AntimikrobieUe Fasern und GewebeAntimicrobial fibers and fabrics
Die Erfindung betrifft den Einsatz und die Verwendung antimikrobieller Polymere zur Herstellung antimikrobiell wirksamer Fasern und Gewebe sowie die Verwendung der antimikrobiellen Fasern und Gewebe.The invention relates to the use and use of antimicrobial polymers for the production of antimicrobially active fibers and fabrics and the use of the antimicrobial fibers and fabrics.
Besiedlungen und Ausbreitungen von Bakterien auf Oberflächen von Rohrleitungen, Behältern oder Verpackungen sind im hohen Maße unerwünscht. Es bilden sich häufig Schleimschichten, die Mikrobenpopulationen extrem ansteigen lassen, die Wasser-, Getränke- und Lebensmittelqualitäten nachhaltig beeinträchtigen und sogar zum Verderben der Ware sowie zur gesundheitlichen Schädigung der Verbraucher führen können.Colonization and spreading of bacteria on surfaces of pipelines, containers or packaging are highly undesirable. Mucus layers often form, which cause microbial populations to rise extremely, which have a lasting impact on the quality of water, beverages and food, and can even lead to product spoilage and consumer health damage.
Aus alten Lebensbereichen, in denen Hygiene von Bedeutung ist, sind Bakterien fernzuhalten. Davon betroffen sind Textilien für den direkten Körperkontakt, insbesondere für den Intimbe- reich und für die Kranken- und Altenpflege. Außerdem sind Bakterien fernzuhalten von Möbel- und Geräteoberflächen in Pflegestationen, insbesondere im Bereich der Intensivpflege und der Kleinstkinder-Pflege, in Krankenhäusern, insbesondere in Räumen für medizinische Eingriffe und in Isolierstationen für kritische Infektionsfälle sowie in Toiletten.Keep bacteria away from old areas of life where hygiene is important. This affects textiles for direct body contact, especially for the intimate area and for nursing and elderly care. In addition, bacteria must be kept away from furniture and device surfaces in care stations, in particular in the area of intensive care and the care of small children, in hospitals, in particular in rooms for medical interventions and in isolation stations for critical infections and in toilets.
Daneben gibt es auch eine Reihe technischer Systeme, die durch mikrobiellen Bewuchs in ihrer Leistungsfähigkeit stark eingeschränkt oder aber sogar gänzlich unbrauchbar werden. Insbesondere Systeme zur Stofϊtrennung, wie z.B. Membranen oder Filter, werden durch mikrobielle Ablagerungen und Bewuchs stark beeinträchtigt. So verkürzt z.B. bei der Meerwasserentsalzung der Bewuchs der Systeme mit Meeresalgen die Laufzeiten oft beträchtlich. Bei anderen Systemen, wie z. B. der Tiefenfiltration, kann der Filterkuchen durch aufgewachsene Biofilme vorzeitig verstopfen. Dem versucht man bei der Querstromfiltration durch Einsatz einer definierten Strömung quer zur Filtrationsebene zu begegnen, was sich in der Praxis aber bisher als nicht ausreichend zur Verhinderung des Aufwachsens von Biofilmen gezeigt hat.In addition, there are also a number of technical systems that are severely restricted in their performance due to microbial growth, or even become completely unusable. In particular systems for material separation, e.g. Membranes or filters are severely affected by microbial deposits and growth. For example, In the case of seawater desalination, the fouling of the systems with seaweed often has considerable run times. In other systems, such as. B. the deep filtration, the filter cake can clog prematurely by grown biofilms. Attempts are being made to counter this in cross-flow filtration by using a defined flow across the filtration level, but this has so far been shown in practice to be insufficient to prevent the growth of biofilms.
Gegenwärtig werden Geräte, Oberflächen von Möbeln und Textilien gegen Bakterien im
Bedarfsfall oder auch vorsorglich mit Chemikalien oder deren Lösungen sowie Mischungen behandelt, die als Desinfektionsmittel mehr oder weniger breit und massiv antimikrobiell wirken. Solche chemischen Mittel wirken unspezifisch, sind häufig selbst toxisch oder reizend oder bilden gesundheitlich bedenkliche Abbauprodukte. Häufig zeigen sich auch Unverträglichkeiten bei entsprechend sensibilisierten Personen.Devices, surfaces of furniture and textiles are currently used to fight bacteria in the If necessary, or as a precaution, treated with chemicals or their solutions as well as mixtures that act as a disinfectant, more or less broadly and massively antimicrobially. Such chemical agents have a non-specific effect, are often themselves toxic or irritating or form degradation products which are harmful to health. Often, intolerances also appear in people who are appropriately sensitized.
Im Bereich der Seefahrt stellt das Fouling der Schiffsrümpfe eine ökonomisch relevante Einflußgröße dar, da mit dem Bewuchs verbundenen erhöhten Strömungswiderstand der Schiffe ein deutlicher Mehrverbrauch an Kraftstoff verbunden ist. Bis heute begegnet man solchen Problemen allgemein mit der Einarbeitung giftiger Schwermetalle oder anderer niedermolekularer Biozide in Antifoulingbeschichtungen, um die beschriebenen Probleme abzumildern. Zu diesem Zweck nimmt man die schädlichen Nebenwirkungen solcher Beschichtungen in Kauf, was sich aber angesichts der gestiegenen ökologischen Sensibilität der Gesellschaft als zunehmend problematisch herausstellt.In the field of seafaring, the fouling of the hulls is an economically relevant influencing factor, since the increased flow resistance of the ships associated with the vegetation means a significant increase in fuel consumption. To date, such problems have generally been countered by incorporating toxic heavy metals or other low-molecular biocides in antifouling coatings in order to alleviate the problems described. For this purpose, the harmful side effects of such coatings are accepted, but this is becoming increasingly problematic given the increased ecological sensitivity of society.
So offenbart z. B. die US-PS 4 532 269 ein Terpolymer aus Butylmethacrylat, Tributylzinnmethacrylat und tert.-Butylaminoethylmethacrylat. Dieses Copolymer wird als antimikrobieller Schiffsanstrich verwendet, wobei das hydrophile tert.- Butylaminoethylmethacrylat die langsame Erosion des Polymers fördert und so das hochtoxische Tributylzinnmethacrylat als antimikrobiellen Wirkstoff freisetzt.Thus, e.g. B. US-PS 4,532,269 a terpolymer of butyl methacrylate, tributyltin methacrylate and tert-butylaminoethyl methacrylate. This copolymer is used as an antimicrobial marine paint, with the hydrophilic tert-butylaminoethyl methacrylate promoting the slow erosion of the polymer and thus releasing the highly toxic tributyltin methacrylate as an antimicrobial agent.
In diesen Anwendungen ist das mit Aminomethacrylaten hergestellte Copolymer nur Matrix oder Trägersubstanz für zugesetzte mikrobizide Wirkstoffe, die aus dem Trägerstoff diffundieren oder migrieren können. Polymere dieser Art verlieren mehr oder weniger schnell ihre Wirkung, wenn an der Oberfläche die notwendige „minimale inhibitorische Konzentration,, (MIK) nicht mehr erreicht wird.In these applications, the copolymer produced with aminomethacrylates is only a matrix or carrier substance for added microbicidal active substances which can diffuse or migrate from the carrier substance. Polymers of this type lose their effect more or less quickly when the necessary “minimal inhibitory concentration” (MIC) is no longer achieved.
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 862 858 ist weiterhin bekannt, daß Copolymere von tert.-Butylaminoethylmethacrylat, einem Methacrylsäureester mit sekundärer Aminofunktion, inhärent mikrobizide Eigenschaften besitzen. Dieses Terpolymer weist ohne Zusatz eines mikrobiziden Wirkstoffs eine sogenannte Kontaktmikrobizidität auf. Es sind aus den folgenden
Patentanmeldungen eine große Anzahl Kontaktmikrobizider Polymere bekannt: DE 100 24 270, DE 100 22 406, PCT/EP00/06501, DE 100 14 726, DE 100 08 177, PCT/EP00/06812, PCT/EP00/06487, PCT/EPOO/06506, PCT/EP00/02813, PCT/EP00/02819, PCT/EP00/02818, PCT/EPOO/02780, PCT EPOO/02781, PCT/EP00/02783, PCT/EP00/02782, PCT/EP00/02799, PCT/EP00/02798, PCT/EP00/00545, PCT/EP00/00544.From European patent application 0 862 858 it is also known that copolymers of tert-butylaminoethyl methacrylate, a methacrylic acid ester with a secondary amino function, have inherent microbicidal properties. This terpolymer exhibits so-called contact microbicidity without the addition of a microbicidal active ingredient. It is from the following Patent applications a large number of contact microbicidal polymers known: DE 100 24 270, DE 100 22 406, PCT / EP00 / 06501, DE 100 14 726, DE 100 08 177, PCT / EP00 / 06812, PCT / EP00 / 06487, PCT / EPOO / 06506, PCT / EP00 / 02813, PCT / EP00 / 02819, PCT / EP00 / 02818, PCT / EPOO / 02780, PCT EPOO / 02781, PCT / EP00 / 02783, PCT / EP00 / 02782, PCT / EP00 / 02799, PCT / EP00 / 02798, PCT / EP00 / 00545, PCT / EP00 / 00544.
Diese Polymere enthalten keine niedermolekularen Bestandteile; die antimikrobiellen Eigenschaften sind auf den Kontakt von Bakterien mit der Oberfläche zurückzuführen.These polymers do not contain any low molecular weight components; the antimicrobial properties are due to the contact of bacteria with the surface.
Polymere, die eine kontaktmikrobizide Wirkung ohne den Zusatz niedermolekularer Biozide aufweisen, werden im Folgenden als antimikrobielle Polymere bezeichnet.Polymers which have a contact microbicidal action without the addition of low molecular weight biocides are referred to below as antimicrobial polymers.
Um unerwünschten Anpassungsvorgängen der mikrobiellen Lebensformen, gerade auch in Anbetracht der aus der Antibiotikaforschung bekannten Resistenzentwicklungen von Keimen, wirksam entgegenzutreten, müssen auch zukünftig Systeme auf Basis neuartiger Zusammensetzungen und verbesserter Wirksamkeit entwickelt werden. Daneben spielen anwendungstechnische Fragestellungen eine ebenso bedeutende Rolle, da die antimikrobiellen Polymere oftmals mit anderen Kunststoffen zusammen verarbeitet werden, um deren Resistenz gegenüber mikrobiologischen Angriffen zu stärken bzw. diese im Idealfall gänzlich zu inertisieren.In order to effectively counteract undesirable adaptation processes in microbial life forms, especially in view of the development of resistance to germs known from antibiotic research, systems based on novel compositions and improved effectiveness must also be developed in the future. In addition, application technology issues play an equally important role, since the antimicrobial polymers are often processed together with other plastics in order to strengthen their resistance to microbiological attacks or, ideally, to render them completely inert.
Aus DE 10 11 0885.0 sind Trennsysteme wie Filter, Membranen oder Siebe bekannt, die antimikrobielle Polymere enthalten. Diese Trennsysteme sind flächige, poröse Materialien und daher für viele Anwendungsformen entweder zu feinmaschig/-porig oder zu unflexibel.Separation systems such as filters, membranes or sieves are known from DE 10 11 0885.0, which contain antimicrobial polymers. These separation systems are flat, porous materials and therefore either too fine-meshed / -porous or too inflexible for many application forms.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Applikationsform von antimikrobiellen Polymeren zu finden, die bei gleichbleibender Wirksamkeit diese Nachteile nicht aufweist.It was therefore an object of the present invention to find an application form for antimicrobial polymers which, while remaining effective, does not have these disadvantages.
Es wurde gefunden, das antimikrobielle Fasern, d. h. Fasern, die antimikrobielle Polymere enthalten, eine hohe antimikrobielle Effizienz aufweisen und zu vielfältigen Anwendungszwecken weiterverarbeitet werden können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher antimikrobielle Fasern, enthaltend antimikrobielle Polymere sowie Gewebe aus diesen antimikrobiellen Fasern..It has been found that antimicrobial fibers, ie fibers which contain antimicrobial polymers, have a high antimicrobial efficiency and can be processed further for a wide range of uses. The present invention therefore relates to antimicrobial fibers containing antimicrobial polymers and fabrics made from these antimicrobial fibers.
Diese Gewebe können z. B. als Textilien für den Kleidungsbereich eingesetzt werden. Hier ist es vor allem von Bedeutung, die für den mikrobiologischen Abbau des Schweißes und der verbundenen unerwünschten Geruchsentwicklung verantwortlichen Bakterien zu minimieren bzw. zu beseitigen. Da Textilien häufig Hautkontakt haben, verbietet sich der Einsatz von Bioziden.These tissues can e.g. B. can be used as textiles for the clothing sector. It is particularly important here to minimize or eliminate the bacteria responsible for the microbiological breakdown of sweat and the associated undesirable odor development. Since textiles often come into contact with the skin, the use of biocides is prohibited.
Da die Wirkung der beschriebenen antimikrobiellen Polymere auf den Kontakt von Mikroorganismen mit der Oberfläche zurückzuführen sind, sollte sich eine Vergrößerung der aktiv verfügbaren Oberfläche in einer verstärkten antimikrobiellen Wirkung niederschlagen. Dies spielt insbesondere bei dem Einsatz in Durchflußsystemen, d. h. als Filtermaterial eine Rolle, bei denen die Kontaktzeit der von Mikroorganismen zu reinigenden fluiden Stoffe mit der Oberfläche relativ kurz ist.Since the effect of the antimicrobial polymers described can be attributed to the contact of microorganisms with the surface, an increase in the actively available surface should be reflected in an increased antimicrobial effect. This plays particularly when used in flow systems, i. H. as a filter material in which the contact time of the fluid substances to be cleaned by microorganisms with the surface is relatively short.
Der Einsatz von Bioziden verbietet sich bei vielen Filteranwendungen von selbst, da man im laufenden Betrieb, z. B. bei der Filtration von Lebensmitteln wie Bier, keine Substanzen zugeben darf, die letztendlich das Produkt verunreinigen und im Extremfall sogar vergiften können. In diesen Fallen ist bisher ein Stillstand der Anlagen mit den damit verbundenen hohen Kosten unvermeidlich, da sich die Biofilme nur mechanisch und gegebenenfalls zusätzlich chemisch in toxikologisch unbedenklicher Weise entfernen lassen. Auch bei rein technischen Systemen, die nicht direkt in Kontakt mit Lebensmitteln kommen, ist ein Einsatz niedermolekularer Biozide oft nicht möglich, da diese Stoffe nach der Anwendung in der Regel aufwendig entsorgt werden müssen.The use of biocides is automatically prohibited in many filter applications because B. in the filtration of foods such as beer, must not add substances that ultimately contaminate the product and in extreme cases can even poison. In these cases, plant downtime and the associated high costs have so far been unavoidable, since the biofilms can only be removed mechanically and optionally also chemically in a toxicologically harmless manner. Even with purely technical systems that do not come into direct contact with food, the use of low molecular weight biocides is often not possible, since these substances usually have to be disposed of after use.
Die erfmdungsgemäßen antimikrobiellen Fasern können vollständig aus antimikrobiellen Polymeren bestehen, d. h. diese werden in Form von Fasern hergestellt. Es ist auch möglich, konventionelle, d. h. nicht-antimikrobielle, Fasern mit antimikrobiell wirksamen Polymeren zu beschichten, oder konventionelle, d. h. nicht-antimikrobielle, Polymer-Fasern durch ein Oberflächengrafting von Monomeren oder Monomerenmischungen, aus denen antimikrobielle
Polymere hergestellt werden können, unter Erhalt einer antimikrobiellen Oberfläche zu beschichten.The antimicrobial fibers according to the invention can consist entirely of antimicrobial polymers, ie they are produced in the form of fibers. It is also possible to coat conventional, ie non-antimicrobial, fibers with antimicrobially active polymers, or conventional, ie non-antimicrobial, polymer fibers by surface grafting of monomers or monomer mixtures from which antimicrobial Polymers can be made to coat while maintaining an antimicrobial surface.
Es ist auch möglich, ein Polymerblend aus antimikrobiellen und weiteren, d. h. antimikrobiellen und/oder nicht antimikrobiellen Polymeren zur Herstellung der Fasern, einzusetzen.It is also possible to use a polymer blend of antimicrobial and other, i.e. H. antimicrobial and / or non-antimicrobial polymers for the production of the fibers.
Bei allen beschriebenen Vorgehensweisen ist das resultierende Produkt eine ohne Zusatz niedermolekularer Biozide antimikrobiell ausgerüstete Faser. Die so hergestellten Fasern lassen sich zu zwei- oder dreidimensionalen Geflechten (Geweben) verarbeiten. Bei diesen Geflechten kann es sich z.B. um Textilien für den Einsatz in als Bekleidung, oder aber textile Gewebe für den technischen und gewerblich industriellen Einsatz handeln. In einer besonderen Ausführungsform lassen sich die Geflechte in Form von übereinander angeordneten und fixierten Gewebestücken zu Modulen zusammensetzen, die zur Wasseraufbereitung Verwendung finden können.In all of the procedures described, the resulting product is an antimicrobial finished fiber without the addition of low molecular weight biocides. The fibers produced in this way can be processed into two- or three-dimensional braids (fabrics). These braids can e.g. are textiles for use in clothing, or textile fabrics for technical and commercial industrial use. In a special embodiment, the braids can be assembled in the form of fabric pieces arranged and fixed one above the other to form modules that can be used for water treatment.
Zur Herstellung der Fäden und Fasern können die allgemein bekannten Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren Verwendung finden, insbesondere die verschiedenen Spinnverfahren, wie z.B. das Schmelzspinnen, das Naßspinnen, das Trockenspinnen, das Gelspinnen, das Dispersionsspinnen und weitere Spezialverfahren, wie sie in der einschlägigen Literatur, wie z.B. in Hans-Georg Elias, Makromoleküle, Band 2 Technologie, Hüthig & Wepf Verlag, 5. Auflage, S. 508 ff, näher beschrieben werden.The generally known manufacturing and processing methods can be used to produce the threads and fibers, in particular the various spinning methods, e.g. melt spinning, wet spinning, dry spinning, gel spinning, dispersion spinning and other special processes as described in the relevant literature, e.g. in Hans-Georg Elias, Macromolecules, Volume 2 Technology, Hüthig & Wepf Verlag, 5th edition, p. 508 ff.
So lassen sich antimikrobiellen Fasern beispielsweise durch das Schmelzspinnen dadurch erzeugen, daß man das vorgeheizte antimikrobielle Polymer oder aber eine Mischung des antimikrobiellen Polymers mit weiteren, nicht-antimikrobiellen Polymeren kommerziell verwendeter Fasern erhitzt, und mittels einer geheizten Spinnpumpe durch Düsen von ca. 50 bis 400 Mikrometer presst. Dies entspricht der Dicke der erhaltenen Fasern. Die resultierenden Fäden werden abgezogen, verstreckt und erkalten gelassen.For example, antimicrobial fibers can be produced by melt spinning by heating the preheated antimicrobial polymer or a mixture of the antimicrobial polymer with other, non-antimicrobial polymers of commercially used fibers, and by means of a heated spinning pump through nozzles of approx. 50 to 400 Micrometer presses. This corresponds to the thickness of the fibers obtained. The resulting threads are drawn off, drawn and allowed to cool.
Eine nachträgliche Veredelung kommerziell verfügbarer Fasern durch ein Oberflächengrafting erfolgt z.B. dadurch, daß an der Oberfläche der zu veredelnden Faser Radikalzentren erzeugt
werden, die als Ausgangspunkte des Pfropfverfahrens dienen können. Die Erzeugung entsprechender Radikalzentren wird z.B. durch Beflammung, Korona, Plasma, UV-Strahlung oder Initiatoren ermöglicht, wie z.B. in der US-Patentschrift 5 967 714 und 6 096 800 näher erläutert..A subsequent refinement of commercially available fibers by means of surface grafting takes place, for example, in that radical centers are generated on the surface of the fiber to be refined that can serve as starting points for the grafting process. Appropriate radical centers can be generated, for example, by flame, corona, plasma, UV radiation or initiators, as explained in more detail in US Pat. Nos. 5,967,714 and 6,096,800.
Durch die beschriebenen Vorgehensweisen erhält man antimikrobiell ausgerüstete Fäden und Fasern, die sowohl die erforderlichen mechanischen und Verarbeitungseigenschaften für die gestellten Aufgaben als auch die biochemische Hemmwirkung für das Mikrobenwachstum in nahezu idealer Weise miteinander verbinden. Da das antimikrobielle Polymer in der Matrix der Fäden und Fasern fixiert ist und demzufolge keine niedermolekularen Bestandteile in die Umwelt freigesetzt werden, können solche Fäden und Fasern auch in sensiblen Bereichen, wie z.B. der Wasseraufbereitung oder dem direkten Körperkontakt, Einsatz finden, ohne dass mit einem toxikologisch bedenklichen Übertritt von Bioziden aus dem Produkt zu rechnen ist.The described procedures result in antimicrobial threads and fibers which combine the mechanical and processing properties required for the tasks as well as the biochemical inhibitory effect on microbial growth in an almost ideal manner. Since the antimicrobial polymer is fixed in the matrix of threads and fibers and consequently no low-molecular components are released into the environment, such threads and fibers can also be used in sensitive areas, e.g. water treatment or direct body contact can be used without the toxicologically questionable transfer of biocides from the product.
Bevorzugt werden zur Herstellung der antimikrobiellen Polymere Stickstoff- und Phosphorfunktionalisierte Monomere eingesetzt. Derartig funktionalisierte Monomere eignen sich auch für die beschriebene Veredlung mittels Oberflächengraftings. Insbesondere werden diese Polymere aus mindestens einem der folgenden Monomere hergestellt: Methacrylsäure-2-tert.-butylaminoethylester, Methacrylsäure-2-diethylaminoethylester, Metha- crylsäure-2-diethylaminomethylester, Acrylsäure-2-tert.-butylaminoethylester, Acrylsäure-3- dimethylaminopropylester, Acrylsäure-2-diethylaminoethylester, Acrylsäure-2- dimethyla inoethylester, Dimethylaminopropylmethacrylamid, Diethylamino- propylmethacrylamid, Acrylsäure-3 -dimethylaminopropylamid, 2-Methacryloyloxy- ethyltrimethylammoniummethosulfat, Methacrylsäure-2-diethylaminoethylester, 2- Methacryloyloxyethyltri ethylammoniumchlorid, 3-Methacryloylaminopropyltrime- thylammonium-chlorid, 2-Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid, 2-Nitrogen- and phosphorus-functionalized monomers are preferably used for the production of the antimicrobial polymers. Monomers functionalized in this way are also suitable for the described refinement by means of surface grafting. In particular, these polymers are prepared from at least one of the following monomers: 2-tert-butylaminoethyl methacrylate, 2-diethylaminoethyl methacrylate, 2-diethylaminomethyl methacrylate, 2-tert-butylaminoethyl acrylate, 3-dimethylaminopropyl acrylate, 2-diethylaminoethyl acrylate, 2-dimethylacrylic acid ethyl acrylate, dimethylaminopropyl methacrylamide, diethylamino propyl methacrylamide, 3-dimethylaminopropylamide acrylic acid, 2-methacryloyloxyethyltrimethylammonium methosulfate, methacrylate 2-diethylaminoethyltronyl methylethyl, methacryloylammonylethyl, 2-methacryloylammonylethyl, methacryloylmethyl methoxyethyl, methyl methacrylate 2-methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, 2-
Acryloyloxyethyl-4-benzoyldimethylammoniumbromid, 2- Methacryloyloxyethyl-4- benzoyldimethylammoniumbromid, 2- Acrylamido-2-methyl- 1 -propansulfonsäure, 2-Acryloyloxyethyl-4-benzoyldimethylammonium bromide, 2-methacryloyloxyethyl-4-benzoyldimethylammonium bromide, 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, 2-
Diethylaminoethylvinylether und/oder 3-Aminopropylvinylether.Diethylaminoethyl vinyl ether and / or 3-aminopropyl vinyl ether.
Der Anteil der antimikrobiellen Polymere in den Polymerfasern kann 0.01 bis 100 Gew.-%,
bevorzugt 0.1 bis 40, besonders bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-% betragen.The proportion of antimicrobial polymers in the polymer fibers can be 0.01 to 100% by weight, preferably 0.1 to 40, particularly preferably 0.1 to 20% by weight.
Die genannten Monomere bzw. Anteile beziehen sich auch auf die Variante der Erfindung, bei der eine Pfropfreaktion von Monomeren auf einem Polymer durchgeführt wird.The monomers or proportions mentioned also relate to the variant of the invention in which a grafting reaction of monomers is carried out on a polymer.
Neben der Vermischung der antimikrobiellen Polymere mit mikrobiologisch neutralen Polymeren vor dem Spinnprozeß ist es ferner auch möglich, die Mischung erst auf Ebene der Fäden bzw. Fasern durchzuführen. Dies geschieht z.B. dadurch, daß antimikrobiell wirksame Fäden/Fasern mit mikrobiologisch neutralen Fäden/Fasern zusammen verwoben werden. Hier sollte der Anteil von antimikrobiellen Fasern bei bis zu 50 Gew.-%, insbesondere bis zu 10 Gew.-% liegen.In addition to the mixing of the antimicrobial polymers with microbiologically neutral polymers before the spinning process, it is also possible to carry out the mixing only at the thread or fiber level. This happens e.g. in that antimicrobial threads / fibers are woven together with microbiologically neutral threads / fibers. Here the proportion of antimicrobial fibers should be up to 50% by weight, in particular up to 10% by weight.
Als weitere nicht-antimikrobielle Polymere können im Prinzip alle zur Herstellung von PolymerfädenAfasern verwendeten Makromoleküle Verwendung finden, insbesondere Seide, Kunstseide, Baumwolle, Wolle, Flachs, Ramie, Aramid, Polyamide, Polyester, Polyacrylderivate, Polyethylen, Polypropylen, PTFE, Polymethacrylate, Polysulfone, Polyacrylnitrile, Cellulose, Celluloseacetat, Cellulosederivate oder deren Blends. Die Cellulosederivate besitzen, wie alle anderen hydrophilen Polymerfäden/-fasern auch, den Vorteil, dass keine Mikrodomainbildung mit den oftmals ebenfalls hydrophilen antimikrobiellen Polymeren zu erwarten ist, wodurch eine gleichmässige Oberflächenverfügbarkeit der antimikrobiellen Polymere erleichtert wird.In principle, all macromolecules used for the production of polymer filaments fibers can be used as further non-antimicrobial polymers, in particular silk, rayon, cotton, wool, flax, ramie, aramid, polyamides, polyesters, polyacrylic derivatives, polyethylene, polypropylene, PTFE, polymethacrylates, polysulfones, Polyacrylonitrile, cellulose, cellulose acetate, cellulose derivatives or their blends. Like all other hydrophilic polymer threads / fibers, the cellulose derivatives have the advantage that no formation of microdomains with the often likewise hydrophilic antimicrobial polymers is to be expected, as a result of which a uniform surface availability of the antimicrobial polymers is facilitated.
Diese Polymere können als Basisfaser zur Beschichtung, als Blendanteil oder als weitere Faser in einem Mischgewebe eingesetzt werden.These polymers can be used as a base fiber for coating, as a blend component or as a further fiber in a blended fabric.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch antimikrobielle Gewebe, die die genannten antimikrobiellen Fasern enthalten. Die Gewebe können neben den antimikrobiellen Fasern noch weitere, nicht-antimikrobielle Fasern, z. B. aus den genannten Polymeren enthalten.The present invention therefore also relates to antimicrobial fabrics which contain the aforementioned antimicrobial fibers. In addition to the antimicrobial fibers, the tissues can also contain other non-antimicrobial fibers, e.g. B. from the polymers mentioned.
Verwendung der erfindungsgemäßen Fasern oder Gewebe
Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten antimikrobiellen Fäden/Fasern/Gewebe als Teil von Filtern, Netzen, Filtersystemen oder Filtermodulen sowie zur Herstellung von Geweben oder Textilien.Use of the fibers or fabrics according to the invention Further objects of the present invention are the use of the antimicrobial threads / fibers / fabric produced according to the invention as part of filters, nets, filter systems or filter modules and for the production of fabrics or textiles.
Die erfindungsgemäßen Gewebe können zur Filtration und Entkeimung von Bier, Wein, Obstsäften, Milch, Trinkwasser, in Klimaanlagen oder als Flüssig/Gasfärmig-Trennsystem (Oxygenatormodul) verwendet werden.The fabrics according to the invention can be used for the filtration and disinfection of beer, wine, fruit juices, milk, drinking water, in air conditioning systems or as a liquid / gas separation system (oxygenator module).
Weiterhin finden die Gewebe Verwendung in Kleidung, Bettwäsche, Abdecklacken, Boden- oder Wandbelägen, Reinigungstüchern, Hygienematerial, Taschentüchern oder Sitzbezügen.The fabrics are also used in clothing, bedding, masking varnishes, floor or wall coverings, cleaning cloths, hygiene material, handkerchiefs or seat covers.
Die Gewebe können z. B. als OP-Kleidung oder OP-Textilien, Bettwäsche in Krankenhäusern oder als Sitzbezüge in Auto-, Bahn- oder Flugzeugsitzen eingesetzt werden.The fabrics can e.g. B. as surgical clothing or surgical textiles, bed linen in hospitals or as seat covers in car, train or airplane seats.
Zur weiteren Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Beispiele gegeben, welche die Erfindung weiter erläutern, nicht aber ihren Umfang begrenzen sollen, wie er in den Patentansprüchen dargelegt ist.To further describe the present invention, the following examples are given, which further illustrate the invention but are not intended to limit the scope thereof, as set out in the patent claims.
Beispiel 1;Example 1;
50 mL Dimethylaminopropylmethacrylamid (Fa. Aldrich) und 250 mL Ethanol werden in einem Dreihalskolben vorgelegt und unter Argonzustrom auf 65 °C erhitzt. Danach werden 0,5 g Azobisisobutyronitril gelöst in 20 mL Ethanol unter Rühren langsam zugetropft. Das Gemisch wird auf 70 °C erhitzt und 6 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Reaktionsmischung das Lösemittel durch Destillation entzogen und für 24 Stunden bei 50 °C im Vakuum getrocknet. Das Produkt wird anschließend in 200 ml Aceton gelöst, danach wird der Reaktionsmischung das Lösemittel durch Destillation entzogen und für 24 Stunden bei 50 °C im Vakuum getrocknet. Das Reaktionsprodukt wird im Anschluß fein zermörsert.50 ml of dimethylaminopropyl methacrylamide (from Aldrich) and 250 ml of ethanol are placed in a three-necked flask and heated to 65 ° C. under a stream of argon. Then 0.5 g of azobisisobutyronitrile dissolved in 20 ml of ethanol are slowly added dropwise with stirring. The mixture is heated to 70 ° C. and stirred at this temperature for 6 hours. After this time, the solvent is removed from the reaction mixture by distillation and dried for 24 hours at 50 ° C in a vacuum. The product is then dissolved in 200 ml of acetone, after which the solvent is removed from the reaction mixture by distillation and dried in vacuo at 50 ° C. for 24 hours. The reaction product is then ground up finely.
Beispiel la:
50 g Polypropylen werden auf 180 °C erhitzt und mit 10g des Produktes aus Beispiel 1 innig gemischt. Die noch heiße Polymermischung wird durch eine Düse von 400 Mikrometer Durchmesser gepresst und erkalten gelassen.Example la: 50 g of polypropylene are heated to 180 ° C. and mixed intimately with 10 g of the product from Example 1. The still hot polymer mixture is pressed through a nozzle with a diameter of 400 micrometers and allowed to cool.
Beispiel lb:Example lb:
20 jeweils 5 cm lange Fasern aus Beispiel 1 werden auf dem Boden eines Becherglases fixiert, das 10 mL einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa enthält. Das so vorbereitete System wird nun für die Dauer von 4 Stunden geschüttelt. Danach wird 1 mL der Testkeimsuspension entnommen. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 10'" Keime pro mL gesunken.20 fibers, each 5 cm long, from Example 1 are fixed on the bottom of a beaker containing 10 mL of a test microbial suspension of Pseudomonas aeruginosa. The system prepared in this way is now shaken for a period of 4 hours. Then 1 mL of the test microbial suspension is removed. After this time the number of germs has dropped from 10 7 to 10 "germs per mL.
Beispiel 2:Example 2:
50 mL tert.-Butylaminoethylmethacrylat (Fa. Aldrich) und 250 mL Ethanol werden in einem Dreihalskolben vorgelegt und unter Argonzustrom auf 65 °C erhitzt. Danach werden 0,5 g Azobisisobutyronitril gelöst in 20 mL Ethanol unter Rühren langsam zugetropft. Das Gemisch wird auf 70 °C erhitzt und 6 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Reaktionsmischung das Lösemittel durch Destillation entzogen. Im Anschluß wird das Produkt für 24 Stunden bei 50 °C im Vakuum getrocknet. Das Produkt wird anschließend in 200 ml Aceton gelöst, danach wird der Reaktionsmischung das Lösemittel durch Destillation entzogen und für 24 Stunden bei 50 °C im Vakuum getrocknet.50 ml of tert-butylaminoethyl methacrylate (Aldrich) and 250 ml of ethanol are placed in a three-necked flask and heated to 65 ° C. under a stream of argon. Then 0.5 g of azobisisobutyronitrile dissolved in 20 ml of ethanol are slowly added dropwise with stirring. The mixture is heated to 70 ° C. and stirred at this temperature for 6 hours. After this time, the solvent is removed from the reaction mixture by distillation. The product is then dried in vacuo at 50 ° C. for 24 hours. The product is then dissolved in 200 ml of acetone, after which the solvent is removed from the reaction mixture by distillation and dried in vacuo at 50 ° C. for 24 hours.
Beispiel 2a:Example 2a:
50 g Polypropylen werden auf 180 °C erhitzt und mit 10 g des Produktes aus Beispiel 2 innig gemischt. Die noch heiße Polymermischung wird durch eine Düse von 400 Mikrometer Durchmesser gepresst und erkalten gelassen.50 g of polypropylene are heated to 180 ° C. and mixed intimately with 10 g of the product from Example 2. The still hot polymer mixture is pressed through a nozzle with a diameter of 400 micrometers and allowed to cool.
Beispiel 2b:Example 2b
20 jeweils 5 cm lange Fasern aus Beispiel 2a werden auf dem Boden eines Becherglases fixiert, das 10 mL einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa enthält. Das so vorbereitete20 fibers, each 5 cm long, from Example 2a are fixed on the bottom of a beaker containing 10 mL of a test microbial suspension of Pseudomonas aeruginosa. The so prepared
System wird nun für die Dauer von 4 Stunden geschüttelt. Danach wird 1 mL der
Testkeimsuspension entnommen. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 10° Keime pro mL gesunken.System is now shaken for 4 hours. Then 1 mL of Test microbial suspension removed. After this time, the number of germs dropped from 10 7 to 10 ° germs per mL.
Beispiel 2c:Example 2c
15 g Polyacrylnitril und 4 g des Produktes aus Beispiel 2 werden in 90 g Dimethylformamid (DMF) gelöst. 10 mL dieser Lösung werden in eine medizinische Spritze aufgezogen und im Anschluß wird der Inhalt der Spritze gleichmäßig und kontinuierlich in ein Fällungsbad aus 10 Gewichtsprozent DMF und 90 Gewichtsprozent VE-Wasser eingespritzt. Die so erhaltenen Fäden werden auf eine Länge von ca. 5 cm gekürzt.15 g of polyacrylonitrile and 4 g of the product from Example 2 are dissolved in 90 g of dimethylformamide (DMF). 10 mL of this solution are drawn into a medical syringe and then the contents of the syringe are injected evenly and continuously into a precipitation bath consisting of 10 percent by weight DMF and 90 percent by weight demineralized water. The threads thus obtained are shortened to a length of approximately 5 cm.
Beispiel 2d:Example 2d:
20 jeweils 5 cm lange Fasern aus Beispiel 2c werden auf dem Boden eines Becherglases fixiert, das 10 mL einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa enthält. Das so vorbereitete System wird nun für die Dauer von 4 Stunden geschüttelt. Danach wird 1 mL der Testkeimsuspension entnommen. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 10" Keime pro mL gesunken.20 fibers, each 5 cm long, from Example 2c are fixed on the bottom of a beaker containing 10 mL of a test microbial suspension of Pseudomonas aeruginosa. The system prepared in this way is now shaken for a period of 4 hours. Then 1 mL of the test microbial suspension is removed. After this time the number of germs dropped from 10 7 to 10 "germs per mL.
Beispiel 2e:Example 2e:
20 jeweils 5 cm lange Fasern aus Beispiel 2c werden auf dem Boden eines Becherglases fixiert, das 10 mL einer Testkeimsuspension von Staphylococcus aureus enthält. Das so vorbereitete System wird nun für die Dauer von 4 Stunden geschüttelt. Danach wird 1 mL der TestkeimsLispension entnommen. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 102 Keime pro mL gesunken.
20 fibers, each 5 cm long, from Example 2c are fixed on the bottom of a beaker containing 10 mL of a test germ suspension of Staphylococcus aureus. The system prepared in this way is now shaken for a period of 4 hours. Then 1 mL of the test germ suspension is removed. After this time, the number of germs dropped from 10 7 to 10 2 germs per mL.