리 말하면, 고-접촉 제품은 중합체 조성물로 전체적으로 구성될 수 있다. 일부 양태에서, 개시된 중합체 조성물은 고-접촉 제품의 성분이다. 예를 들어, 중합체 조성물은 고-접촉 제품 상에 층(예를 들어, 표면 코팅)을 형성할 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 본원에 기재된 중합체 조성물은 항바이러스 특성을 나타내고, 이러한 특성은 중합체 조성물의 특정 특징에 의해 놀랍게도 향상될 수 있다. 예를 들어, 친수성 및/또는 흡습성 중합체의 사용은 중합체 조성물의 항바이러스 활성을 개선(예를 들어, 증가)시킨다. 따라서, 중합체 조성물은 전형적인 사용 동안 수분과 접촉하는 고-접촉 제품에 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 마스크(예컨대, 의료용 마스크) 및 에어 필터(예컨대, HVAC 필터, 자동차 필터, 항공기 필터)에 특히 유용할 수 있다.
고-접촉 제품의 제조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 방법이 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 예를 들어, 고온 용융 중합(예를 들어, 섬유 및 부직 중합체 구조와 관련하여 상기 논의된 바와 같음)을 사용하여 중합체 조성물을 제조할 수 있고, 이는, 이어서 고-접촉 제품으로 압출 및/또는 형성될 수 있다.
하기 예는 예시적이고, 고-접촉 제품의 정의를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
일부 경우에, 고-접촉 제품이, 예를 들어 학술, 비즈니스 또는 의료 환경에서 사용하기 위한 가구의 조각 또는 일부일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 의자(예를 들어, 의자 베이스, 의자 손잡이, 의자 등받이 또는 의자 다리의 일부 또는 전부), 탁자(예컨대, 탁상 또는 탁자 다리의 일부 또는 전부), 책상(예컨대, 책상 상부 또는 책상 다리의 일부 또는 전부), 선반 또는 침대(예컨대, 침대 프레임, 침대 난간, 침대 다리, 머리판 또는 발판의 일부 또는 전부)의 제조에 사용될 수 있다.
일부 경우에, 고-접촉 제품은 소비자 제품, 예를 들어 소비자 전자제품의 조각 또는 일부일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 휴대폰, 컴퓨터의 컴포넌트(예를 들어, 데스크탑 컴퓨터 또는 랩탑 컴퓨터의 하우징, 디스플레이, 키보드 또는 마우스), 주방 또는 요리용 아이템의 컴포넌트(예컨대, 냉장고, 오븐, 스토브, 레인지, 전자레인지, 취사 도구(cookware) 또는 조리 기구(cooking utensil)) 또는 개인 위생 제품의 컴포넌트(예컨대, 칫솔, 헤어 브러시, 빗, 변기, 변기 커버, 면도기 또는 에어 필터)의 제조에 사용될 수 있다.
일부 경우에, 고-접촉 제품이 의료 장비의 조각 또는 일부일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 모니터 장비(예를 들어, 혈압 모니터 또는 초음파 프로브), 방사선 장비(예를 들어, MRI 기계 또는 CT 기계의 일부), 인공호흡기 또는 환자 이송 시트의 제조에 사용될 수 있다.
일부 경우에, 고-접촉 제품은 텍스타일 제품의 조각 또는 일부일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 의복, 의료 가운, 의료 마스크, 의료 드레이프(drape), 환자 이송 슬립 시트, 커튼, 침구(예를 들어, 침대 시트, 이불, 이불 커버, 베개 또는 베개 커버), 또는 러기지(예컨대, 여행 가방 또는 의복 가방), 신발(예컨대, 신발 갑피, 신발 안감 또는 신발용 재봉실)의 제조에 사용될 수 있다.
일부 경우에, 고-접촉 제품은 성형품(molded article)일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 포장(예를 들어, 일회용 또는 재사용가능한 식품 및/또는 액체 포장), 자동차 부품 또는 컴포넌트, 기계 부품, 장난감, 악기, 가구 또는 저장 용기의 제조에 사용될 수 있다.
다른 특정 예로서, 중합체 조성물은 AM/AV 케이블 타이를 제조하는 데 사용될 수 있다. 이때, AM/AV 특성과 기계적 강도의 조합은 시너지 효과를 낸다.
전술한 바와 같이, 중합체 조성물의 중합체는 친수성 및/또는 흡습성일 수 있다. 이것은 작동 중에 습기에 노출될 수 있는 특정 고-접촉 제품(및 본원에 언급된 기타 적용례)에 특히 유용할 수 있다. 수분(예컨대, 피부, 땀 또는 타액에 존재하는 수분)은 일반적으로 바이러스 전파를 촉진하고, 친수성 및/또는 흡습성 중합체 조성물은 바이러스-함유 수분을 끌어들일 수 있다. 특히, 수분은 조성물(예를 들어, 고-접촉 제품의 표면)에 유인될 수 있고, 이어서, 조성물은 그 안에 함유된 바이러스를 죽일 수 있다. 따라서, 개시된 중합체 조성물은 바이러스의 전파를 크게 감소시키는 고-접촉 제품을 형성하는 데(전체적으로 또는 부분적으로) 사용될 수 있다.
상기 개시된 다른 특징 및 기능의 변형, 또는 이의 대안이 많은 다른 시스템 또는 적용례로 조합될 수 있음을 이해할 것이다. 현재 예측되지 않거나 예상되지 않은 다양한 이의 대안, 수정, 변형 또는 개선이 후속적으로 당업자에 의해 이루어질 수 있고, 이는 또한 하기 청구범위 또는 이의 균등물에 포함되도록 의도된다.
실시예
예시적인 중합체 조성물의 샘플은 표 1에 제시된 중합체 및 아연 화합물, 예를 들어, 아연 산화물, 아연 암모늄 아디페이트 및/또는 아연 스테아레이트를 사용하여 제조된다. 베이스 중합체는 나일론-6,6; 나일론-6; 올레핀 중합체, 스판덱스, 및/또는 장쇄 중합체, 예를 들어, 나일론-6,12를 포함하였다. 일부 샘플에서, 중합체 조성물은 추가적인 성분, 예를 들어 구리 화합물을 포함하였다. 각각의 샘플의 (나일론) 중합체는 나일론-6,6 염을 원하는 농도가 되도록 증발기에서 처리한 후, 오토클레이브에서 중합하는 회분식 공정으로 제조하였다. 달리 명시되지 않는 한, 아연 화합물(및 임의의 추가적인 성분)을 중합 전에 증발 단계에서 염 용액에 첨가하였다.
이어서, 중합체 조성물을 사용하여 용융 취입(부직물의 경우), 스펀본딩, 또는 중합체 조성물의 방사, 연신 및 텍스처링(texturing)(편직물의 경우)에 의해 섬유/직물을 형성하였다. 조성물 및/또는 섬유/직물의 아연 함량을 측정하고 기록하였다.
중합체 조성물은 ISO20743:2013에 따라 클렙시엘라 뉴모니아에 효능에 대해 시험되었다. 샘플의 조성 및 형태 및 클렙시엘라 뉴모니아에 효능 결과를 표 1에 로그 감소로 나타냈다.
또한, 중합체 조성물은 ISO20743:2013, ASTM E3160(2018) 및 AATCC 100에 따라 스타필로코커스 아우레우스 효능에 대해 시험되었으며, 중합체 조성물은 ASTM E3160(2018)에 따라 에스케리치아 콜라이 효능에 대해 시험되었다. 일부 경우에, 표 1에 기술된 바와 같이 제조된 샘플을 스타필로코커스 아우레우스 효능에 대해 추가로 시험하였다. 다른 경우에, 추가적인 새로운 샘플을 제조하고 시험하였다.
샘플의 조성 및 형태, 스타필로코커스 아우레우스 및 에스케리치아 콜라이 효능 결과를 각각 로그 감소로 표 2 및 표 3에 나타냈다.
전술한 아연 화합물, 및 임의적으로 구리 및/또는 인 화합물의 사용은 개선되지는 않았더라도 적절한 가공성을 제공한다는 점에 주목한다. 예를 들어, 이러한 제형의 사용은 용융 취입에 적합한 상대 점도를 제공한다. 통상적인 조성물은 특정 양의 성분을 사용하지 않으며, 그 자체로 원하는 상대 점도를 달성할 수 없으며, 이는 또한 일부 특정 크기의 섬유를 생산할 수 없는 것과 같은 가공 어려움에 기여한다. 한 예로서, 카펫 섬유 형성(훨씬 더 높은 섬유 직경/데니어)에 적합한 중합체 제형(더 높은 RV를 가짐)은 용융 취입 또는 스펀본딩 장비에서 사용할 수 없는 것으로 밝혀졌다.
[표 1]
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
표 1에 나타낸 바와 같이, 본원에 기재된 중합체 조성물로부터 형성된 섬유/직물은 우수한 클렙시엘라 뉴모니아에 감소 효능을 나타냈다. 일반적으로 말해서, (임의적으로 다른 특징과 함께) 개시된 양의 아연(및 임의적으로 구리)의 조합은 놀랍게도, 예를 들어 0.9 초과, 2.0 초과 또는 3.0 초과의 높은 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 제공하였다.
스타필로코커스 아우레우스 결과는 표 2에 제시된다.
[표 2]
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
표 2에 나타낸 바와 같이, 본원에 기재된 중합체 조성물로부터 형성된 섬유/직물은 우수한 스타필로코커스 아우레우스 감소 효능을 나타냈다. 일반적으로 말해서, (임의적으로 다른 특징과 함께) 개시된 양의 아연(및 임의적으로 구리)의 조합은 놀랍게도, 예를 들어 0.8 초과, 2.0 초과 또는 3.0 초과의 높은 스타필로코커스 아우레우스 로그 감소를 제공한다.
에스케리치아 콜라이 효능 결과는 표 3에 제시된다.
[표 3]
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
표 3에 나타낸 바와 같이, 본원에 기재된 중합체 조성물로부터 형성된 섬유/직물은 우수한 에스케리치아 콜라이 감소 효능을 나타냈다. 일반적으로 말해서, (임의적으로 다른 특징과 함께) 개시된 양의 아연(및 임의적으로 구리)의 조합은 놀랍게도, 예를 들어 1.5 초과, 2.0 초과 또는 3.0 초과의 높은 에스케리치아 콜라이 로그 감소를 제공한다.
일반적인 결과 외에도, 일부 특정 조성물(제형 및/또는 섬유/직물)은 매우 높은 클렙시엘라 뉴모니아에, 스타필로코커스 아우레우스 및/또는 에스케리치아 콜라이 로그 감소 효능, 예를 들어 특히 시너지 결과를 나타냈다.
예를 들어, 아연 농도가 265 ppm 미만으로 유지되고, 섬유 직경이 1 μm 내지 25 μm 내로 유지될 때, 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능은 10 또는 20의 세척 주기 후 1.62보다 컸다(샘플 C14 및 C15 참고). 이것은 특정 섬유 직경과 더 낮은 아연 함량이 예기치 않게 아연 보유율 개선으로 이어져 놀라운 효능을 제공한다는 것을 나타낸다. 대조적으로, 샘플 A13은 더 높은 아연 함량과 더 작은 섬유 직경(나노)을 사용했고, 좋은 결과를 나타냈지만, 샘플 C14 및 C15만큼 좋지는 않았다(1.62 대 1.79 및 2.76).
다른 예로서, 아연 농도(아연 암모늄 아디페이트로부터)가 425 wppm 내지 525 wppm(442 내지 493)이고, 구리 농도가 5 wppm 내지 35 wppm(18 내지 21)이고, 섬유가 스펀본드일 때(샘플 D6 내지 D8 참고), 효능은 3.5 초과(3.51, 3.98 및 4.57)로 예상치 않게 높았다. 유사하게, 스펀본드 샘플 E1 내지 E3은 438 wppm 내지 508 wppm의 아연과 19 wppm 내지 26 wppm의 구리를 사용하였고, 2.7 내지 5.4의 로그 감소를 달성하였다. 대조적으로, 샘플 N1은 용융 취입 공정에서 유사한 양의 아연(414 wppm)을 사용하고 구리를 사용하지 않으면서 우수한 효능(1.32)을 나타냈지만, 샘플 D6 내지 D8만큼 좋지는 않았다. 이때, 아연과 구리의 조합(전술한 양)은 스펀본드 섬유에 시너지 효과를 제공하였다. 스펀본드 공정은 용융 취입 공정과 다르며, 이러한 차이가 전술한 효능 개선에 기여할 수 있다고 가정한다. 스타필로코커스 아우레우스 및 에스케리치아 콜라이 효능은 또한 표에 나타난 바와 같이 놀랍고 상승적이었다.
다른 예상치 못한 예에서, 아연 농도가 328 wppm(168 wppm) 미만으로 유지되고, 아연 암모늄 아디페이트가 중합체 조성물에 사용되었을 때, 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능은 0.93보다 컸다(샘플 F13 참조). 이것은 특정 아연 화합물 및 농도가 예기치 않게 높은 효능을 제공한다는 것을 나타낸다. 이에 비해, 샘플 F11 및 F12는 더 높은 아연 함량(328)을 사용하여 좋은 결과를 나타냈지만, 샘플 F13만큼 좋지는 않았다(1.82 대 0.93). 샘플 F13이 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소(F11 및 F12와 비교)에 대해 잘 수행되었다는 것은 특히 놀랍다. 그러나, 스타필로코커스 아우레우스(1.14 대 0.83)와 에스케리치아 콜라이(2.82 대 1.16) 성능은 그다지 좋지 않았다. 이러한 시험에서, 샘플 F11 및 F12는 실제로 샘플 F13을 능가했으며, 이는 클렙시엘라 뉴모니아에에 대한 샘플 13의 예상치 못한 효능을 나타낸다.
다른 경우에, 직물을 제조한 다음, 정련하고 시험하였다. 직물을 만들기 위해, 개시된 중합체 조성물부터 제조된 섬유를 사용하였다(샘플 F2 내지 F4 참고). 아연 농도는 428 wppm 내지 464 wppm였고, 아연 암모늄 아디페이트가 중합체 조성물에 사용되었다. 이러한 직물(정련 후)에 대한 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능은 3.1보다 컸다(3.1, 3.7 및 4.0). 이것은 특정 아연 화합물과 농도가 예기치 않게 특정 직물과 잘 작동하고 정련 시험 상황에서 높은 효능을 제공한다는 것을 나타낸다. 이에 비해, 샘플 G2는 더 높은 아연 함량(488 wppm)을 사용하여 정련 후에 좋은 결과(2.14)를 나타냈지만, 샘플 F2 내지 F4만큼 좋지 않았다. 마찬가지로, 비교 샘플 O4는 5 wppm의 아연과 다른 중합체를 사용하였고, 샘플 F2 내지 F4보다 나쁜 성능을 나타냈다.
성능의 특정 개선의 다른 예로서, 중간 직물, 예를 들어 생지(염색되지 않음, 열경화 전)를 제조하였다. 직물을 제조하기 위해, 개시된 중합체 조성물로부터 제조된 섬유를 사용하였다(샘플 F8 및 F9 참조). 아연 농도 범위는 375 wppm 내지 500 wppm였다. 생지(및 편직물) 및 직물은 공지된 방법으로 제조되었다. 시험한 이러한 직물에 대한 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능은 2.2보다 큰 것으로 나타났다(5.0 및 5.2). 이는 특정 농도가 특정 생지(및/또는 편직물)와 예기치 않게 잘 작동하고, 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능 시험에서 높은 효능을 제공한다는 것을 나타낸다. 이에 비해, 샘플 G2는 더 높은 아연 함량(488 wppm)을 이용하였고, 정련 후 좋은 결과(2.14)를 나타냈다. 다른 유사한 샘플(예컨대, 샘플 F2 내지 F4, F5, F6, F8 및 F9)이 훨씬 더 잘 수행되었다. 데이터는 또한 편직물과 생지 모두 좋은 결과를 보여주지만, 동일한 제형이 다른 직물보다 생지에 더 잘 작동함을 나타낸다(생지의 경우 5.00 및 5.20 대 편직물의 경우 3.3 또는 양말의 경우 3.1, 3.7 및 4.0(F2 내지 F4)을 비교하시오). 표에 제시된 바와 같이, 스타필로코커스 아우레우스 효능도 놀랍고 상승적이었다. 이들 중 일부는 편직물에도 똑같이 유익하였다(F5 및 F7 참고).
추가적으로, 특정 조합은 여러 번의 세척 주기 후에 특히 잘 작동한다. 샘플 G4, G6 및 G7은 499 wppm 내지 510 wppm의 아연 농도를 사용하였다. 이러한 경우, 아연 보유율은 세척 횟수가 증가함에 따라 예기치 않게 개선되었다(25회 세척 후 499 wppm 대 50회 세척 후 505 wppm). 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능은 2.87보다 컸다(샘플 G4, G6 및 G7의 경우 2.87, 3.34 및 6.07). 이것은 특정 아연 화합물 및 농도 중합체 혼합물, 예를 들어 PA-6,6 및 PA-6, 및 낮은 인 함량이 예기치 않게 높은 효능을 제공한다는 것을 나타낸다. 샘플 G2는 약간 적은 아연(488 wppm)을 사용하여 좋은 결과(2.14)를 나타냈고, G4, G6 및 G7도 놀랍게도 좋은 결과를 나타냈다(2.87+ 대 2.14).
다른 예로서, 섬유/직물을 생산하기 위해 다양한 공정 특징을 사용하였다. 한 경우에, 용융 취입 공정에 다중-행 다이를 사용하였고(샘플 L1 내지 L7 참고), 이때 414 wppm 내지 503 wppm의 아연 농도를 사용하였다. 다이는 10 gsm 내지 30 gsm의 직물 중량을 제조하는 데 사용하였다. 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능은, 예를 들어 2.39 초과(샘플 L1 내지 L7의 경우 3.28, 3.76, 2.39, 2.86, 4.47, 2.89 및 3.27)로 특히 높았다. 전술한 아연 농도의 사용은 개시된 중합체 조성물이 다양한 직경 및 코트 중량을 갖는 섬유를 제조하기 위해 많은 생산 장비 옵션과 함께 이용될 수 있게 한다. 유리하게는, (개시된 중합체 제형과 함께) 다중-행 다이의 사용은 RV와 같은 기재된 중합체 조성물의 특성으로 인해 적어도 부분적으로 생산 속도를 증가시키는 이점을 제공하면서, 동시에 항바이러스 성능을 동반한다. 스타필로코커스 아우레우스 및 에스케리치아 콜라이 효능은 또한 표에 제시된 바와 같이 놀랍고 상승적이었다.
일부 경우에, 전술한 아연(및 기타 금속) 화합물 및 농도는 중합체 선택의 유연성을 허용하며, 이는 물리적, 기계적 또는 열 노화 성능과 함께 전술한 항바이러스/항균 이점의 시너지 조합을 제공한다. PET와 같은 많은 추가적인 중합체는 나일론과 조합할 때 문제가 있는 것으로 알려져 있다. PA-10, PA-12, PA-6,10 및/또는 PA-6,12와 같은 장쇄 폴리아미드와 같은 다른 나일론에도 문제가 있다. 또한, 이러한 중합체 및 중합체 혼합물에서 아연의 일관된 분산을 얻는 것이 어려운 것으로 밝혀졌다.
예를 들어, 샘플 B1은 PA-6,6과 PA-6,12의 조합과 620 wppm 내지 690 wppm의 다양한 아연 함량을 활용하였다. 생성된 섬유는 3.64의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능을 나타냈다. 우수한 효능에 더하여, 이러한 섬유는 예기치 않게 성공적으로 처리/생산될 수 있었고, 놀랍게도 클렙시엘라 뉴모니아에 효능과 기계적 성능의 시너지 조합을 가졌다.
일부 경우에, 아연 화합물은 마스터배치로, 임의적으로 제2 중합체, 예를 들어 PET와 함께 사용될 수 있다. 샘플 Q2 및 Q3은 폴리아미드, PET, 및 더 높은 농도의 아연 화합물, 예를 들어 아연 산화물을 사용하였다. 이러한 방식으로 사용될 때, 섬유는 여전히 효과적으로 생산될 수 있었다. 그리고, 생성된 섬유는 예상치 못한 스타필로코커스 아우레우스 및 에스케리치아 콜라이 로그 감소 효능을 나타냈다.
일부 경우에, 원사가 형성될 수 있고, 원사는 놀라운 결과를 나타낼 수 있다. 샘플 R2 및 R4는 PA-6,6 및 PA-6의 중합체 블렌드 및 495 wppm 및 534 wppm의 아연을 8 wppm 및 486 wppm의 구리와 함께 포함하는 중합체 조성물을 사용하였다. 공지된 방법을 사용하여 중합체 조성물로부터 원사를 제조하였다. 샘플 R2 및 R4는 원사를 효과적으로 산출했으며, 원사는 각각 2.1 및 5.7의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소 효능을 나타냈다. 상기 조합은 원사를 형성하는 데 특히 효과적이었다. 특히, 아연 대 구리의 중량비가 제한되었을 때, 효능은 상승적으로 개선되었다[R2(61:1의 비) 대 R4(1.1의 비), 2.1 대 5.7을 비교하시오]. R4의 개선은 특히 아연 함량이 높은 샘플 A3(약 700 wppm의 아연)의 성능(2.70)에 비추어 예기치 않게 증가한다. 스타필로코커스 아우레우스 및 에스케리치아 콜라이 효능은 표 2 및 3에 나타난 바와 같이 놀랍고 상승적이었다.
예를 들어, 샘플 C5 및 C8의 경우, 아연 농도를 낮은 수준(309 wppm 및 315 wppm)으로 유지하고 아연 화합물로 아연 스테아레이트를 사용하고 저 점도 중합체(50 미만의 RV)를 사용하여 점도를 낮게 유지한 경우, 스타필로코커스 아우레우스 로그 감소 효능은 1.15보다 컸다(2.30 및 3.16). 이것은 특정 아연 화합물, 특정 중합체 특성 및 더 낮은 아연 함량이 특히 마이크로섬유에서 예기치 않게 놀라운 효능을 야기함을 나타낸다. 이에 비해, 샘플 F11 및 F12는 유사한 아연 함량(328 wppm), 및 상이한 아연 화합물 및 더 높은 점도의 중합체를 사용하여 좋은 결과를 나타냈지만, 샘플 C5 및 C8만큼 좋지는 않았다(1.14 대 2.30 및 3.16). 에스케리치아 콜라이 효능이 평가되었을 때, 그 차이는 훨씬 더 극명하였다(2.82 대 6.87).
다른 예에서, 아연 화합물은 마스터배치로, 임의적으로 제2 중합체, 예를 들어 PET와 함께 사용될 수 있다. 샘플 Q2 및 Q3은 폴리아미드, PET, 및 더 높은 농도의 아연 화합물, 예를 들어 아연 산화물을 사용하였다. 이러한 방식으로 사용될 때, 섬유는 여전히 효과적으로 제조될 수 있었다. 그리고, 생성된 섬유는 2.1보다 큰(5.24 및 4.61) 스타필로코커스 아우레우스 로그 감소 효능을 나타냈다. 대조적으로, 훨씬 적은 양의 아연(200 wppm)과 동일한 중합체 조합을 사용하는 유사한 제형 Q1은 잘 수행되었지만, Q2 및 Q3만큼은 아니다(2.03 대 5.24 및 4.61).
실시예 1 내지 4: 항균 활성
본원에 기재된 중합체 조성물의 항균 활성을 평가하기 위해, 하기 비제한적인 실시예를 수행하였다.
표 4A에 나타낸 바와 같이, 중합체 및 아연 화합물을 사용하여 예시적인 중합체 조성물의 여러 샘플을 제조하였다. 베이스 중합체는 나일론-6,6을 포함하였다. 일부 샘플에서, 중합체 조성물은 추가적인 성분을 포함하였다. 각각의 샘플의 나일론-6,6 중합체는, 나일론-6,6 염을 증발기에서 처리하여 원하는 농도가 되도록 처리한 후, 일반적인 4-단계 공정을 사용하여 오토클레이브에서 중합하는 회분식 공정에 의해 제조되었다. 아연 성분(및 임의의 추가적인 성분)을 중합 전 증발 단계에서 염 용액에 첨가하였다. 이어서, 중합체 조성물을 사용하여 용융 취입(부직물의 경우) 또는 중합체 조성물의 방사, 연신 및 텍스처링(편직물의 경우)에 의해 섬유/직물을 형성하였다. 각각의 샘플의 조성 및 형태는 하기 표 4A에 보고된다.
[표 4A]
Figure pct00011
샘플을 ISO20743:2013에 따라 항균 효능(클렙시엘라 뉴모니아에 및 스타필로코커스 아우레우스)에 대해 시험하였다. 각각의 샘플을 3회 시험하였다. 결과를 표 4B에 나타낸다. 표 4B(및 하기 표 4C)의 결과는 최종 미생물 수에 대한 초기 미생물 수의 비율의 밑이 10인 로그(logarithm)인 로그 감소로서 보고된다.
[표 4B]
Figure pct00012
표에서 알 수 있듯이, 중합체 조성물은 우수한 항균 활성을 나타낸다. 특히, 아연 함량이 증가함에 따라, 예를 들어 200 wppm을 초과하면, 항균 활성(특히 클렙시엘라 뉴모니아에 대하여)이 증가한다.
항균 활성을 추가로 평가하기 위해, ASTM E3610-18에 따라 샘플을 항균 효능에 대해 시험하였다. 각각의 샘플은 3회 시험되었다. 결과를 표 4C에 나타낸다.
[표 4C]
Figure pct00013
표에서 알 수 있듯이, 중합체 조성물은 우수한 항균 활성을 나타낸다. 특히 아연 함량이 증가할수록, 항균 활성이 증가한다.
실시예 5 내지 8: 아연 보유율
항균/항바이러스 특성에 더하여, 개시된 조성물은 놀랍게도 중합체의 세척 후 개선된 아연 보유율(세척 견뢰도)을 나타냈다.
몇 가지 추가적인 실시예를 전술한 바와 같이 제조하였다. 각각의 샘플의 조성 및 형태는 하기 표 5A에 보고된다.
[표 5A]
Figure pct00014
샘플은 여러 번의 세척 주기를 거쳤다. 여러 번의 세척 주기 후에, 샘플의 아연 함량을 측정하였다. 보유율은 세척되지 않은 아연 함량과 비교하여 계산되었다. 결과를 표 5B에 나타낸다.
[표 5B]
Figure pct00015
표에서 알 수 있듯이, 중합체 조성물은 우수한 세척 견뢰도를 나타내고, 많은 경우 10회 세척 후에도 아연의 80% 초과를 보유한다.
양태
하기 사용되는 바와 같이, 일련의 양태에 대한 임의의 언급은 각각의 이러한 양태에 대한 개별적인 참조로 이해되어야 한다(예컨대, "양태 1 내지 4"는 "양태 1, 2, 3 또는 4"로 이해되어야 함).
양태 1은 영구적인 항바이러스 특성을 갖는 중합체 조성물이고, 이때 상기 조성물은 50 중량% 내지 99.9 중량%의 중합체, 1 wppm 내지 30,000 wppm의 아연, 임의적으로 아연 화합물, 및 1 중량% 미만의 인 화합물을 포함하고, 중합체 조성물은 항바이러스 특성을 나타내고, 중합체는 친수성 및/또는 흡습성이다.
양태 2는 중합체; 상기 중합체 내에 분산된 30,000 ppm 미만의 아연; 및 10,000 ppm 미만의 인을 포함하는, 영구적인 항바이러스 특성을 갖는 중합체 조성물이고; 이때 아연 대 인의 중량비는 1.3 이상:1; 또는 0.64 미만:1이고; 상기 중합체 조성물은 항바이러스 특성을 나타내고; 상기 중합체는 친수성 및/또는 흡습성이고, 예를 들어, 나일론-기반 중합체, 예컨대 PA-4T/4I; PA-4T/6I; PA-5T/5I; PA-6; PA-6,6; PA-6,6/6; 장쇄 폴리아미드(예컨대, PA-10; PA-12; PA-6,10; PA-6,12, 및 임의적으로 방향족 성분, 예를 들어, T 및 I 성분을 포함하는 다른 공지된 장쇄 변형); PA-6,6/6T; PA-6T/6I; PA-6T/6I/6; PA-6T/6; PA-6T/6I/66; PA-6T/MPMDT(이때, MPMDT는 다이아민 성분으로서 헥사메틸렌 다이아민 및 2-메틸펜타메틸렌 다이아민의 혼합물, 및 이산 성분으로서 테레프탈산을 기반으로 하는 폴리아미드임); PA-6T/66; PA-6T/610; PA-10T/612; PA-10T/106; PA-6T/612; PA-6T/10T; PA-6T/10I; PA-9T; PA-10T; PA-12T; PA-10T/10I; PA-10T/12; PA-10T/11; PA-6T/9T; PA-6T/12T; PA-6T/10T/6I; PA-6T/6I/6; PA-6T/61/12; 및 이들의 공중합체, 블렌드, 및/또는 혼합물, 및/또는 다른 조합이다.
양태 3은 아연의 적어도 일부가 이온 형태인, 양태 1 또는 2의 중합체 조성물이다.
양태 4는 친수성 및/또는 흡습성 중합체가 중합체의 총 중량을 기준으로 1.5 중량% 초과의 물을 흡수할 수 있는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 5는 중합체 조성물이 65% 초과의 아연 보유율을 갖는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 6은 5 wppm 내지 20,000 wppm의 구리 화합물을 추가로 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 7은 5 wppm 내지 20,000 wppm의 은 화합물을 추가로 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 8은 흡습성 물질을 추가로 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 9는 중합체가 흡습성을 증가시키기 위한 기능적 말단 기 변형을 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 10은 항바이러스 특성이 바이러스의 감염 및/또는 병인의 제한, 감소 또는 억제를 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 11은 중합체 조성물이 영구적인 항균 특성을 갖는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 12는 중합체 조성물이 임의적으로 진입 억제제, 역전사효소 억제제, DNA 폴리머라제 억제제, m-RNA 합성 억제제, 프로테아제 억제제, 인테그라제 억제제, 면역조절제 또는 이들의 조합을 포함하는 추가적인 항바이러스제를 추가로 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 13은 바이러스가 아데노바이러스, 헤르페스바이러스, 폭스바이러스, 리노바이러스, 콕스색키바이러스, 엔테로바이러스, 모르빌리바이러스, 코로나바이러스, 인플루엔자 A 바이러스, 조류 인플루엔자 바이러스, 돼지-기원 인플루엔자 바이러스 또는 말 인플루엔자 바이러스인, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 14는 인 화합물 대 아연 화합물의 몰비가 0.01 이상:1인, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 15는 중합체 조성물이 10 이상의 상대 점도를 갖는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 16은 티타늄 화합물을 포함하는 광택제거제를 추가로 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 17은 광택제거제가 2.0 중량% 미만의 양으로 존재하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 18은 구리 화합물이 구리 요오다이드, 구리 브로마이드, 구리 클로라이드, 구리 플루오라이드, 구리 산화물, 구리 스테아레이트, 구리 암모늄 아디페이트, 구리 아세테이트, 구리 피리티온 또는 이들의 조합을 포함하는, 양태 6의 중합체 조성물이다.
양태 19는 인 화합물이 벤젠 포스핀산, 인산, 망간 하이포포스파이트 또는 이들의 조합을 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 20은 아연 화합물이 아연 산화물, 아연 스테아레이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 아세테이트, 아연 피리티온 또는 이들의 조합을 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 21은 아연 화합물이 아연 산화물을 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 22는 아연 화합물이 아연 산화물을 포함하고, 중합체 조성물이 10 이상의 상대 점도를 갖는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 23은 아연 화합물이 아연 산화물, 아연 스테아레이트, 아연 피리티온, 아연 암모늄 아디페이트 또는 이들의 조합을 포함하고; 인 화합물이 벤젠 포스핀산을 포함하고; 인 대 아연의 몰비가 0.01:1 내지 3:1이고; 중합체 조성물이 10 초과의 상대 점도를 갖는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 24는 중합체가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜, co-PET, 폴리락트산, 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트, 장쇄 폴리아미드, PA-4T/4I, PA-4T/6I, PA-5T/5I, PA-6, PA-6,6, PA-6,6/6, PA-6,6/6T, PA-6T/6I, PA-6T/6I/6, PA-6T/6, PA-6T/6I/66, PA-6T/MPMDT, PA-6T/66, PA-6T/610, PA-10T/612, PA-10T/106, PA-6T/612, PA-6T/10T, PA-6T/10I, PA-9T, PA-10T, PA-12T, PA-10T/10I, PA-10T/12, PA-10T/11, PA-6T/9T, PA-6T/12T, PA-6T/10T/6I, PA-6T/6I/6, PA-6T/61/12, 저-밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저-밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중간-밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE), 초고-분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 폴리카본에이트, 폴리카본에이트 및 아크릴로니트릴 부타다이엔 스티렌(PC-ABS), 폴리카본에이트 및 폴리비닐 톨루엔의 블렌드(PC-PVT), 폴리카본에이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 블렌드(PC-PBT), 폴리카본에이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 블렌드(PC-PET), 또는 이들의 공중합체, 블렌드, 혼합물 및/또는 다른 조합을 포함하는, 임의의 선행 양태의 중합체 조성물이다.
양태 25는 50 중량% 내지 99.9 중량%의 중합체, 5 wppm 내지 20,000 wppm의 구리 화합물, 및 1 중량% 미만의 인 화합물을 포함하는, 영구적인 항바이러스 특성을 갖는 중합체 조성물이고, 이때 중합체 조성물로부터 형성된 섬유 및/또는 직물은 항바이러스 특성을 나타낸다.
양태 26은 항바이러스 특성이 바이러스의 감염 및/또는 병인의 제한, 감소 또는 억제를 포함하는, 양태 25의 중합체 조성물이다.
양태 27은 바이러스가 아데노바이러스, 헤르페스바이러스, 폭스바이러스, 리노바이러스, 콕스색키바이러스, 엔테로바이러스, 모르빌리바이러스, 코로나바이러스, 인플루엔자 A 바이러스, 조류 인플루엔자 바이러스, 돼지-기원 인플루엔자 바이러스 또는 말 인플루엔자 바이러스인, 양태 25 또는 26의 중합체 조성물이다.
양태 28은 구리 화합물이 구리 요오다이드, 구리 브로마이드, 구리 클로라이드, 구리 플루오라이드, 구리 산화물, 구리 스테아레이트, 구리 암모늄 아디페이트, 구리 아세테이트, 구리 피리티온 또는 이들의 조합을 포함하는, 양태 25 내지 27 중 어느 한 양태의 중합체 조성물이다.
양태 29는 30,000 wppm 미만의 아연 화합물을 추가로 포함하는, 양태 25 내지 28 중 어느 한 양태의 중합체 조성물이다.
양태 30은 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물로부터 형성된 섬유 또는 직물이다.
양태 31은 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물의 부직 섬유로부터 형성된 부직 중합체 구조이다.
양태 32는 구조가 용융 방사 또는 용융 취입을 통해 형성되는, 양태 31의 부직 중합체 구조이다.
양태 33은 구조가 용액 방사를 통해 형성되는, 양태 31의 부직 중합체 구조이다.
양태 34는 구조가 스펀본딩을 통해 형성되는, 양태 31의 부직 중합체 구조이다.
양태 35는 부직 섬유가 25 μm 미만의 평균 섬유 직경을 갖는, 양태 31 내지 34 중 어느 한 양태의 부직 중합체 구조이다.
양태 36은 섬유의 20% 미만이 700 nm 초과의 직경을 갖는, 양태 31 내지 35 중 어느 한 양태의 부직 중합체 구조이다.
양태 37은 하나 이상의 층의 양태 31 내지 36 중 어느 한 양태의 부직 중합체 구조를 포함하는 마스크이다.
양태 38은 2개 이상의 층의 부직 중합체 구조를 포함하는, 양태 37의 마스크이다.
양태 39는 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물로부터 형성된 섬유 및/또는 직물을 추가로 포함하는, 양태 37 또는 38의 마스크이다.
양태 40은 중합체가 나일론을 포함하는, 양태 37 내지 39 중 어느 한 양태의 마스크이다.
양태 41은 양태 31 내지 36 중 어느 한 양태의 부직 중합체 구조를 포함하는 의료 제품 또는 기기이다.
양태 42는 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물로부터 형성된 성형품이다.
양태 43은 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물로부터 형성된 재사용가능한 직물 제품이다.
양태 44는 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물로부터 형성된 섬유 및/또는 직물의 층을 포함하는 필터이다.
양태 45는 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물로부터 형성된 섬유 및/또는 직물을 포함하는 의료 제품 또는 기기이다.
양태 46은 의료 제품 또는 기기가 재사용가능한 것인, 양태 45의 의료 제품 또는 기기이다.
양태 47은 의료 제품 또는 기기가 마스크, 물수건, 가운, 수건, 보호복 또는 보호망인, 양태 45 또는 46의 의료 제품 또는 기기이다.
양태 48은 양태 1 내지 29 중 어느 한 양태의 중합체 조성물을 포함하는 항바이러스 부직 층; 및 추가적인 층을 포함하는 층상 구조이고; 이때 상기 구조는 항바이러스 특성을 나타낸다.
양태 49는 항바이러스 특성이 바이러스의 감염 및/또는 병인의 제한, 감소 또는 억제를 포함하는, 양태 48의 층상 구조이다.
양태 50은 중합체 조성물이 임의적으로 진입 억제제, 역전사효소 억제제, DNA 폴리머라제 억제제, m-RNA 합성 억제제, 프로테아제 억제제, 인테그라제 억제제, 면역조절제 또는 이들의 조합을 포함하는 추가의 항바이러스제를 추가로 포함하는, 양태 48의 층상 구조이다.
양태 51은 추가적인 층이 마이크로섬유 층 및/또는 나노섬유를 포함하는, 양태 48의 층상 구조이다.
양태 52는 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체, 10 wppm 내지 900 wppm(10 내지 823)의 아연, 1,000 wppm 미만의 인, 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는, 항균 특성을 갖는 중합체 조성물이고, 이때 아연은 상기 중합체 내에 분산되고; 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 0.90 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소, 및/또는 ASTM E3160(2018)을 통해 측정된 1.5 초과의 에스케리치아 콜라이 로그 감소를 나타낸다.
양태 53은 중합체가 55 미만의 아민 말단 기 함량을 갖는, 양태 52의 양태이다.
양태 54는 조성물이 200 ppm 초과의 아연을 포함하는, 양태 52 또는 53의 양태이다.
양태 55는 중합체가 600 wppm 내지 700 wppm의 아연을 포함하는, 양태 52 내지 54 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 56은 중합체가 아연 스테아레이트를 통해 제공된 275 wppm 내지 350 wppm의 아연을 포함하는, 양태 52 내지 55 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 57은 중합체가 250 wppm 미만의 인을 포함하는, 양태 52 내지 56 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 58은 중합체가 75 미만의 상대 점도를 갖는, 양태 52 내지 57 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 59는 중합체가 친수성 및/또는 흡습성이고, 중합체의 총 중량을 기준으로 1.5 중량% 초과의 물을 흡수할 수 있는, 양태 52 내지 58 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 60은 중합체가 PA-6, PA-6,6 또는 이들의 조합을 포함하는, 양태 52 내지 59 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 61은 중합체가 제2 중합체를 포함하는, 양태 52 내지 60 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 62는 아연 산화물, 아연 스테아레이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 아세테이트, 아연 피리티온 또는 이들의 조합을 포함하는 아연 화합물로부터 제공되는, 양태 52 내지 61 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 63은 양태 52 내지 62 중 어느 한 양태의 양태를 사용하여 제조된 섬유인 양태이다.
양태 64는 양태 52 내지 62 중 어느 한 양태의 제조된 섬유 또는 직물을 포함하는 의료 제품 또는 기기인 양태이고, 이때 상기 의료 제품 또는 기기는 재사용가능하다.
양태 65는 조성물이 아연 스테아레이트를 통해 제공된 아연을 포함하는, 양태 52 내지 61 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 66은 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체, 328 wppm 미만(186)의 아연, 1 중량% 미만의 인, 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는, 항균 감소 효능을 갖는 중합체 섬유이고, 이때 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.82 미만의 에스케리치아 콜라이 로그 감소를 나타낸다.
양태 67은 섬유가 268 wppm 미만(205, 243)의 아연을 포함하는, 양태 66의 양태이다.
양태 68은 섬유가 1 μm 내지 25 μm의 평균 섬유 직경을 갖고; 섬유가 ISO20743:2013을 통해 측정된 1.2 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내는, 양태 66 또는 67의 양태이다.
양태 69는 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체, 425 wppm 내지 600 wppm의 아연, 5 wppm 내지 35 wppm의 구리, 1 중량% 미만의 인, 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는, 항균 특성을 갖는 스펀본드 중합체 섬유이고, 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.7 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낸다.
양태 70은 중합체가 5 내지 70의 상대 점도를 갖고, 섬유가 1 μm 내지 25 μm의 평균 섬유 직경을 갖는, 양태 69의 양태이다.
양태 71은 양태 69 또는 70의 중합체 섬유를 포함하는 스펀본드 층을 포함하는 마스크이다.
양태 72는 클렙시엘라 뉴모니아에 감소 효능을 갖는 중합체 섬유를 포함하는 직물이고, 이때 상기 섬유는 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체, 350 wppm 내지 600 wppm의 아연(ZAA), 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하고, 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 정련 후 2.15 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낸다.
양태 73은 직물이 편직물 또는 생지이고, 섬유가 350 wppm 내지 550 wppm의 아연을 포함하고, 섬유가 ISO20743:2013을 통해 측정된 3.3 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내는, 양태 72의 양태이다.
양태 74는 섬유가 350 wppm 내지 550 wppm의 아연을 포함하고, 직물이 1 gsm 내지 50 gsm의 코트 중량을 갖는, 양태 72 또는 73의 양태이다.
양태 75는 섬유가 다중-행 다이를 사용하여 제조되는, 양태 72 내지 74 중 어느 한 양태의 양태이다.
양태 76은 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체, 480 wppm 내지 520 wppm의 아연, 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는, 클렙시엘라 뉴모니아에 감소 효능을 갖는 중합체 섬유이고, 이때 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.14 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타낸다.
양태 77은 폴리아미드 중합체; 올레핀 중합체; 5,000 wppm 내지 20,000 wppm의 아연, 1 중량% 미만의 인, 및 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는, 항균 특성을 갖는 중합체 조성물이고, 이때 상기 아연은 상기 중합체 내에 분산되고; 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 1.41 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소, 및/또는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.1 초과의 스타필로코커스 아우레우스 로그 감소를 나타낸다.
양태 78은 항균 특성을 갖는 중합체 원사이고, 이때 상기 원사는 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체, 425 wppm 내지 600 wppm의 아연, 1 wppm 내지 525 wppm의 구리, 1 중량% 미만의 인, 10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제를 포함하는 섬유를 포함하고, 상기 섬유는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.1 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내고, 임의적으로 아연 대 구리의 중량비는 60 미만:1이다.

Claims (15)

  1. 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체(바람직하게는 PA-6, PA-6,6 또는 이들의 조합);
    10 wppm 내지 900 wppm의 아연(바람직하게는 600 wppm 내지 700 wppm의 아연 또는 275 wppm 내지 350 wppm의 아연, 임의적으로 아연 스테아레이트를 통해 제공됨), 또는 200 ppm 초과의 아연;
    1,000 wppm 미만의 인(바람직하게는 250 wppm 미만의 인); 및
    10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제
    를 포함하는, 항균 특성을 갖는 중합체 조성물로서,
    아연이 상기 중합체 내에 분산되고;
    중합체 조성물로부터 형성된 섬유가 ISO20743:2013을 통해 측정된 0.90 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae) 로그 감소, 및/또는 ASTM E3160(2018)을 통해 측정된 1.5 초과의 에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) 로그 감소를 나타내는,
    중합체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    중합체가 55 미만의 아민 말단 기 함량 및/또는 75 미만의 상대 점도를 갖는, 중합체 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    중합체가 친수성 및/또는 흡습성이고, 중합체의 총 중량을 기준으로 1.5 중량% 초과의 물을 흡수할 수 있는, 중합체 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    아연이, 아연 산화물, 아연 스테아레이트, 아연 암모늄 아디페이트, 아연 아세테이트, 아연 피리티온 또는 이들의 조합을 포함하는 아연 화합물로부터 제공되는, 중합체 조성물.
  5. 제1항에 따른 중합체 조성물을 사용하여 제조된 섬유 또는 직물(fabric).
  6. 제1항에 따른 중합체 조성물을 사용하여 제조된 섬유 또는 직물을 포함하는 의료 제품 또는 기기로서, 재사용가능한 의료 제품 또는 기기.
  7. 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체;
    328 wppm 미만의 아연(바람직하게는 268 wppm 미만의 아연);
    1 중량% 미만의 인; 및
    10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제
    를 포함하는, 항균 감소 효능을 갖는 중합체 섬유로서,
    ISO20743:2013을 통해 측정된 2.82 미만의 에스케리치아 콜라이 로그 감소, 및/또는 ISO20743:2013을 통해 측정된 1.2 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내고, 임의적으로 1 μm 내지 25 μm의 평균 섬유 직경을 갖는 중합체 섬유.
  8. 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체(임의적으로 5 내지 70의 상대 점도를 가짐);
    425 wppm 내지 600 wppm의 아연;
    5 wppm 내지 35 wppm의 구리;
    1 중량% 미만의 인; 및
    10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제
    를 포함하는, 항균 특성을 갖는 스펀본드(spunbond) 중합체 섬유로서,
    ISO20743:2013을 통해 측정된 2.7 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내고, 임의적으로 1 μm 내지 25 μm의 평균 섬유 직경을 갖는, 스펀본드 중합체 섬유.
  9. 제8항에 따른 중합체 섬유를 포함하는 스펀본드 층을 포함하는 마스크.
  10. 클렙시엘라 뉴모니아에 감소 효능을 갖는 중합체 섬유를 포함하는 직물로서,
    상기 섬유가
    50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체;
    350 wppm 내지 600 wppm의 아연;
    1 중량% 미만의 인; 및
    10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제
    를 포함하고, 상기 섬유가 ISO20743:2013을 통해 측정된 정련(scouring) 후 2.15 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내는, 직물.
  11. 제10항에 있어서,
    직물이 임의적으로 편직물(knitted fabric) 또는 생지(greige fabric)이고, 섬유가 350 wppm 내지 550 wppm의 아연을 포함하고, 섬유가 ISO20743:2013을 통해 측정된 3.3 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내고, 직물이 1 gsm 내지 50 gsm의 코트 중량(coat weight)을 갖는, 직물.
  12. 제10항에 있어서,
    섬유가 다중-행 다이(multi-row die)를 사용하여 제조된 것인, 직물.
  13. 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체;
    480 wppm 내지 520 wppm의 아연;
    1 중량% 미만의 인; 및
    10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제
    를 포함하는, 클렙시엘라 뉴모니아에 감소 효능을 갖는 중합체 섬유로서,
    ISO20743:2013을 통해 측정된 2.14 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내는 중합체 섬유.
  14. 폴리아미드 중합체;
    올레핀 중합체;
    5,000 wppm 내지 20,000 wppm의 아연;
    1 중량% 미만의 인; 및
    10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제
    를 포함하는, 항균 특성을 갖는 중합체 조성물로서,
    아연이 상기 중합체 내에 분산되고;
    중합체 조성물로부터 형성된 섬유가 ISO20743:2013을 통해 측정된 1.41 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소, 및/또는 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.1 초과의 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 로그 감소를 나타내는,
    중합체 조성물.
  15. 50 중량% 내지 99.99 중량%의 중합체;
    425 wppm 내지 600 wppm의 아연;
    1 wppm 내지 525 wppm의 구리;
    1 중량% 미만의 인; 및
    10 wppm 미만의 커플링제 및/또는 계면활성제
    를 포함하는 섬유를 포함하는, 항균 특성을 갖는 중합체 원사(yarn)로서,
    상기 섬유가 ISO20743:2013을 통해 측정된 2.1 초과의 클렙시엘라 뉴모니아에 로그 감소를 나타내고, 임의적으로 아연 대 구리의 중량비가 60 미만:1인, 중합체 원사.
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