WO2008071680A1 - Verfahren zur antimikrobiellen ausrüstung von textilien und fasern - Google Patents

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    • D06M11/70—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with phosphorus or compounds thereof, e.g. with chlorophosphonic acid or salts thereof with oxides of phosphorus; with hypophosphorous, phosphorous or phosphoric acids or their salts
    • D06M11/71—Salts of phosphoric acids
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    • D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
    • D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
    • D06M13/513—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
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    • D06M16/00—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic

Definitions

  • the present invention relates to a process for the durable antimicrobial finishing of textiles and fibers.
  • an organic primer component (P) and, on the other hand, an organic antimicrobial component (K) are applied to the textiles and fibers.
  • the composition used for this purpose or the compositions used may, in addition to one or more solvents, optionally also contain a metal salt component (M) and further auxiliary components.
  • textiles contain microbiologically degradable material. They are often either wholly or partially made of microbiologically degradable fibers, for example cotton, cellulose (eg viscose and tencel), hemp, flax, linen, silk, acetate or wool.
  • textiles of synthetic components such as e.g. Polyester, polyacrylonitrile, polyamide (eg, aramid, Nomex, kevlar, polyamide 6, polyamide 6.6) or polypropylene are regularly colonized by bacteria, especially when treated with finishing agents, e.g. Plasticizers, water repellents, antistatic agents; Fluorocarbons and / or binders or ingesting microbiologically degradable material during use, e.g. organic substances from the environment.
  • This textiles are made of synthetic fibers such.
  • polyester or polyamide for a bacterial degradation of sweat particularly vulnerable and therefore can after a very short time have the typical, unpleasant odor of decomposed sweat.
  • the other substituents may, for. B. straight or branched alkyl radicals or radicals with heteroatoms or radicals with aromatics. Frequently, one or more benzyl radicals are attached to the quaternary nitrogen in the molecule. Good results could also be found with quaternary ammonium compounds having two methyl groups, one n-alkyl group having between 10 to 18 carbon atoms and a 3-trimethoxysilylpropyl group.
  • Quaternary ammonium compounds have the positive property of being well soluble in water. This property is very suitable for the aqueous application in the industrial finishing process in the textile industry. At the same time, however, this property leads to such compounds being washed off the textiles quickly, since the Adhesion to textiles is primarily possible by means of van der Waals forces and possibly also with ion pair bonds.
  • the precursors of the quats namely tertiary amines were quaternized with 3-chloropropyltrimethoxysilane. If this quaternization is carried out in the solvent methanol, this reaction has been known for decades.
  • the quaternization can also be carried out with the octadecyldimethylamine in methanol, but then leads to a product which is not optimal with regard to the antibacterial effect.
  • the main drawback of this product is the solvent methanol, which, due to its properties in the textile industry, leads to significant limitations in its application.
  • Textiles made of polyester have hitherto been equipped with a formulation containing the active ingredient dimethyl-tetradecyl- [3- (trimethoxysilyl)] - propyl-ammonium chloride, which is marketed as Sanitized T 99-19 (manufacturer: Sanitized AG, Switzerland).
  • This is a 50% solution of the technical agent (salt) in methyltriglycol.
  • Methyltriglycol has the chemical formula CH 3 (OCH 2 CH 2 ) S -OH.
  • the well-known product Aegis AEM 5772/5 (manufacturer: Aegis) is an approximately 5% aqueous solution of the active ingredient dimethyl-octadecyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] - ammonium chloride.
  • the more concentrated active ingredient dissolved in methyl alcohol is also available.
  • the hydrolysis products of the active ingredients which tend to oligomerize very rapidly, unless they are already present in the commercial form as predominantly hydrolyzed product.
  • the evidence is z.
  • the germ count reduction between equipped and unequipped pattern or between fitted pattern after incubation and the germ count of the inoculum should be about two orders of magnitude to speak of a good antibacterial effect.
  • Finishing of textiles and / or fibers containing at least one synthetic component e.g.
  • Polyamide or polyester containing, on the textiles or fibers, a preferably aqueous solution of an organic primer component (P) which increases the hydrophobicity of the surface of the textiles or fibers, and as antimicrobial
  • Component (K) at least one organic quaternary ammonium compound can be applied.
  • a metal salt component (M) and, if appropriate, a solvent (L) and, if appropriate, further auxiliary components may be applied to the textiles or fibers simultaneously or with a time offset.
  • the process according to the invention can be carried out in numerous variants, whereby a "two-B ad-method" has proven itself, but it is also possible to carry out a so-called “one-bath process” or to realize multistage baths.
  • a process is carried out in which an aqueous solution of an organic primer component (P) is additionally used which contains as antimicrobial component (K) at least one organic quaternary ammonium compound, and optionally a metal salt component (M ).
  • K antimicrobial component
  • M metal salt component
  • z. B. in an aqueous composition already combines the organic primer component (P) and the quaternary ammonium compound, so that a simplified equipment according to the "one-B ad method" is possible.
  • a method is carried out in which a plurality of method steps are carried out in succession.
  • a process step a) of the pretreatment of the textiles or fibers with an aqueous solution of an organic primer component (P) can take place.
  • a thermal drying step b) is optionally carried out, and subsequently in a further process step c) a treatment of the textiles or fibers with an aqueous solution, for example, containing as antimicrobial component (K) at least one organic quaternary ammonium compound, and optionally a metal salt component ( M) and optionally one or more solvents (L) and optionally further auxiliary components.
  • K antimicrobial component
  • M metal salt component
  • L solvents
  • an aqueous solution of an organic primer component P
  • P organic primer component
  • heating of the aqueous solution containing the textile and the primer component is frequently carried out (for example at a temperature of 40 to 90 ° C.).
  • the treatment can also be carried out in a high-temperature extraction process (for example at temperatures of 100 to 140 ° C., in particular at about 120 ° C.).
  • the primer component (P) z is selected from one or more of the following compounds:
  • Aromatic mono- and dicarboxylic acids which may also be substituted by hydroxy groups;
  • Aromatic mono- and diamines aromatic mono- or dialcohols
  • silicon-organic compounds having at least one long-chain alkyl group and higher molecular weight condensation products with free hydroxy and / or carboxyl groups (such as the natural product rosin) or oligomeric esters can be used in principle as a primer component (K).
  • a process is carried out in which the textiles or fibers treated with an aqueous solution are subjected to at least one drying step, wherein a temperature of at least 100 ° C, preferably from 100 to 180 ° C is applied.
  • the drying step may, for. B. after treatment of the textiles or fibers with the solution containing the primer component (P) take place.
  • the temperature used depends on the material of the textiles and fibers, since the different materials have different glass transition temperatures.
  • the glass transition temperature of a pure polyester material may, for. B. at 98 ° C, which is a mixed polymer material z. At 74 ° C. Glass transition temperatures of about 70 ° C to just over 100 ° C are generally described in the literature.
  • a temperature of at least 100 ° C, preferably from 100 to 180 ° C, in particular 110 to 160 ° C used in the drying step this temperature is usually above the glass transition temperature of the treated material.
  • the primer component can be at least partially dissolved in the material of the textiles or fibers.
  • the thermal treatment usually lasts from 1 second to 10 minutes, preferably from 2 seconds to 4 minutes, in particular from 3 seconds to 2 minutes.
  • a method is carried out in which an antimicrobial component (K) and optionally a metal salt component (M) and optionally a solvent (L) and optionally further auxiliary components are used, wherein the component (K) represents a compound of general formula (I)
  • R is a branched or unbranched alkyl radical having 1 to 12 C atoms, where the alkyl radical may also be substituted by a group H - ((CH 2 ) m -O) q , where m may be an integer from 0 to 4 and q is an integer from 1 to 6;
  • R is a branched or unbranched alkyl radical having 1 to 12 C atoms, where the alkyl radical may also be substituted by a group H - ((CH 2 ) m -O) q , where m may be an integer from 0 to 4 and q is an integer from 1 to 6;
  • R is a branched or unbranched alkyl radical having 1 to 12 C atoms, where the alkyl radical may also be substituted by a group H - ((CH 2 ) m -O) q , where m may be an integer from 0 to 4 and q is an integer from 1 to 6;
  • R is a branched or unbranched alkyl radical having 1 to 18 C atoms, a cycloalkyl radical having 3 to 7 C atoms, a phenyl radical, a benzyl radical optionally substituted by one or two halogen atoms or a heteroaryl radical;
  • R 5 denotes a branched or unbranched alkyl radical having 1 to 18 C atoms, a cycloalkyl radical having 3 to 7 C atoms, a phenyl radical, a benzyl radical optionally substituted by one or two halogen atoms, or a heteroaryl radical;
  • R is a branched or unbranched alkyl radical having 8 to 18 carbon atoms;
  • n is an integer from 1 to 6.
  • alkyl radical z A methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, heptyl or octyl radical, but also e.g. the long-chain radicals such as octyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl or octadecyl. These radicals may also be branched or unbranched, chiral or achiral.
  • cycloalkyl is understood as meaning monocyclic or bicyclic saturated groups having 3 to 8 C atoms, eg. Cyclohexyl, cyclopentyl or cyclopropyl, with cyclohexyl being preferred.
  • benzyl radical optionally substituted by one or two halogen atoms is understood to mean various mono- or disubstituted benzyl radicals which are substituted, for example, by fluorine, chlorine or bromine.
  • heteroaryl is understood as meaning mono- or bicyclic unsaturated radicals which contain one or more "heteroatoms" (for example N, O or S) . These radicals may contain, for example, 6-membered and / or 5-membered rings.
  • nitrogen-containing radicals include: pyridine, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, pyrrole, imidazole, triazole, for sulfur-containing radicals: thiophene or thiazole, and for oxygen-containing radicals: furan or oxazole.
  • the z. B. can be compensated by counterions.
  • Typical anions in the salts are z. Choride, bromide, fluorides, sulfate, phosphates, formates, acetates or propionates. Chlorides are preferably used.
  • an antimicrobial component (K) of the general formula (I) is used, where the radicals independently of one another have the following meanings:
  • R is an alkyl radical having 1 to 6 C atoms, where the alkyl radical may also be substituted by a group H - ((CH 2) m -O) q , where m can be an integer from 1 to 3 and q is an integer from 1 to 4;
  • R is an alkyl radical having 1 to 6 C atoms, where the alkyl radical may also be substituted by a group H - ((CH 2) m -O) q , where m can be an integer from 1 to 3 and q is an integer from 1 to 4;
  • R 3 represents an alkyl radical having 1 to 6 C atoms, where the alkyl radical may also be substituted by a group H - ((CH 2) m -O) q , where m may be an integer from 1 to 3 and q is an integer Number is from 1 to 4;
  • R 4 denotes an alkyl radical having 1 to 18 C atoms, a cycloalkyl radical having 3 to 7 C atoms, a phenyl radical, a benzyl radical optionally substituted by one or two halogen atoms, a pyridine radical, a pyrimidine radical, a pyrazine radical, a pyridazine radical, a pyrrole residue or an imidazole residue;
  • R is an alkyl radical having 1 to 18 C atoms, a cycloalkyl radical having 3 to 7 C atoms, a phenyl radical, a benzyl radical, a pyridine radical, a pyrimidine radical, a pyrazine radical, a pyridazine radical, a pyrrole radical or an imidazole radical;
  • R is an alkyl radical having 8 to 18 C atoms
  • n an integer of 1 to 4.
  • R 1 , R 2 , R 3 each represent an alkyl radical having 1 to 6 C atoms, where the alkyl radical may also be substituted by a group H - ((CH 2 ) m -O) q , where m is an integer of 1 can be up to 3 and q is an integer from 1 to 4;
  • R is an alkyl radical having 1 to 18 C atoms, a phenyl radical or a benzyl radical,
  • R is an alkyl radical having 1 to 18 C atoms
  • R is an alkyl radical having 8 to 18 carbon atoms
  • n an integer of 2 to 4.
  • an antimicrobial component (K) of the general formula (I) is used, wherein the radicals have the following meanings independently
  • R, R and R are the same and denote a branched or unbranched alkyl radical having 1 to 4 C atoms,
  • n is an integer from 1 to 4
  • R 4 is methyl
  • R 5 is alkyl of 1 to 12 C atoms
  • R 6 is alkyl having 8 to 18 carbon atoms.
  • the metal salt component (M) consists of one or two salts of a divalent, trivalent and / or tetravalent metal. At least one salt of a divalent, trivalent or tetravalent metal from the group of the following metals is preferably used as the metal salt component (M): Mg, Ca, Ba, Zn, Sn; Al, Ga, Fe; and Ti.
  • a metal salt component (M) which contains at least one divalent metal salt selected from Mg, Ca, Ba, Zn and / or a trivalent metal salt of Al and Fe , wherein the combination of Ca with Al or Fe is of particular importance.
  • the combination of aluminum III salts with divalent metal salts has been proven.
  • the invention relates to a composition
  • a composition comprising, as organic component (K) of general formula (I), a dimethyl-tetradecyl- (3- (trimethoxysilyl) -propyl) -ammonium salt, e.g. The chloride, or a dimethyl octadecyl (3- (trimethoxysilyl) propyl) ammonium salt, e.g.
  • metal salt component (M) a salt of a divalent metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Zn and / or a salt of a trivalent metal from the group Al and Fe.
  • various anions are suitable as counter-ions in the metal salts, for.
  • chlorides hydroxides, sulfates, phosphates and acetates.
  • the antimicrobial compositions according to the invention preferably contain the two components (organic component (K) and metal salt component (M)) in specific amounts.
  • organic component (K) organic component
  • metal salt component (M) metal salt component
  • Textilvor- or post-treatment can be in solid, liquid or flowable form, for. B. as a gel, powder, granules, paste or spray and contain the above-mentioned inventive components.
  • the compositions preferably contain the metal salt component (M) in amounts of from 0.01 to 20% by weight, preferably from 0.01 to 10% by weight, more preferably from 0.05 to 2.0% by weight and in particular from 0.02 to 2.0 wt .-%, based on the total composition.
  • the organic component (K) is preferably used, based on the total weight of the composition, in an amount of from 0.01% by weight to 10% by weight, preferably from 0.1% by weight to 3.0% by weight, and in particular from 0.3 wt .-% to 2.5 wt .-%, used.
  • the ratio between metal component (M) and organic component (K) is dependent on the metal salt used and is in the antimicrobial composition based on the molar amounts used z. From 1:20 to 20: 1, especially from 1:10 to 10: 1. As a trivalent metal salt used, the ratio of the components is often from 2: 1 to 1: 2, in particular about 1: 1. Preference is also given to using mixtures of divalent and trivalent metal salts.
  • a further embodiment relates to a process which uses an antimicrobial component (K) which comprises a dimethyl-tetradecyl- (3- (trimethoxysilyl) -propyl) -ammonium salt or a dimethyl-octadecyl- (3- (trimethoxysilyl) - propyl) ammonium salt, and optionally additionally using a metal salt component (M) comprising a divalent metal salt of Mg, Ca, Zn, Ba and / or a trivalent metal salt of the group Al and Fe contains.
  • K antimicrobial component
  • M metal salt component
  • the solvent used is preferably water for both process steps a) and c).
  • an alcohol for. As ethanol, methanol, isopropanol or propanol.
  • the preparations may also contain various auxiliary components, e.g. As a pH buffer (such as acetic acid / sodium acetate) or an acid (such as formic, citric or acetic acid).
  • composition further contains, for example, in one further embodiment of the invention, one or more of the following auxiliaries: pH buffers, plasticizers, fluorocarbons, water repellents, oil repellents, binders, crosslinkers, flame retardants, textile dyes, seizability improvers and soil release agents.
  • auxiliaries pH buffers, plasticizers, fluorocarbons, water repellents, oil repellents, binders, crosslinkers, flame retardants, textile dyes, seizability improvers and soil release agents.
  • a preferred embodiment relates to a process in which an aqueous solution of an organic primer component (P) is used, this solution being from 0.001 to 25% by weight, in practice also 0.01 to 15% by weight, in particular 0, 02 to 10 wt .-%, and preferably from 0.1 to 3 wt.% Of the primer component (P).
  • P organic primer component
  • the quantity of the components in the fleet is technically only reasonable sense, since the liquor ratio is not a predetermined size and in practice of about 1: 4 (mass textile: mass liquor) up to 1:20 and in extreme cases even significantly higher goes.
  • the preferred concentration range for the primer P, for example 1-phenylalanine, based on the textile composition is in the range 1 to 3%, e.g. about 2%. If, for example, a liquor ratio of 1: 5 is used, this means that in the liquor between 0.2 and 0.6% by weight are 1-phenylalanine.
  • a further embodiment relates to a method in which an aqueous solution of an antimicrobial component (K) is used, this solution being from 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, in some cases also from 0 , 1 to 3 wt.% Of the antimicrobial component (K).
  • This solution may additionally contain from 0.01 to 10% by weight, in particular from 0.05 to 2% by weight, of a metal salt component (M).
  • Another embodiment relates to a process employing a composition
  • a composition comprising 0.01 to 10% by weight of the primer component (P), 70 to 99.9% by weight of the solvent Water, and optionally 0.01 to 10 wt .-% of an antimicrobial component (K) and optionally from 0.01 to 10 wt.%, Of a metal salt component (M) and 0.1 to 30 wt.% Of auxiliary components.
  • the formulation of the composition may be followed by the application of the antimicrobial (eg single- or double-bath exhaustion in the normal temperature or high temperature range, with or without rinsing or intermediate drying) Component (K) with or without the metal salt component (M) in the "one-bath padder process" (thus the classic padding process), spraying, coating, foam application, "two-bath padder process” wet on wet or with intermediate drying ).
  • the antimicrobial eg single- or double-bath exhaustion in the normal temperature or high temperature range, with or without rinsing or intermediate drying
  • spraying, coating, foam application, "two-bath padder process” wet on wet or with intermediate drying e.g single- or double-bath exhaustion in the normal temperature or high temperature range, with or without rinsing or intermediate drying
  • M metal salt component
  • the invention also relates to a method in which a composition is used, the 0.3 to 2.5 wt.% Of the antimicrobial component (K), 70 to 99.5 wt.% Of the solvent water and 0.1 to 30 wt .% Of auxiliary components and optionally contains 0.2 to 2.0 wt.% Of the metal salt component (M).
  • K antimicrobial component
  • M metal salt component
  • Another important object of the invention is a chemical composition for finishing textiles or fibers containing from 0.01 to 20% by weight of a primer component
  • K organic quaternary ammonium compound as antimicrobial component
  • M metal salt component
  • the active ingredient is preferably trivalent, ie 1 mole of the active ingredient can theoretically completely react with one mole of a trivalent metal salt or with 1.5 moles of a dihydric salt and with mixtures correspondingly.
  • the actual use concentrations were determined experimentally.
  • the salts are often used in excess. For example, per kg of Sanitized T 99-19 (0.91 mol of active ingredient), 1.26 mol of magnesium chloride and 0.31 mol Aluminum chloride can be used. The dilution of these metal salts can be varied and is a matter of ease of handling.
  • the range of use levels of the metal salts can also be related either to the active ingredient or to the textile.
  • compositions are often subjected to a dilution step prior to use on the textiles, for example by addition of water or introduction into a liquor, the individual components in the composition can be more highly dosed than when applied to the textile. It is also possible to distribute the components over several compositions and z. B. as a kit to provide (kid-of-parts).
  • the composition for applying the primer contains 0.01 to 20 wt.% Of a primer component (P), 70 to 99.5 wt.% Of the solvent water and 0.1 to 30 wt.% Of auxiliary components.
  • P primer component
  • auxiliary components 0.1 to 30 wt.%
  • a further embodiment relates to a composition
  • a composition comprising 0.01 to 20% by weight of a primer component (P), 70 to 95% by weight of the solvent water, 0.1 to 30% by weight of auxiliary components, and also 0.01 to 10 wt .-% of an organic quaternary ammonium compound, and optionally from 0.01 to 20 wt.%, Of a metal salt component (M).
  • This composition is z. B. for a "one-bath process" particularly suitable.
  • a further embodiment relates to a composition containing 0.01 to 20 wt.% Of a primer component (P), wherein the primer component (P) consists of one or more of the following compounds: aromatic mono- and dicarboxylic acids, wherein these may also be substituted by hydroxy groups; aromatic mono- and diamines, aromatic mono- or dialcohols; aliphatic mono- and dicarboxylic acid having 6 to 26 carbon atoms, which may also be substituted by hydroxy or amino groups; aliphatic, primary and secondary amines having 6 to 26 carbon atoms; aliphatic, primary and secondary alcohols having 6 to 26 carbon atoms; aliphatic, primary mercaptans having 6 to 26 C atoms; Amino acids.
  • aromatic mono- and dicarboxylic acids wherein these may also be substituted by hydroxy groups
  • aromatic mono- and diamines aromatic mono- or dialcohols
  • aliphatic mono- and dicarboxylic acid having 6 to 26 carbon atoms, which may
  • the invention also relates to a composition containing 0.05 to 15 wt.% Of a primer component (P), wherein the primer component (P) consists of one or more of the following compounds: aromatic mono- and dicarboxylic acids, wherein these may also be substituted by hydroxy groups; aliphatic monocarboxylic acid having 6 to 26 carbon atoms; aliphatic, primary alcohols having 6 to 26 carbon atoms; primary amines with 6 to 26 C atoms; natural amino acids.
  • aromatic mono- and dicarboxylic acids wherein these may also be substituted by hydroxy groups
  • aliphatic monocarboxylic acid having 6 to 26 carbon atoms
  • aliphatic, primary alcohols having 6 to 26 carbon atoms
  • primary amines with 6 to 26 C atoms natural amino acids.
  • the invention also relates to a process for the preparation of the compositions described above, in which the individual components are mixed.
  • Another aspect of the present invention is the use of an above-described composition for treating textiles, fibers and yarns containing synthetic materials or consisting of synthetic materials for antimicrobial finishing.
  • the compositions are particularly suitable for finishing textiles made of polyester, polyamide and blended fabrics containing at least one of these components.
  • the use is preferably for finishing textiles, fibers and yarns consisting essentially of polyamide and / or polyester.
  • the equipment of textiles, fibers and yarns takes place z.
  • a padding process or exhaust process eg Jet
  • a (further) drying step d) can preferably be carried out, for. B. on the tenter or in the tumbler or with a method of contact heat.
  • the application of the composition can be effected, for example, by means of a forced application method such as padding, by spraying, foam application or by coating.
  • a forced application method such as padding, by spraying, foam application or by coating.
  • Another object of the invention are textiles, fibers and yarns equipped by a method as described above.
  • the antimicrobial fibers and textiles may be used as a starting material for various materials for various products such as clothing (eg, ladies' wear, men's wear, children's wear, sports and leisure wear, protective and workwear, uniforms, linings, socks, stockings, and underwear), bedding (eg duvet covers and sheets), home textiles, seat covers, upholstery fabrics, upholstery fabrics, textiles for footwear, shower curtains, terry articles, wipes, cleaning mops, filters, carpets, cotton and nonwovens, insulating and insulating mats, textile wallpapers, curtains, towel rolls, Protective articles (eg mask and bandage), textiles for automobiles, public transport (trains, buses, planes, ships, etc.) and the like can be used.
  • clothing eg, ladies' wear, men's wear, children's wear, sports and leisure wear, protective and workwear, uniforms, linings, socks, stockings, and underwear
  • bedding eg duvet covers and sheets
  • home textiles seat covers, upholstery
  • the base fiber used in the present invention may be e.g. a synthetic (chemical) fiber.
  • the chemical fibers are, for example, polyamide fiber, polyester fiber and mixtures thereof.
  • the method according to the invention can also be applied to a polypropylene fiber, polyvinyl fiber, polyacrylic fiber, polyurethane fiber, polyethylene fiber, polyvinylidene fiber and polystyrene fiber.
  • the method can also be applied to mixed fibers with synthetic and natural proportions.
  • groups with the structural element C-OH are preferred.
  • the abovementioned organic molecules, such as alcohols, phenols, carboxylic acids and amino acids, are suitable here.
  • the part of the structure that is not meant to react with the polar group of the quaternary ammonium compound should take on another function. He should on the synthetic fiber, z. As the polyester or polyamide, to anchor as well as possible. This is z. B. achieved in that the selected molecules are easy to solve in the Polyesteroberfikiee.
  • the non-polar parts of the molecule should be sufficiently large so that a part of the molecule is anchored in the polymer and the functional groups for the formation of the covalent bond z. B. to the siloxane group of the quaternary ammonium compound is available.
  • a two-step process is chosen.
  • the primer is applied (step a).
  • This can z. B. both in the exhaust process under normal conditions and in the padding process.
  • the textile is then preferably dried (process step b).
  • process step (c) z. B. applied by padding method, the quaternary ammonium compound, in particular a compound of general formula (I).
  • a single bath process is often used, i. in a first step, the primer (P) is applied and then in the same bath, the antimicrobial component (with and without metal salt component). The liquor is then drained, if necessary briefly rinsed and then dried (and possibly still condensed).
  • primer component (P) As the primer component (P), the following compounds were tested in the examples below, inter alia:
  • Gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid, m M : 170.12 CAS: 149-91-7), terephthalic acid (benzene-1, 4-dicarboxylic acid, ⁇ I M : 166.13, CAS: 623-27-8) , Tannic acid (gallotannin, tannin, m M : 1701, 2, CAS: 1401-55-4),
  • Stearic acid octadecanoic acid, m M : 284.48, CAS: 57-11-4
  • octadecylamine mM: 269.51, CAS: 124-30-1
  • various amino acids eg. 1-phenylalanine (mM: 165.19, CAS: 63-91-2).
  • FIG. 1 A model explanation for the applied method for antimicrobial equipment is shown graphically in FIG. 1, whereby this information is in no way limiting. It brings on a fiber a primer component (P), z. B. a compound R-X, where R z. B. is an alkyl radical and X z. B. represents a carboxyl group.
  • the fiber is treated with the aqueous solution of the primer and optionally heat, acid or base addition, surfactants, carriers and / or reducing agents.
  • the result is the fiber equipped with the primer. This can then be dried if necessary.
  • step c) then the quaternary ammonium compound is applied, for.
  • the result is the permanently equipped fiber.
  • the invention thus also relates to a composition prepared in situ, which contains, in addition to the solvent, water for a 0.05 to 15 wt.% Of a primer component (P), in particular the following primer components (P): aromatic mono- or dicarboxylic acids these may also be substituted by hydroxy groups; aliphatic monocarboxylic acid having 6 to 26 carbon atoms; aliphatic, primary alcohols having 6 to 26 carbon atoms; primary amines having 6 to 26 C atoms; natural amino acids; and that on the other hand 0.01 to 10 wt .-% of antimicrobial component, in particular dimethyl-tetradecyl (3- (trimethoxysilyl) propyl) - ammonium salt or dimethyl-octadecyl- (3- (trimethoxysilyl) propyl ) ammonium salt, and additionally optionally contains a metal salt component (M), which consists of at least one salt of a divalent metal selected from the group Mg, Ca, Z
  • Example 1 Two-bath process
  • the cups are heated at a rate of 3 ° C / min. heated to 120 0 C.
  • the temperature of 120 0 C is held for 45 minutes and then at 3 ° C / min. cooled to 40 0 C.
  • the samples are then rinsed briefly in cold water, spun and dried for 2 minutes on the tenter at 120 0 C.
  • the theoretical amount of 1-phenylalanine on the fabric is 1.5%, based on the dry weight of the product.
  • this liquor is applied to the polyester samples, which are previously coated with 1-phenylalanine.
  • the pick-up is 36% and so the intake of Sanitized T 99-19 is just 0.64% in dry weight.
  • the samples are then washed according to EN ISO 6330 (6A) at 40 ° C. and tested against Staphylococcus aureus ATCC 6538 after 10, 20 and 30 wash cycles according to ASTM E 2149 in each case.
  • the germ reduction is even after 30 wash cycles still more than 10 compared to the non-equipped pattern and is thus excellent.
  • 1-phenylalanine is first applied to polyester fabric (Dacron 54 spun) with a basis weight of about 120 g / m 2 in the exhaust process. Due to the lower basis weight of the textile, significantly more, namely 0.9% Sanitized T 99-19 is applied, so that a similar mass of the product per unit area is available. Even in these experiments, a germ reduction of just over 10 2 is achieved after 30 washing cycles.
  • a different type of polyester is respectively equipped with 1.5 and 2.5% 1-phenlyalanine.
  • Examples 5 and 6 working with a polyester type (interlock at ca. 200 g / m), with 0.6% Sanitized T 99-19 and in Examples 7 and 8 with a polyester fabric (from Tersuisse) equipped with 230 g / m 2 also with 0.6 g / m 2 .
  • These patterns also show after 30 washing cycles, a reduction in the number of germs compared to the initial value of at least 2 orders of magnitude.
  • polyester does not significantly affect the antibacterial result even after repeated washing. Since the use of amino acids as a textile chemical is not one of the common methods in the textile industry and the product can also make the equipment significantly more expensive, even more systems are being tested.
  • Example 9 with 1.0% stearic acid on the fabric is applied to the polyester 0.6% Sanitized T 99-19 and in Example 10 with 2.0% stearic acid on the fabric 0.8% Sanitized T 99-19 by padding applied.
  • Example 9 shows a reduction in the number of microbes by almost three orders of magnitude, and in Example 9 it is even one of a good four orders of magnitude.
  • tannic acid instead of stearic acid, 2.5 g of tannic acid are dissolved in water and adjusted to 1000 g.
  • the advantage of this acid is the good solubility in water.
  • the application to the polyester fabric was the same as described in Example 1 but in this example as the two examples listed below each 12 g of acetic acid are added per liter.
  • the textile discolors strongly in the treatment. It is equipped and tested as described in Example 1 by means of the padding method with 0.6% Sanitized T 99-19. After 20 wash cycles, a decrease in the number of bacteria is still found by a factor greater than ten compared to the control pattern. However, the strong discoloration of the liquor and the fabric is less desirable.
  • Examples 14 to 16 are carried out analogously to Examples 11 to 13. Instead of tannic acid, 1.5 g gallic acid monohydrate are used per liter of liquor, and in Examples 15 and 16 each with 1.5 g sodium disulfite or sodium sulfite. However, gallic acid does not show these strong discolorations like tannic acid.
  • the textile is treated at 80 ° C. with 10 times the mass of a solution of 5 g / l sodium dithionite, 8 g / l of a 20% sodium hydroxide solution and 5 g / l Hostapal MRN (manufacturer: Clariant) for 20 minutes.
  • the solution is then removed and the textile is rinsed with about 50 0 C warm water and then with about 15 ° C cold water, spun and dried.
  • the pretreated textile is treated with an aqueous solution of 0.15% tannic acid or 0.15% gallic acid monohydrate at 40 ° C. for 20 minutes and a liquor ratio of 1:10.
  • the solution is poured off, the fabric briefly rinsed cold, spun and dried on the tenter at 120 0 C for 2 minutes.
  • Hostapal MRN a non-ionic silicone and solvent-free Clariant surfactant, detergent and cleaner based on a polyglycol ether derivative
  • 1 g of 80% acetic acid are added with stirring.
  • the pick-up is 38% and thus the uptake of the aqueous solution of the dimethyl-octadecyl- ⁇ -trimethoxysilyl-propyl-ammonium chloride is 8.2% based on the dry weight of the product.
  • the samples are dried on the tenter at 120 ° C. for 2 minutes.
  • the bacterial count found is still just under 1% after 20 wash cycles compared to the non-equipped pattern and the antibacterial effect of the finished pattern is therefore good.
  • a primer (P) is applied to the textile, this is carried out as described in Example 1; Subsequently, the Sanitized T 99-19 is first reacted in aqueous solution with metal ions, in particular those of 2- to 4-valent metals. Particularly effective is the mixture of calcium and aluminum ions, with the aim of reducing the solubility of the resulting product as soon as it is applied to the textile.
  • the textile thus treated is dried on the tenter and condensed.
  • 2.5 g of 1-phenylalanine are dissolved in 950 g of water, the pH is adjusted to 4.5 with acetic acid and made up to 1000 g with water.
  • 125 g of polyester fabric with a basis weight of about 220 g / m are distributed over four cups and each eight times the weight of the produced liquor is added.
  • the cups are closed and the extraction procedure is carried out with a Mathis Labomat BFA-12.
  • the cups are heated at a rate of 3 ° C / min. heated to 80 0 C. 80 0 C are held for 60 minutes and then at 3 ° C / min. cooled to 40 0 C.
  • the samples are briefly rinsed in cold water, spun and dried for 2 minutes on the tenter at 120 0 C.
  • the theoretical amount of 1-phenylalanine on the textile is thus 2% based on the dry weight of the product.
  • the textile is then dried for 1 minute at 120 0 C on the tenter and then condensed for two minutes at 150 0 C. After 30 washing cycles according to EN ISO 6330 (6A) at 40 ° C., a reduction in the germ count of 10 2 ' 8 is measured in the test according to JIS L 1902: 2002, which is an excellent value.
  • the system is designed so that it can be applied in the "one-bath process”.
  • the quaternary ammonium compound of the formula (I) together with the products to be used as primer (P) to be prepared in aqueous solution storage stable in concentrations that are interesting, the product as a to market finished, ready-to-use mixtures.
  • the mixture changes considerably in a very short time.
  • another way would be labeled so that the user should preferably handle two formulations.
  • the fabrics are washed at 40 0 C for 20 times and then tested according to ASTM E 21-49 against Staphylococcus aureus ATCC 6538 P.
  • the patterns all show a germ reduction of over two orders of magnitude.
  • the two so-equipped samples are washed at 40 0 C and dried between washing cycles. After 20 and 30 wash cycles, the antibacterial effect against Staphylococcus aureus 6538 P is tested. Both types of textiles show a good antibacterial effect in all tests, even if the effect is significantly weaker than in the unwashed state, where, however, a germ reduction of more than 99.99% is achieved.
  • the pick-up is 41% and therefore the absorption of the Sanitized T 99-19 is 0.6% based on the dry textile weight.
  • the product samples are dried for 2 minutes at 150 0 C in the tenter, and condensed and then in steps up to 30 washing cycles at 40 0 C in accordance with EN ISO 6330 (6A) washed with ECE 77 colorfastness detergent and according to ASTM E 21-49 against Staphylococcus aureus 6538 tested.
  • the patterns all show a good antibacterial effect.
  • Per sleeve 50 g of polyester fabric are weighed and to give a solution of 5 g of the described solution in 400 g of water.
  • the sleeves are screwed under continuous rotation at 3 ° C per minute to 120 0 C heated and then kept at 120 0 C for 30 minutes, cooled at 3 ° C per minute to 40 0 C.
  • the liquor is poured off and the textile samples briefly rinsed with cold water, spun and then dried at 130 0 C for 3 minutes on the tenter.
  • Example 25 The samples are washed and in steps at 40 0 C up to 30 wash cycles tested according to ASTM E 21-49 against Staphylococcus aureus 6538th The samples show up to 15 wash cycles a good antibacterial effect.
  • Example 25 The samples are washed and in steps at 40 0 C up to 30 wash cycles tested according to ASTM E 21-49 against Staphylococcus aureus 6538th The samples show up to 15 wash cycles a good antibacterial effect.
  • Example 25 Example 25:
  • Each 50 g of nylon or polyester fabric are mixed with a mixture of 400 g of water and 5 g of the solution with phenylalanine / Sanitized T 99-19 in a pull-out sleeve.
  • the sleeves are screwed under permanent rotation by 3 ° C per
  • the liquor is poured off and the textile samples briefly rinsed with cold water, spun and then dried at 130 0 C for 3 minutes on the tenter.
  • the samples are washed at 40 ° C. up to 30 wash cycles and after in five steps
  • This mixture is allowed to stir for one hour at room temperature. 100 ml of the mixture are stirred into 2550 g of water. The pH is adjusted to 4.0 and in this weakly acetic acid solution, a 330 g polyester fabric (Trevira with a basis weight of about 220 g / m2) is pulled out in the high temperature process, with a speed of 3 ° C per minute to 120 0 C is heated, holds at 120 0 C for 30 minutes and then again at 3 ° C per minute to 40 0 C cools. The liquor is separated and the textile is briefly rinsed in cold water and then dried for 3 minutes at 130 0 C on the tenter.
  • the textile is washed at 40 0 C, being dried after 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 washing cycles.
  • the samples are washed and dried at 40 0 C up to 30 wash cycles in increments of five tested according to ASTM E 21-49 against Staphylococcus aureus 6538th
  • the samples show up to 20 wash cycles a very good and in 25 washing cycles still enough for the practice antibacterial effect.
  • the liquor is then separated and the textile is rinsed briefly in cold water and then dried for 3 minutes at 130 0 C on the tenter.
  • the textile is washed at 40 0 C, being dried after 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 washing cycles.
  • Example 28 The samples are washed and dried at 40 0 C up to 30 wash cycles in increments of five tested according to ASTM E 21-49 against Staphylococcus aureus 6538P. The samples show a very good antibacterial effect for up to 20 washing cycles and a sufficient number of 25 washing cycles with a reduction in the bacterial count of around 100 compared to a non-finished sample.
  • Example 28

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Abstract

Ein Verfahren zur antimikrobiellen Ausrüstung von synthetischen Fasern, bei dem auf die Fasern eine wässrige Lösung einer organischen Primer-Komponente (P), wie z. B. Gallussäure, und als antimikrobielle Komponente (K) mindestens eine organische quaternäre Ammoniumverbindung, sowie eine Metallsalz-Komponente (M) gleichzeitig oder zeitlich versetzt aufgebracht werden, ermöglicht eine dauerhafte antimikrobielle Ausstattung.

Description

Verfahren zur antimikrobiellen Ausrüstung von Textilien und Fasern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für das dauerhafte antimikrobielle Ausrüsten von Textilien und Fasern. Dabei werden zum einen eine organische Primer-Komponente (P) und zum anderen eine organische antimikrobielle Komponente (K) auf die Textilien und Fasern aufgebracht. Die dazu eingesetzte Zusammensetzung bzw. die verwendeten Zusammensetzungen können neben einem oder mehreren Lösungsmitteln gegebenenfalls auch eine Metallsalz- Komponente (M) sowie weitere Hilfskomponenten enthalten.
Im Stand der Technik werden bereits verschiedene Verfahren zur Ausrüstung von Textilien und Fasern mit antimikrobiellen Komponenten beschrieben, die z. B. den Tragekomfort von Kleidungsstücken erhöhen. Die meisten Textilien enthalten mikrobiologisch abbaubares Material. Sie sind häufig entweder vollständig oder teilweise aus mikrobiologisch abbaubaren Fasern hergestellt, beispielsweise aus Baumwolle, Cellulose (z. B. Viskose und Tencel), Hanf, Flachs, Leinen, Seide, Acetat oder Wolle. Auch Textilien aus synthetischen Komponenten wie z.B. Polyester, Polyacrylnitril, Polyamid (z. B. Aramid, Nomex, Kevlar, Polyamid 6, Polyamid 6.6) oder Polypropylen, werden regelmäßig von Bakterien besiedelt, insbesondere dann, wenn sie mit Ausrüstungsmitteln, wie z.B. Weichmachern, Hydrophobierungsmitteln, Antistatika; Fluorcarbonen und/oder Bindern versehen werden oder während des Gebrauchs mikrobiologisch abbaubares Material aufnehmen, wie z.B. organische Substanzen aus der Umwelt.
Durch den Befall der Textilien mit Mikroorganismen wie Bakterien können nicht nur die Optik sondern auch die Gebrauchseigenschaften der Textilien negativ verändert werden. Die organischen Bestandteile von apokrinem Schweiß, einer beim Austritt aus den Drüsen praktisch geruchlosen Flüssigkeit, werden in kurzer Zeit von Bakterien der Hautflora zersetzt. Dies geschieht auch auf textilen Materialen, die mit Schweiß in Kontakt kommen. Die aus dem Abbau von z. B. langkettigen Fettsäuren oder Hormonen, wie beispielsweise Testosteron, entstehenden kleinen Moleküle wie Buttersäure oder Ameisensäure führen zu einem unerwünschten Schweißgeruch.
Dabei sind Textilien aus Synthesefasern wie z. B. Polyester oder Polyamid für einen bakteriellen Abbau von Schweiß besonders anfällig und können deshalb nach besonders kurzer Zeit den typischen, unangenehmen Geruch von zersetztem Schweiß aufweisen.
Die Besiedlung durch Mikroorganismen und der Abbau von Schweiß lassen sich bekanntermaßen durch eine antimikrobielle Ausrüstung von Textilien verhindern. Für die antibakterielle Ausrüstung von Textilien werden im Stand der Technik z. B. Substanzen wie Triclosan (ein Phenoxy-Phenol-Derivat) oder in jüngerer Zeit auch Zubereitungen auf der Basis von Silberionen eingesetzt. Technisch gesehen, haben Produkte mit diesen Substanzen jedoch ihre engen Grenzen. Nachteilig sind beispielsweise der Dampfdruck von Triclosan auf dem Spannrahmen und die erreichbare Waschbeständigkeit bei den bislang verfügbaren Silberprodukten, insbesondere wenn kein polymerer Binder appliziert wird. Die Vermeidung von Bindemitteln ist jedoch oftmals notwendig, da polymere Bindemittel den Griff von Textilien verändern, was als Effekt nicht immer erwünscht ist. Aus US 3,788,803 ist eine Behandlung von Synthesefasern mit Halogen-Phenolen in Kombination mit Phthalsäureestern bekannt.
Es gibt bislang kein zufrieden stellendes Verfahren für die antibakterielle Ausrüstung von Textilien und Fasern, die synthetische Komponenten enthalten bzw. aus diesen bestehen.
Die Aufgabe einer dauerhaften antimikrobiellen bzw. antibakteriellen Ausrüstung, insbesondere auf Textilien die ganz oder teilweise aus Synthesefasern wie Polyamid oder Polyester bestehen, ist bislang unzureichend gelöst. Gerade bei empfindlichen Textilien ist auf der anderen Seite das Bedürfnis nach einer antimikrobiellen Ausrüstung sehr groß, da solche Textilien oft für Anwendungen im Sport- und Freizeitbereich eingesetzt werden, wo die textilen Eigenschaften dieser Fasern ganz besonders erwünscht sind, auf der anderen Seiten aber gerade bei sportlichen Betätigungen die Belastung der Textilien durch Schweiß sehr gross ist.
Nahrung, Wärme und Feuchtigkeit, die Wachstumsgrundlagen von Bakterien sind, treten zudem gerade bei Sporttextilien auf.
Neben Bekleidungstextilien gibt es zunehmend Anwendungen von Synthesefasern wie Polyamid und insbesondere Polyester im Bereich der Heimtextilien, wo solche Fasern oft als Mikrofasern eingesetzt werden. Beispiele für solche Anwendungen von Synthesefasern sind Mikrofasertücher für die Reinigung, Frottee, oder auch Polsterbezugsstoffe.
Neben den bereits oben genannten antibakteriell wirkenden Substanzen ist der Einsatz von quaternären Ammonium-Verbindungen (so genannten „Quats") für die antibakterielle Ausrüstung von Textilien in der Literatur beschrieben. Substanzen dieser Klasse decken oftmals ein breites Keimspektrum mit hervorragender Wirkung ab. So wird in Karl Heinz Wallhäusser, Praxis der Sterilisation Desinfektion - Konservierung, 5. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York 1995, Seite 586 ff. diese Substanzklasse im Detail beschrieben. Seit langem ist bekannt, dass quaternäre Ammoniumverbindungen dann bakterizid wirken, wenn mindestens einer der vier Substituenten am quaternären Stickstoff eine Kettenlänge von 8 bis 18 C-Atomen aufweisst, vorzugsweise eine solche von 12 bis 16 C-Atomen.
Die anderen Substituenten können z. B. gerade oder verzweigte Alkylreste sein oder Reste mit Heteroatomen oder Reste mit Aromaten. Häufig werden auch ein oder mehrere Benzylreste an den quaternären Stickstoff im Molekül gebunden. Gute Ergebnisse konnten auch mit quaternären Ammoniumverbindungen mit zwei Methylgruppen, einer n-Alkylgruppe mit zwischen 10 bis 18 C-Atomen und einer 3-Trimethoxysilylpropylgruppe gefunden werden.
Quaternäre Ammoniumverbindungen haben die positive Eigenschaft, dass sie in Wasser gut löslich sind. Diese Eigenschaft kommt der wässrigen Applikation im industriellen Ausrüstungsprozess in der Textilindustrie sehr entgegen. Gleichzeitig führ diese Eigenschaft aber dazu, dass solche Verbindungen schnell von den Textilien herunter gewaschen werden, da die Haftung an Textilien primär mittels Van-der-Waals -Kräften und ggf. noch mit Ionenpaarbindungen möglich ist.
Um die Waschbeständigkeit auf Textilien zu verbessern, wurden die Vorstufen der Quats, nämlich tertiäre Amine mit 3-Chlorpropyltrimethoxysilan quaternisiert. Wird diese Quarternisierung im Lösungsmittel Methanol durchgeführt, so ist diese Umsetzung schon seit Jahrzehnten bekannt.
Auf dem Markt gibt es z. B. Produkte mit einer Trimethoxysilylpropylgruppe am quarternären Stickstoff, wobei die Produkte aus der Umsetzung mit Didecylmethylamin beziehungsweise mit Tetradecyldimethylamin beziehungsweise aus der Umsetzung mit Octadecyldimethylamin erhalten werden können. Die lösungsmittelfreie Quarternisierung von Aminen wird z. B. in DE-A 199 28 127 beschrieben.
Die Quarternisierung kann auch mit dem Octadecyldimethylamin in Methanol erfolgen, führt dann aber zu einem bezüglich der antibakteriellen Wirkung nicht optimalen Produkt. Der Hauptnachteil dieses Produktes ist das Lösungsmittel Methanol, das wegen seiner Eigenschaften in der Textilindustrie zu deutlichen Einschränkungen in der Anwendung führt.
Textilien aus Polyester wurden bislang bereits mit einer Formulierung mit dem Wirkstoff Dimethyl-tetradecyl-[3-(trimethoxysilyl)]-propyl-ammoniumchlorid, die als Sanitized T 99-19 (Hersteller: Sanitized AG, Schweiz) auf dem Markt ist, ausgerüstet. Dabei liegt eine 50%ige Lösung des technischen Wirkstoffes (Salzes) in Methyltriglycol vor. Methyltriglycol hat die chemische Formel CH3(OCH2CH2)S-OH.
Das ebenfalls bekannte Produkt Aegis AEM 5772/5 (Hersteller: Aegis) ist eine rund 5%ige wässrige Lösung des Wirkstoffs Dimethyl-octadecyl-[3-(trimethoxysilyl)-propyl]- ammoniumchlorid. Alternativ ist auch der höher konzentrierte Wirkstoff gelöst in Methylalkohol erhältlich. Bei der Herstellung der Applikationsbäder entstehen sehr schnell die Hydrolyseprodukte der Wirkstoffe, die zur Oligomerisierung neigen, sofern sie nicht bereits in der Handelsform als überwiegend hydrolysiertes Produkt vorliegen.
Die Ausrüstungen der Textilien erfolgen bislang vorzugsweise im Foulardverfahren. Werden diese Textilien mittels eines Count-Tests nach dem Verfahren JIS L 1902:2002 oder nach der Norm ASTM E 21-49 geprüft, so zeigen sie eine hervorragende antibakterielle Wirkung.
Diese bekannten Produkte finden beispielsweise auf Textilien aus Cellulosefasern Reaktionspartner, mit denen sie chemisch reagieren und eine stabile kovalente Bindung eingehen können. Auf solchen Textilien ist die antimikrobielle Ausrüstung dauerhaft.
Auf Polyester oder Polyamid hingegen gibt es wenige Reaktionspartner, um solche Produkte dauerhaft zu binden. Werden diese Textilien gewaschen, so verschwindet die antibakterielle Wirkung meist schon nach wenigen Waschzyklen weitgehend bis vollständig.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine technische Lösung zu finden, wie organische quarternäre Ammoniumverbindungen, insbesondere solche mit einer Trimethoxysilylalkylgruppe als Rest an der quarternären Ammoniumgruppe, (oder die Hydrolyseformen davon) auf Textilien, die weitgehend oder vollständig aus Synthesefasern, wie z. B. Polyamid oder Polyester hergestellt worden sind, möglichst waschfest appliziert werden können. Es besteht ein Bedarf an Verfahren, die eine dauerhafte antimikrobielle Ausrüstung ermöglichen und einfach und kostengünstig angewendet werden können. Insbesondere Polyamid und Polyester sind als Zielsubstrat für waschfeste Ausrüstungen von Interesse. Als waschfest gilt dabei eine nachweisbare antibakterielle Wirkung nach mindestens 20 Waschzyklen gemäß der Norm EN ISO 6330 (6A) bei 400C.
Der Nachweis erfolgt z. B. in einer Prüfung nach den Normen JIS L 1902:2002 oder ASTM E 21-49 gegen Staphylococcus aureus (ATCC 6538). Die Keimzahlreduktion zwischen ausgerüstetem und nicht ausgerüstetem Muster beziehungsweise zwischen ausgerüstetem Muster nach der Inkubation und der Keimzahl des Inokulums sollten ungefähr bei zwei Zehnerpotenzen liegen, um von einer guten antibakteriellen Wirkung sprechen zu können. Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur antimikrobiellen
Ausrüstung von Textilien und/oder Fasern, die mindestens eine synthetische Komponente (z. B
Polyamid oder Polyester) enthalten (oder aus dieser bestehen), bei dem auf die Textilien oder Fasern eine vorzugsweise wässrige Lösung einer organischen Primer-Komponente (P), welche die Hydrophobie der Oberfläche der Textilien oder Fasern vergrößert, und als antimikrobielle
Komponente (K) mindestens eine organische quaternäre Ammoniumverbindung aufgebracht werden. Ferner können gegebenenfalls auch eine Metallsalz-Komponente (M) sowie gegebenenfalls ein Lösungsmittel (L) sowie gegebenenfalls weitere Hilfskomponenten gleichzeitig oder zeitlich versetzt auf die Textilien oder Fasern aufgebracht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in zahlreichen Varianten durchgeführt werden, wobei sich ein „zwei-B ad- Verfahren" bewährt hat. Es ist jedoch auch möglich ein so genanntes „ein-Bad- Verfahren" durchzuführen oder mehrstufige Bäder zu realisieren. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren durchgeführt, bei dem eine wässrigen Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) verwendet wird, die zusätzlich als antimikrobielle Komponente (K) mindestens eine organische quaternäre Ammoniumverbindung enthält, sowie gegebenenfalls eine Metallsalz-Komponente (M). Bei dieser Variante sind z. B. in einer wässrigen Zusammensetzung bereits die organische Primer-Komponente (P) und die quaternäre Ammoniumverbindung kombiniert, so dass eine vereinfachte Ausrüstung nach dem „ein-B ad- Verfahren" möglich wird.
In einer weiteren Ausfύhrungsform der Erfindung wird ein Verfahren durchgeführt, bei dem mehrere Verfahrensschritte nach einander ausgeführt werden. So kann zunächst ein Verfahrensschritt a) der Vorbehandlung der Textilien oder Fasern mit einer wässrigen Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) erfolgen. Anschließend wird gegebenenfalls ein thermischer Trocknungsschritt b) vorgenommen, und nachfolgend wird in einem weiteren Verfahrensschritt c) eine Behandlung der Textilien oder Fasern mit einer beispielsweise wässrigen Lösung enthaltend als antimikrobielle Komponente (K) mindestens eine organische quaternäre Ammoniumverbindung, sowie gegebenenfalls eine Metallsalz-Komponente (M) sowie gegebenenfalls ein oder mehrere Lösungsmittel (L) und gegebenenfalls weitere Hilfskomponenten vorgenommen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt eine wässrige Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) verwendet. Als Primer-Komponente kommt eine Vielzahl von organischen Molekülen in Frage, die in der Lage sind, die Hydrophobie der Oberfläche der Textilien oder Fasern zu vergrößern.
Dieses setzt voraus, das das Molekül über einen in der Regel hydrophoben Molekülteil mit der Synthesefaser in Wechselwirkung treten kann und zum anderen über einen hydrophilen Molekülteil mit der antimikrobiellen Komponente reagieren kann.
Bei der Behandlung des Textils mit der Primer-Komponente wird häufig eine Erwärmung der das Textil und die Primer-Komponente enthaltenden wässrigen Lösung (z. B. auf eine Temperatur von 40 bis 90° C) vorgenommen. Die Behandlung kann auch in einem Hochtemperatur- Auszugsverfahren (z. B. bei Temperaturen von 100 bis 140° C, insbesondere bei etwa 120° C) erfolgen.
Bevorzugt besteht die Primer-Komponente (P) z. B. aus einer oder mehreren der der folgenden Verbindungen:
Aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können;
Aromatische Mono- und Diamine, aromatischen Mono- oder Dialkohole;
Aliphatische Mono- und Dicarbonsäure mit 6 bis 26 C-Atomen, wobei diese auch durch
Hydroxy- oder Amino-Gruppen substituiert sein können;
Aliphatische, primäre, sekundäre und tertiäre Amine mit 6 bis 26 C-Atomen;
Aliphatische, primäre und sekundäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen;
Aliphatische, primäre Mercaptane mit 6 bis 26 C-Atomen; Natürliche und nicht-natürlich vorkommende Aminosäuren, beispielsweise die Aminosäure Phenylalanin.
Auch Silicium-organische Verbindungen mit mindestens einer langkettigen Alkylgruppe sowie höhermolekulare Kondensationsprodukte mit freien Hydroxy- und/oder Carboxylgruppen (wie das natürliche Produkt Kolophonium) oder auch oligomere Ester können im Prinzip als Primer- Komponente (K) eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren durchgeführt, bei dem die mit einer wässrigen Lösung behandelten Textilien oder Fasern mindestens einem Trocknungsschritt unterzogen werden, wobei eine Temperatur von mindestens 100° C, vorzugsweise von 100 bis 180° C angewendet wird. Der Trocknungsschritt kann z. B. nach der Behandlung der Textilien oder Fasern mit der Lösung enthaltend die Primer-Komponente (P) erfolgen. Die dabei angewandte Temperatur ist von dem Material der Textilien und Fasern abhängig, da die unterschiedlichen Materialien verschiedene Glasübergangstemperaturen aufweisen. Die Glasübergangstemperatur von einem reinen Polyester-Material kann z. B. bei 98° C liegen, die eines gemischten Polymermaterials z. B. bei 74°C. In der Literatur werden allgemein Glasübergangstemperaturen von etwa 70° C bis knapp über 100° C beschrieben.
Wird eine Temperatur von mindestens 100° C, vorzugsweise von 100 bis 180° C, insbesondere 110 bis 160° C bei dem Trocknungsschritt angewendet, liegt diese Temperatur in der Regel über der Glasübergangstemperatur des behandelten Materials. Durch diesen Schritt kann die Primer- Komponente zumindest teilweise in dem Material der Textilien oder Fasern gelöst werden.
Die thermische Behandlung dauert je nach angewendetem Verfahren in der Regel von 1 Sekunde bis zu 10 Minuten, vorzugsweise von 2 Sekunden bis 4 Minuten, insbesondere von 3 Sekunden bis 2 Minuten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren durchgeführt, bei dem eine antimikrobielle Komponente (K) und gegebenenfalls eine Metallsalz-Komponente (M) sowie gegebenenfalls ein Lösungsmittel (L) und gegebenenfalls weitere Hilfskomponenten verwendet werden, wobei die Komponente (K) eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) darstellt
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wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben,
R bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von O bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von O bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von O bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 18 C- Atomen, einen Cyclo -alkylrest mit 3 bis 7 C-Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest oder einen Heteroarylrest bedeutet;
R5 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Cyclo -alkylrest mit 3 bis 7 C-Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest oder einen Heteroarylrest bedeutet; R bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen;
n bedeutet eine ganze Zahl von 1 bis 6.
Die Metallsalz-Komponente (M), soweit sie ebenfalls verwendet wird, enthält dabei bevorzugt mindestens ein Salz eines zwei- bis fünfwertigen Metalls.
Unter einem Alkylrest werden z. B. ein Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Hexyl-, Heptyl- oder Octylrest verstanden, aber auch z.B. die langkettigen Reste wie Octyl-, Decyl-, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl- oder der Octadecylrest. Dabei können diese Reste auch verzweigt, oder unverzweigt, chiral oder achiral sein.
Unter dem Begriff Cycloalkyl werden mono- oder bicyclische gesättigte Gruppen mit 3 bis 8 C- Atomen verstanden, z. B. Cyclohexyl, Cyclopentyl oder Cyclopropyl, wobei Cyclohexyl bevorzugt wird.
Unter dem Begriff „gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest" werden verschiedene mono- oder disubstituierte Benzylreste verstanden, die z. B. durch Fluor, Chlor oder Brom substituiert sind.
Unter dem Begriff Heteroaryl werden mono- oder bicyclische ungesättigte Reste verstanden, die ein oder mehrere „Heteroatome" (z.B. N, O, oder S enthalten). Diese Reste können z. B. 6- gliedrige und/oder 5-gliedrige Ringe enthalten. Als Beispiele für stickstoffhaltige Reste seien genannt: Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Pyridazin, Pyrrol, Imidazol, Triazol; für schwefelhaltige Reste: Thiophen oder Thiazol; und für sauerstoffhaltige Reste: Furan oder Oxazol.
Aufgrund der quartären Struktur am Stickstoffatom liegt eine positive Ladung im Molekül vor, die z. B. durch Gegenionen kompensiert werden kann. Typische Anionen in den Salzen sind z. B. Chorid, Bromid, Fluoride, Sulfat, Phosphate, Formiate, Acetate oder Propionate. Bevorzugt werden Chloride eingesetzt. Bevorzugt wird ein Verfahren angewendet, bei dem eine antimikrobielle Komponente (K) der allgemeinen Formel (I) eingesetzt wird, wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben:
R bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
R bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
R3 bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
R4 bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Cyclo -alkylrest mit 3 bis 7 C- Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest, einen Pyridinrest, einen Pyrimidinrest, einen Pyrazinrest, einen Pyridazinrest, einen Pyrrolrest oder einen Imidazolrest bedeutet;
R einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Cyclo -alkylrest mit 3 bis 7 C-Atomen, einen Phenylrest, einen Benzylrest, einen Pyridinrest, einen Pyrimidinrest, einen Pyrazinrest, einen Pyridazinrest, einen Pyrrolrest oder einen Imidazolrest bedeutet;
R einen Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen;
und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet.
Bevorzugt wird ferner ein Verfahren angewendet, bei dem eine antimikrobielle Komponente (K) der allgemeinen Formel (I) verwendet wird, wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben: R1 , R2 , R3 bedeuten jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
R bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Phenylrest oder einen Benzylrest,
R einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet;
R einen Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen bedeutet;
und n eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeutet.
Besonders bevorzugt wird ein Verfahren angewendet, bei dem eine antimikrobielle Komponente (K) der allgemeinen Formel (I) verwendet wird, wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben
R , R und R gleich sind und einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten,
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist
R4 gleich Methyl ist,
R5 gleich Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen ist, und
R6 gleich Alkyl mit 8 bis 18 C-Atomen ist.
Bevorzugt wird ferner ein Verfahren angewendet, bei dem eine antimikrobielle Komponente (K) und zusätzlich eine Metallsalz-Komponente (M) verwendet werden, wobei diese Metallsalz- Komponente (M) mindestens ein Salz eines zweiwertigen, dreiwertigen oder vierwertigen Metalls enthält. In einer speziellen Ausführungsform besteht die Metallsalz -Komponente (M) aus einem oder zwei Salzen eines zweiwertigen, dreiwertigen und/oder vierwertigen Metalls. Als Metallsalz-Komponente (M) wird gerne mindestens ein Salz eines zweiwertigen, dreiwertigen oder vierwertigen Metalls aus der Gruppe folgender Metalle eingesetzt: Mg, Ca, Ba, Zn, Sn; Al, Ga, Fe; und Ti.
Als Metallsalz-Komponente (M) wird gerne eine Metallsalz-Komponente (M) eingesetzt, die mindestens ein Salz eines zweiwertigen Metalls aus der Gruppe Mg, Ca, Ba, Zn und/oder ein Salz eines dreiwertigen Metalls aus der Gruppe Al und Fe enthält, wobei der Kombination von Ca mit Al oder Fe besondere Bedeutung zukommt. Insbesondere die Kombination von Aluminium-III- Salzen mit zweiwertigen Metallsalzen hat sich bewährt.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Zusammensetzung, die als organische Komponente (K) der allgemeinen Formel (I) ein Dimethyl-tetradecyl-(3- (trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz, z. B. das Chlorid, oder ein Dimethyl-octadecyl-(3- (trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz, z. B. ein Chlorid, enthält und als Metallsalz- Komponente (M) ein Salz eines zweiwertigen Metalls aus der Gruppe Mg, Ca, Zn und/oder ein Salz eines dreiwertigen Metalls aus der Gruppe Al und Fe enthält.
Dabei sind als Gegen-Ionen in den Metallsalzen verschiedene Anionen geeignet, z. B. die Chloride, Hydroxide, Sulfate, Phosphate und Acetate.
Die erfindungs gemäßen antimikrobiellen Zusammensetzungen enthalten die beiden Komponenten (organische Komponente (K) und Metallsalzkomponente (M)) vorzugsweise in bestimmten Mengen. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Angabe in Gew.- % verwendet.
Textilvor- oder Nachbehandlungsmittel können in fester, flüssiger bzw. fliessfähiger Form, z. B. als Gel, Pulver, Granulat, Paste oder Spray vorliegen und die oben genannten erfindungsgemässen Komponenten enthalten. Die Zusammensetzungen enthalten die Metallsalzkomponente (M) vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt von 0,05 bis 2,0 Gew.-% und insbesondere von 0,02 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
Die organische Komponente (K) wird bevorzugt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, und insbesondere von 0,3 Gew.-% bis 2,5 Gew.-%, eingesetzt.
Das Verhältnis zwischen Metallkomponente (M) und organischer Komponente (K) ist abhängig von dem eingesetzten Metallsalz und beträgt in der antimikrobiellen Zusammensetzung bezogen auf die eingesetzten molaren Mengen z. B. von 1 : 20 bis 20 : 1, insbesondere von 1 : 10 bis 10 : 1. Wird z. B. ein dreiwertiges Metallsalz eingesetzt, so ist das Verhältnis der Komponenten häufig von 2: 1 bis 1:2, insbesondere etwa 1: 1. Bevorzugt werden zudem Mischungen von zwei- und dreiwertigen Metallsalzen eingesetzt.
Eine weitere Ausfύhrungsform betrifft ein Verfahren, bei dem eine antimikrobielle Komponente (K) verwendet wird, die ein Dimethyl-tetradecyl-(3-(trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz oder ein Dimethyl-octadecyl-(3-(trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz enthält, und wobei zusätzlich gegebenenfalls eine Metallsalz-Komponente (M) verwendet wird, die ein Salz eines zweiwertigen Metalls aus der Gruppe Mg, Ca, Zn, Ba und/oder ein Salz eines dreiwertigen Metalls aus der Gruppe Al und Fe enthält.
Als Lösungsmittel wird für beide Verfahrensschritte a) und c) bevorzugt Wasser eingesetzt. Gegebenenfalls können zusätzlich ein Alkohol, z. B. Ethanol, Methanol, Isopropanol oder Propanol verwendet werden. Die Zubereitungen können auch verschiedene Hilfskomponenten enthalten, z. B. einen pH-Puffer (wie Essigsäure/Natriumacetat) oder eine Säure (wie Ameisen-, Citronen- oder Essigsäure).
Die Zusammensetzung enthält ferner in einer weiteren Ausfύhrungsform der Erfindung zum Beispiel eines oder mehrere der folgenden Hilfsmittel: pH-Puffer, Weichmacher, Fluorcarbone, Hydrophobierungsmittel, Oleophobierungsmittel, Binder, Vernetzer, Flammschutzmittel, Textilfarbstoffe, Nähbarkeitsverbesserer und Schmutzabweisende Mittel.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft ein Verfahren, bei dem eine wässrigen Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) verwendet wird, wobei diese Lösung von 0,001 bis 25 Gew.%, in der Praxis auch 0,01 bis 15 Gew.%, insbesondere 0,02 bis 10 Gew.-%, und bevorzugt von 0,1 bis 3 Gew.% der Primer-Komponente (P) enthält. Statt einer Primer- Verbindung können auch zwei, drei oder mehrere Primer zusammen oder zeitlich abgestuft eingesetzt werden.
Die Mengenangabe der Komponenten in der Flotte ist technisch nur bedingt sinnvoll, da das Flottenverhältnis keine vorgegebene Größe ist und in der Praxis von ca. 1:4 (Masse Textil : Masse Flotte) bis zu 1 :20 und in extremen Fällen sogar noch deutlicht höher geht. Der bevorzugte Konzentrationsbereich für den Primer P, beispielsweise 1-Phenylalanin, bezogen auf die Textilmasse ist im Bereich 1 bis 3%, z.B. ca. 2%. Wenn beispielsweise mit einem Flottenverhältnis von 1 :5 gearbeitet wird, dann bedeutet das, dass in der Flotte zwischen 0,2 und 0,6 Gew.% 1-Phenylalanin sind. Wird ein etwas anders konstruierter Apparat gewählt, der aber das gleiche Resultat, nämlich 1 bis 3% 1-Phenylalanin auf dem Textil, bei einem ähnlichen Ausziehprozess erbringt, aber die Flotte im Verhältnis 1:20 verwendet wird, so ist in der Flotte 1-Phenylalanin in einem Konzentrationsbereich von 0,05 bis 0,15%.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren, bei dem eine wässrigen Lösung einer antimikrobiellen Komponente (K) verwendet wird, wobei diese Lösung von 0,01 bis 10 Gew.%, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.%, in manchen Fällen auch von 0,1 bis 3 Gew.% der antimikrobiellen Komponente (K) enthält. Diese Lösung kann auch zusätzlich von 0,01 bis 10 Gew.%, insbesondere von 0,05 bis 2 Gew.% einer Metallsalzkomponente (M) enthalten.
Häufig wird eine Menge von 0,3 bis 10 Gew.% der Komponente (K) bezogen auf das Gewicht des Textils eingesetzt.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren, bei dem eine Zusammensetzung eingesetzt wird, die 0,01 bis 10 Gew.% der Primer-Komponente (P), 70 bis 99,9 Gew.% des Lösungsmittels Wasser, sowie gegebenenfalls 0,01 bis 10 Gew.-% einer antimikrobielle Komponente (K) und gegebenenfalls von 0,01 bis 10 Gew.%, einer Metallsalzkomponente (M) sowie 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten enthält.
Die Formulierung der Zusammensetzung kann je nach Art der zu behandelnden Textilien und nach Art der einzusetzenden Verfahren (z.B. ein- oder zweibadiges Ausziehverfahren im Normaltemperatur- oder im Hochtemperaturbereich, mit oder ohne Spülen oder Zwischentrocknung der Applikation der Primerkomponente im Ausziehverfahren gefolgt von der Applikation der antimikrobiellen Komponente (K) mit oder ohne der Metallsalzkomponente (M) im „ein-Bad-Foulard-Verfahren" (somit dem klassischen Foulardverfahren), Sprühverfahren, Beschichtung, Schaumauftrag, „zwei-Bad-Foulard-Verfahren" nass in nass oder mit Zwischentrocknung).
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, bei dem eine Zusammensetzung eingesetzt wird, die 0,3 bis 2,5 Gew.% der antimikrobiellen Komponente (K), 70 bis 99,5 Gew.% des Lösungsmittels Wasser sowie 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten und gegebenenfalls 0,2 bis 2,0 Gew.% der Metallsalz -Komponente (M) enthält.
Ein weiterer wichtiger Gegenstand der Erfindung ist eine chemische Zusammensetzung für die Ausrüstung von Textilien oder Fasern, enthaltend 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer-Komponente
(P), welche die Hydrophobie der Oberfläche der Textilien oder Fasern vergrößert, 70 bis 99,5
Gew.% des Lösungsmittels Wasser sowie 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten, sowie gegebenenfalls 0,01 bis 10 Gew.-% einer organischen quaternäre Ammoniumverbindung als antimikrobielle Komponente (K), sowie gegebenenfalls von 0,01 bis 20 Gew.%, einer Metallsalzkomponente (M).
Ein technisch sinnvoller Bezug der Metall-Salzkonzentration ist der antimikrobielle Wirkstoff. Der Wirkstoff ist vorzugsweise dreiwertig, d.h. 1 Mol des Wirkstoffs kann theoretisch mit einem Mol eines dreiwertigen Metallsalzes oder mit 1,5 Mol eines zweiwertigen Salzes vollständig abreagieren und mit Mischungen entsprechend. Die tatsächlichen Einsatzkonzentrationen wurden experimentell bestimmt. Die Salze werden oft im Überschuss verwendet. Es können z.B. pro kg Sanitized T 99-19 (0,91 Mol Wirkstoff) 1,26 Mol Magnesiumchlorid und 0,31 Mol Aluminiumchlorid eingesetzt werden. Die Verdünnung dieser Metallsalze kann variiert werden und ist eine Frage der leichten Handhabbarkeit. Der Bereich der Einsatzkonzentrationen der Metallsalze kann auch entweder auf den Wirkstoff oder auf das Textil bezogen werden.
Da diese Formulierungen vor dem Einsatz auf den Textilien oftmals einem Verdünnungsschritt unterzogen werden, beispielsweise durch Zusatz von Wasser oder Einbringung in eine Flotte, können die einzelnen Komponenten in der Zusammensetzung höher dosiert sein als bei der Anwendung am Textil. Es ist auch möglich, die Komponenten auf mehrere Zusammensetzungen zu verteilen und z. B. als Kit bereit zu stellen (Kid-of-parts).
Bevorzugt enthält die Zusammensetzung zur Aufbringung des Primers 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer-Komponente (P), 70 bis 99,5 Gew.% des Lösungsmittels Wasser sowie 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Zusammensetzung, die 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer-Komponente (P), 70 bis 95 Gew.% des Lösungsmittels Wasser, 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten, und ebenfalls 0,01 bis 10 Gew.-% einer organischen quaternäre Ammoniumverbindung, sowie gegebenenfalls von 0,01 bis 20 Gew.%, einer Metallsalzkomponente (M) enthält. Diese Zusammensetzung ist z. B. für ein „ein-Bad- Verfahren" besonders geeignet.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Zusammensetzung, die 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer-Komponente (P) enthält, wobei die Primer-Komponente (P) aus einer oder mehrerer der der folgenden Verbindungen besteht: aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können; aromatische Mono- und Diamine, aromatischen Mono- oder Dialkohole; aliphatische Mono- und Dicarbonsäure mit 6 bis 26 C- Atomen, wobei diese auch durch Hydroxy- oder Amino-Gruppen substituiert sein können; aliphatische, primäre und sekundäre Amine mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre und sekundäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre Mercaptane mit 6 bis 26 C- Atomen; Aminosäuren. Die Erfindung betrifft auch eine Zusammensetzung, die 0,05 bis 15 Gew.% einer Primer- Komponente (P) enthält, wobei die Primer-Komponente (P) aus einer oder mehrerer der der folgenden Verbindungen besteht: aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können; aliphatische Monocarbonsäure mit 6 bis 26 C- Atomen; aliphatische, primäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen; primäre Amine mit 6 bis 26 C- Atomen; natürliche Aminosäuren.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Zusammensetzungen, bei dem die einzelnen Komponenten gemischt werden. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer oben beschriebenen Zusammensetzungen zur Behandlung von Textilien, Fasern und Garnen, die synthetische Materialien enthalten oder die aus synthetischen Materialien bestehen, für eine antimikrobielle Ausrüstung. Dabei eignen sich die Zusammensetzungen insbesondere für die Ausrüstung von Textilien aus Polyester, Polyamid und Mischgeweben, die mindestens eine dieser Komponenten enthalten.
Die Verwendung erfolgt bevorzugt zur Ausrüstung von Textilien, Fasern und Garnen, die im Wesentlichen aus Polyamid und/oder Polyester bestehen. Die Ausrüstung von Textilien, Fasern und Garnen erfolgt z. B. mittels Foulardverfahren, Schaumauftrag, Sprühverfahren, Beschichtung oder Ausziehverfahren (Auszugsmethode), wobei auch mehrere dieser Verfahren in Kombination zur Anwendung kommen können. So kann zunächst z. B. der Primer über ein Foulardverfahren oder Ausziehverfahren aufgebracht werden und anschließend (ggf. nach Trocknung) eine Applikation der antimikrobiellen Komponente über ein Foulardverfahren oder Ausziehverfahren (z. B. Jet) erfolgen.
Nach der Behandlung kann vorzugsweise ein (weiterer) Trocknungsschritt d) erfolgen, z. B. auf dem Spannrahmen oder im Tumbler oder mit einer Methode der Kontakthitze.
Bei Verwendung des „ein-Bad-Verfahrens" kann die Applikation der Zusammensetzung z. B mit einer Zwangsapplikationsmethode wie im Foulardverfahren, durch Sprühen, Schaumauftrag oder durch Beschichtung erfolgen. Auch die Durchführung eines Ausziehverfahrens ist möglich. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Textilien, Fasern und Garne ausgerüstet mittels eines Verfahrens wie oben beschrieben. Die antimikrobiell ausgerüsteten Fasern und Textilien können als Ausgangsprodukt für diverse Materialien für verschiedene Produkte wie Kleidung (z. B. Damenoberbekleidung, Herrenbekleidung, Kinderbekleidung, Sport- und Freizeitbekleidung, Schutz- und Berufsbekleidung, Uniformen, Futterstoffe, Socken, Strümpfe und Unterwäsche), Bettzeug (z. B. Bettbezug und Laken), Heimtextilien, Sitzbezüge, Polsterstoffe, Möbelbezugsstoffe, Textilien für Schuhe, Duschvorhänge, Frotteeartikel, Wischtücher, Putzmops, Filter, Teppiche, Watte und Vliese, Dämm- und Isoliermatten, textile Tapeten, Vorhänge, Handtuchrollen, Schutzartikel (z. B. Maske und Bandage), Textilien für Automobile, öffentliche Verkehrsmittel (Bahnen, Busse, Flugzeuge, Schiffe, etc.) und ähnliches verwendet werden.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Basisfaser kann z.B. eine synthetische (chemische) Faser sein. Die chemischen Fasern sind beispielsweise Polyamidfaser, Polyesterfaser und deren Mischungen. Im Prinzip kann das erfindungsgemäße Verfahren auch angewendet werden auf eine Polypropylenfaser, Polyvinylfaser, Polyacrylfaser, Polyurethanfaser, Polyethylenfaser, Polyvinylidenfaser und Polystyrolfaser. Das Verfahren kann auch auf Mischfasern mit synthetischen und natürlichen Anteilen angewendet werden.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben wurden zahlreiche Versuche unternommen, auf der Oberfläche oder im oberflächennahen Bereich der Synthesefasern solche Moleküle als Primerkomponente (P) auf- beziehungsweise einzubringen, die über reaktive Gruppen verfügen, die dann mit der organischen quaternären Ammoniumverbindung eine kovalente Bindung bilden können. Als Bindungspartner kommen u. a. solche Strukturen in Frage, die eine stabile Bindung zu dem Siliziumatom der quaternären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel (I) bilden können. In Frage kommen insbesondere z. B. Verbindungen, die mindestens ein acides Wasserstoffatom an einem Heteroatom tragen.
Wegen der sehr hohen Bindungsstärke der resultierenden Bindung zum Siliziumatom sind Gruppen mit dem Strukturelement C-OH bevorzugt. Hier bieten sich insbesondere die oben genannten organischen Moleküle an wie Alkohole, Phenole, Carbonsäuren und Aminosäuren.
Ferner kommen auch Moleküle in Frage, die mehrere der genannten Gruppen tragen. Dabei besteht große Variabilität darin, wie der weitere Aufbau des Moleküls aussieht, in Frage kommen auch Amino- oder Mercapto-Gruppen tragende Verbindungen.
Der Teil der Struktur, der nicht dazu gedacht ist, mit der polaren Gruppe der quaternären Ammoniumverbindung zu reagieren, sollte eine andere Funktion zu übernehmen. Er soll auf der Synthesefaser, z. B. dem Polyester oder Polyamid, möglichst gut zu verankern sein. Das wird z. B. dadurch erreicht, dass die gewählten Moleküle in der Polyesteroberfiäche gut zu lösen sind. Dabei sollten die unpolaren Molekületeile ausreichend gross sein, damit ein Teil des Moleküls im Polymer verankert wird und die funktionellen Gruppen für die Bildung der kovalenten Bindung z. B. zur Siloxangruppe der quaternären Ammoniumverbindung zur Verfügung steht.
Für die Ausrüstung mit Primern (P) wird in einer Ausführungsform der Erfindung ein zweistufiges Verfahren gewählt. Zuerst wird der Primer aufgebracht (Verfahrensschritt a). Das kann z. B. sowohl im Ausziehverfahren bei üblichen Bedingungen als auch im Foulardverfahren durchgeführt werden. Das Textil wird danach vorzugsweise getrocknet (Verfahrensschritt b). In einem nachfolgenden Verfahrensschritt (c) wird dann z. B. mittels Foulardverfahren die quaternäre Ammoniumverbindung, insbesondere eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) aufgebracht.
Bevorzugt wird häufig ein Einbadverfahren verwendet, d.h. in einem ersten Schritt wird der Primer (P) appliziert und anschließend im selben Bad die antimikrobielle Komponente (mit und ohne Metallsalzkomponente). Anschließend wird die Flotte abgelassen, ggf. kurz gespült und dann getrocknet (und allenfalls noch kondensiert).
Als Primerkomponente (P) wurden in den nachfolgenden Beispielen unter anderem folgende Verbindungen getestet:
Gallussäure (3,4,5-Trihydroxybenzoesäure, mM: 170,12 CAS: 149-91-7), Terephthalsäure (Benzol- 1 ,4-dicarbonsäure, ΠIM: 166,13, CAS: 623-27-8), Gerbsäure (Gallotannin, Tannin, mM:1701 ,2, CAS: 1401-55-4),
Stearinsäure (Octadecansäure, mM: 284,48, CAS: 57-11-4), Octadecylamin (mM:269,51, CAS: 124-30-1), diverse Aminosäuren, z. B. 1-Phenylalanin (mM:165,19, CAS: 63-91-2).
Eine modellhafte Erklärung für das angewandte Verfahren zur antimikrobiellen Ausrüstung wird in Figur 1 graphisch dargestellt, wobei diese Angaben in keiner Weise limitierend zu interpretieren sind. Man bringt auf eine Faser eine Primerkomponente (P) auf, z. B. eine Verbindung R-X, wobei R z. B. ein Alkylrest ist und X z. B. eine Carboxylgruppe bedeutet. Im Verfahrensschritt a) wird die Faser mit der wässrigen Lösung des Primers und ggf. Wärme, Säure- oder Basenzusatz, Tensiden, Trägermitteln und/oder Reduktionsmitteln behandelt.
Es entsteht die mit dem Primer ausgerüstete Faser. Diese kann dann ggf. getrocknet werden.
Im Verfahrensschritt c) wird dann die quaternäre Ammoniumverbindung aufgebracht, z. B. eine Silicium-organisches Amin mit einer Alkylgruppe R wie oben beschrieben. Es entsteht die dauerhaft ausgerüstete Faser.
Die Erfindung betrifft somit auch eine in situ hergestellte Zusammensetzung, die neben dem Lösungsmittel Wasser zum einen 0,05 bis 15 Gew.% einer Primer-Komponente (P), insbesondere der folgenden Primer-Komponenten (P) enthält: aromatische Mono- oder Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können; aliphatische Monocarbonsäure mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen; primäre Amine mit 6 bis 26 C-Atomen; natürliche Aminosäuren; und dass sie zum anderen 0,01 bis 10 Gew.-% an antimikrobieller Komponente, insbesondere an Dimethyl-tetradecyl-(3-(trimethoxysilyl)-propyl)- ammonium-Salz oder Dimethyl-octadecyl-(3-(trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz enthält, und zusätzlich gegebenenfalls eine Metallsalz-Komponente (M) enthält, die aus mindestens einem Salz eines zweiwertigen Metalls aus der Gruppe Mg, Ca, Zn, Ba und/oder ein Salz eines dreiwertigen Metalls aus der Gruppe Al und Fe besteht.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern weitere wichtige Aspekte der Erfindung. Beispiel 1 : Zwei-Bäder- Verfahren
Verfahrensschritt a)
1,88 g 1-Phenylalanin (als Primer-Komponente (P)) werden in 950 g Wasser gelöst. Mit Essigsäure wird der pH auf 4,5 eingestellt und mit Wasser auf 1000 g aufgefüllt. 125 g Gewebe aus Polyester mit einem Flächengewicht von ca. 220 g/m werden auf vier Becher verteilt und das jeweils Achtfache des Warengewichts der hergestellten Flotte wird zugegeben. Die Becher werden verschlossen und das Ausziehverfahren wird mit einer üblichen Vorrichtung (Mathis
Labomat BFA- 12) durchgeführt. Dabei werden die Becher mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 3°C/Min. auf 1200C aufgeheizt. Die Temperatur von 1200C wird für 45 Minuten gehalten und anschließend wird mit 3°C/Min. auf 400C abgekühlt.
Verfahrensschritt b)
Die Muster werden dann kurz in kaltem Wasser gespült, geschleudert und für jeweils 2 Minuten auf dem Spannrahmen bei 1200C getrocknet. Die theoretische Menge 1-Phenylalanin auf dem Textil beträgt 1,5%, bezogen auf das trockene Warengewicht.
Verfahrensschritt c)
980 g Wasser werden in ein Becherglas gegeben. 1 g eines nichtionogenes Silicon- und lösungsmittelfreien Netz-, Wasch- und Reinigungsmittel (Hostapal MRN vom Hersteller Clariant, Schweiz; auf der Basis eines Polyglycoletherderivats) und 1 g Essigsäure (80%ig) werden unter Rühren zugegeben. Als antimikrobielle Verbindung der allgemeinen Formel (I) werden dann 18 g Sanitized T 99-19 (wie oben beschrieben) zugegeben und das Bad wird gerührt, bis es homogen ist.
Mittels Foulard wird diese Flotte auf die Muster aus Polyester appliziert, die zuvor mit 1-Phenylalanin beschichtet werden. Der pick-up beträgt 36% und somit ist die Aufnahme von Sanitized T 99-19 gerade 0,64% bezogen auf das trockene Warengewicht.
Weiterer Trocknungsschritt
Die Muster werden auf dem Spannrahmen bei 1200C während 2 Minuten getrocknet. Testung der ausgerüsteten Textilien
Die Muster werden dann nach EN ISO 6330 (6A) bei 400C gewaschen und jeweils nach 10, 20 und 30 Waschzyklen nach ASTM E 2149 gegen Staphylococcus aureus ATCC 6538 geprüft. Die Keimreduktion beträgt auch nach 30 Waschzyklen noch über 10 gegenüber dem nicht ausgerüsteten Muster und ist somit ausgezeichnet.
Beispiel 2:
Durchführung analog zu Beispiel 1, aber mit 3,1 g 1-Phenylalanin in der Auszugsflotte. Dies entspricht 2,5% der Aminosäure bezogen auf das trockene Warengewicht. Die Keimreduktion ist im Rahmen der Streuung der Methode wie beim Beispiel 1 und somit ausgezeichnet.
Beispiele 3 und 4:
Analog den Beispielen 1 und 2 wird zuerst im Ausziehverfahren 1-Phenylalanin auf Gewebe aus Polyester (Dacron 54 spun) mit einem Flächengewicht von ca. 120 g/m2 aufgebracht. Wegen des tieferen Flächengewichts des Textils wird deutlich mehr, nämlich 0,9% Sanitized T 99-19 appliziert, so dass eine ähnliche Masse des Produktes pro Flächeneinheit zur Verfügung steht. Auch bei diesen Versuchen wird nach 30 Waschzyklen eine Keimreduktion von etwas über 102 erreicht.
Beispiele 5 bis 8:
Bei diesen Beispielen wird jeweils ein anderer Polyestertyp jeweils mit 1,5 beziehungsweise 2,5% 1-Phenlyalanin ausgerüstet. Bei den Beispielen 5 und 6, wo mit einem Polyestertyp (Interlock mit ca. 200 g/m ) gearbeitet wird, mit 0,6 % Sanitized T 99-19 und bei den Beispielen 7 und 8 mit einem Gewebe aus Polyester (von Tersuisse) mit 230 g/m2 ebenfalls mit 0,6 g/m2 ausgerüstet. Auch diese Muster zeigen nach 30 Waschzyklen eine Reduktion der Keimzahl gegenüber dem Ausgangswert von mindestens 2 Zehnerpotenzen.
Durch diese Beispiele kann gezeigt werden, dass die Art und Herkunft des Polyesters keinen wesentlichen Einfluss auf das antibakterielle Ergebnis auch nach wiederholtem Waschen zeigt. Da der Einsatz von Aminosäuren als Textilchemikalie nicht zu den gängigen Methoden in der Textilindustrie gehört und das Produkt zudem die Ausrüstung deutlich verteuern kann, werden noch weitere Systeme ausgetestet.
Beispiele 9 und 10:
1,25 g beziehungsweise 2,5 g Stearinsäure werden in 990 g Wasser bei Raumtemperatur dispergiert und mit 1,5 beziehungsweise 3 g Kaliumhydroxid versetzt. 90 Minuten auf dem Magnetrührer bei Raumtemperatur rühren und dann mit Essigsäure auf pH 6,5 einstellen. Diese Flotten werden analog dem Beispiel 1 auf Polyester Trevira mit einem Flächengewicht von ca. 220 g/m2 appliziert und getrocknet.
Im Beispiel 9 mit 1,0 % Stearinsäure auf dem Gewebe wird auf das Polyester 0,6% Sanitized T 99-19 und im Beispiel 10 mit 2,0% Stearinsäure auf dem Gewebe werden 0,8% Sanitized T 99- 19 mittels Foulardverfahren appliziert.
Nach 20 Waschzyklen wird beim Beispiel 9 eine Reduktion der Keimzahl um knapp drei Zehnerpotenzen gefunden und beim Beispiel 9 sogar um eine von gut vier Zehnerpotenzen.
Der Einsatz von einer langkettigen Carbonsäure zur Lösung der Aufgabe funktioniert allgemein, d.h. es ist möglich, das Sanitized T 99-19 auch auf Polyester, das mit z. B. Stearinsäure als Primer (P) ausgerüstet wird, waschbeständig gemäss der Aufgabenstellung zu applizieren.
Beispiele 11 bis 13:
Anstelle der Stearinsäure werden 2,5 g Gerbsäure in Wasser gelöst und auf 1000 g eingestellt. Der Vorteil dieser Säure ist die gute Löslichkeit in Wasser. Die Applikation auf das Gewebe aus Polyester erfolgte gleich wie in Beispiel 1 beschrieben aber bei dieser wie den beiden nachfolgend aufgeführten Beispielen werden jeweils 12 g Essigsäure pro Liter zugegeben. Das Textil verfärbt sich bei der Behandlung jedoch stark. Es wird wie in dem Beispiel 1 beschrieben mittels der Foulardmethode mit 0,6% Sanitized T 99-19 ausgerüstet und geprüft. Nach 20 Waschzyklen wird noch eine Abnahme der Keimzahl um einen Faktor größer als zehn gegenüber dem Kontrollmuster gefunden. Die starke Verfärbung der Flotte und des Textils ist jedoch weniger wünschenswert.
Es wird nun neben 1,5 g Gerbsäure die gleiche Menge Natriumdisulfit (Na2S2Os) in Wasser gelöst, auf 1000 g aufgefüllt und wiederum mit dem nach Ausziehverfahren nach Beispiel 1 auf Polyester appliziert. Damit kann die Verfärbung von Flotte und Textil weitgehend unterdrückt werden.
Auch die antibakteriellen Werte nach Applikation von Sanitized T 99-19 mit anschließenden Wäschen zeigt bessere Werte als im Beispiel zuvor aber an sich immer noch nur genügend.
Besonders gute Resultate werden erreicht, indem neben 1,5 g Gerbsäure 1,5 g Natriumsulfit (Na2SO3) in Wasser gelöst und auf 1000 g aufgefüllt werden. Auch die antibakteriellen Werte nach Applikation von Sanitized T 99-19 mit anschließenden Wäschen zeigen verbesserte Werte. Mit Natriumthiosulfat gelingt es nicht, die Verfärbung zu verhindern.
Beispiele 14 bis 16:
Die Beispiele 14 bis 16 werden analog zu den Beispielen 11 bis 13 durchgeführt. Anstelle der Gerbsäure werden pro Liter Flotte 1,5 g Gallussäure Monohydrat eingesetzt, und in den Beispielen 15 und 16 mit je 1,5 g Natriumdisulfit beziehungsweise Natriumsulfit. Allerdings zeigt die Gallussäure nicht diese starken Verfärbungen wie die Gerbsäure.
Nach 20 Waschzyklen ist die Reduktion der Keimzahl aufsteigend von Beispiel 14 bis 16 von einer Reduktion von etwas über einer Zehnerpotenz zu knapp zwei Zehnerpotenzen zu etwas über zwei Zehnerpotenzen. Beispiele 17 und 18:
Es wird versucht, die Waschfestigkeit noch weiter zu erhöhen, indem das Polyestergewebe vor der Applikation der Gallussäure beziehungsweise Gerbsäure reduktiv gereinigt wird.
Dazu wird das Textil bei 800C mit der 10 fachen Masse einer Lösung aus 5 g/l Natriumdithionit, 8 g/l einer 20 %-igen Natronlauge und 5 g/l Hostapal MRN (Hersteller: Clariant) während 20 Minuten behandelt.
Die Lösung wird anschließend entfernt und das Textil wird mit ca. 500C warmen Wasser und anschließend mit ca. 15°C kaltem Wasser gespült, geschleudert und getrocknet. Das so vorbehandelte Textil wird mit einer wässrigen Lösung von 0,15 % Gerbsäure beziehungsweise 0,15% Gallussäure Monohydrat bei 400C während 20 Minuten und einem Flottenverhältnis von 1 :10 behandelt. Die Lösung wird abgegossen, das Textil kurz kalt gespült, geschleudert und auf dem Spannrahmen bei 1200C während 2 Minuten getrocknet.
Das wie beschrieben vorbehandelte und mit den Primern (P) beschichtete Textil wird im Foulardverfahren mit 0,5% Sanitized T 99-19 ausgerüstet und anschließend auf dem Spannrahmen bei 1200C für zwei Minuten getrocknet.
Diese Muster werden in Schritten bis auf 30 Waschzyklen gewaschen und nach JISL 1902:2002 gegen Staphylococcus aureus ATCC 6538 geprüft. Die Resultate der Muster mit der Gerbsäure als Primer fallen schlechter aus und erreichen nach 20 Waschzyklen noch eine Keimzahlreduktion von 101'5 gegenüber den Mustern mit Gallussäure als Primer, wo die Reduktion der Keimzahl nach 30 Waschzyklen noch 1O2'0 beträgt.
Bei weiteren Versuchen wird festgestellt, dass die Auszugsbedingungen von Gallussäure bei Temperaturen bei 800C bessere Resultate liefern als wenn der Auszug unter Hochtemperaturbedingungen, bei den Versuchen 1200C, durchgeführt wird. Es wird ebenfalls festgestellt, dass die Einsatzmenge in einem sehr breiten Bereich von 1% bis 2,5% Gallussäure bezogen auf die Masse des Textils keinen deutlichen Einfiuss hat. Die Verwendung von Terephthalsäure und Octadecylamin als Primer (P) zeigt eine Verbesserung der antimikrobiellen Wirkung nach Wäschen, aber die Wirkung ist weniger ausgeprägt als bei den Stoffen Gerbsäure, Gallussäure oder Stearinsäure oder insbesondere 1-Phenylalanin.
Beispiel 19:
1,88 g 1-Phenylalanin werden in 950 g Wasser gelöst, mit Essigsäure wird der pH auf 4,5 eingestellt und mit Wasser auf 1000 g aufgefüllt. 125 g Gewebe aus Polyester mit einem Flächengewicht von ca. 220 g/m werden auf vier Becher verteilt und das jeweils Achtfache des Warengewichts der hergestellten Flotte wird zugegeben. Die Becher werden verschlossen und das Ausziehverfahren wird mit einem Mathis Labomat BFA- 12 durchgeführt. Dabei werden die Becher mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 3°C/Min. auf 800C aufgeheizt.
800C werden für 60 Minuten gehalten und anschließend wird mit 3°C/Min. auf 400C abgekühlt. Die Muster werden kurz in kaltem Wasser gespült, geschleudert und für jeweils 2 Minuten auf dem Spannrahmen bei 1200C getrocknet. Die theoretische Menge 1-Phenylalanin auf dem Textil beträgt 1,5% bezogen auf das trockene Warengewicht.
782 g Wasser werden in ein Becherglas gegeben. 1 g Hostapal MRN (ein nichtionogenes Silicon- und Lösungsmittelfreies Netz-, Wasch- und Reinigungsmittel von Clariant auf der Basis eines Polyglycoletherderivats) und 1 g Essigsäure 80% werden unter Rühren zugegeben.
216 g Dimethyl-octadecyl-fS-^rimethoxysily^-propylJ-ammoniumchlorid als wässrige Lösung (unter dem Handelsnamen Aegis AEM 5772/5 erhältlich) werden zugegeben und das Bad wird gerührt, bis es homogen ist. Mittels Foulard wird diese Flotte auf die Muster aus Polyester appliziert, die mit L-Phenylalanin beschichtet sind.
Der pick-up beträgt 38% und somit ist die Aufnahme von der wässrigen Lösung des Dimethyl- octadecyl-ß-^rimethoxysily^-propyll-ammoniumchlorids 8,2 % bezogen auf das trockene Warengewicht. Die Muster werden auf dem Spannrahmen bei 1200C während 2 Minuten getrocknet. Die Muster wrrden nach EN ISO 6330 (6A) bei 400C gewaschen und jeweils nach 10 und 20 Waschzyklen nach JIS L 1902:2002 gegen Staphylococcus aureus ATCC 6538 geprüft. Die gefundene Keimzahl beträgt auch nach 20 Waschzyklen noch knapp 1% gegenüber dem nicht ausgerüsteten Muster und der antibakterielle Effekt des ausgerüsteten Musters ist somit gut.
Beispiel 20:
Es werden zwei Effekte zur Erhöhung der Waschbeständigkeit des Sanitized T 99-19 auf Gewebe aus Polyester gekoppelt.
Zuerst wird ein Primer(P) auf das Textil aufgebracht, dies wird so wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt; anschließend wird das Sanitized T 99-19 in wässriger Lösung zuerst mit Metallionen, insbesondere solchen von 2- bis 4-wertigen Metallen, umgesetzt. Besonders effektiv ist dabei die Mischung aus Calcium- und Aluminiumionen, mit dem Ziel die Löslichkeit des entstehenden Produktes herabzusetzen, sobald es auf das Textil appliziert ist.
Das dermaßen ausgerüstete Textil wird auf dem Spannrahmen getrocknet und kondensiert. 2,5 g 1-Phenylalanin werden in 950 g Wasser gelöst, mit Essigsäure wird der pH auf 4,5 eingestellt und mit Wasser auf 1000 g aufgefüllt. 125 g Gewebe aus Polyester mit einem Flächengewicht von ca. 220 g/m werden auf vier Becher verteilt und das jeweils Achtfache des Warengewichts der hergestellten Flotte wird zugegeben. Die Becher werden verschlossen und das Ausziehverfahren wird mit einem Mathis Labomat BFA- 12 durchgeführt. Dabei werden die Becher mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 3°C/Min. auf 800C aufgeheizt. 800C werden für 60 Minuten gehalten und anschließend wird mit 3°C/Min. auf 400C abgekühlt.
Die Muster werden kurz in kaltem Wasser gespült, geschleudert und für jeweils 2 Minuten auf dem Spannrahmen bei 1200C getrocknet. Die theoretische Menge 1-Phenylalanin auf dem Textil beträgt so 2 % bezogen auf das trockene Warengewicht.
400 ml Wasser werden in einem Becherglas vorgelegt, nacheinander werden unter Rühren auf einem Magnetrührwerk 0,3 g Aluminiumchlorid Hexahydrat, 0,99 g Natriumacetat Trihydrat,
0,38 g Calciumhydroxyd, 2,47 g Essigsäure 80% 25 g Isopropanol und 4,05 g Sanitized T 99-19 zugegeben. Die Lösung wird auf 500 g mit Wasser aufgefüllt und 30 Minuten bei Raumtemperatur nachgerührt.
Mit Ameisensäure wird der pH auf 3 eingestellt und diese Flotte wird auf das Gewebe aus Polyester, das mit L-Phenylalanin behandelt wird, im Foulardverfahren appliziert, wobei bei dem pick-up von 75% eine Konzentration von 0,6% Sanitized T 99-19 auf das Textil kommt.
Das Textil wird dann 1 Minute bei 1200C auf dem Spannrahmen getrocknet und anschließend noch für zwei Minuten bei 1500C kondensiert. Nach 30 Waschzyklen nach EN ISO 6330 (6A) bei 400C wird im Test nach JIS L 1902:2002 eine Reduktion der Keimzahl von 102'8 gemessen, was ein ausgezeichneter Wert ist.
Um die Anwendung für die Textilindustrie möglichst einfach zu gestalten, wird das System so aufgebaut, dass es im „ein-Bad-Verfahren" appliziert werden kann.
Es wird dabei festgestellt, dass es kaum möglich ist, die quaternäre Ammoniumverbindung der Formel (I) zusammen mit den Produkten, die als Primer (P) eingesetzt werden sollen, in wässriger Lösung lagerstabil in Konzentrationen herzustellen, die interessant sind, das Produkt als eine fertige, anwendungsbereite Mischung in den Verkehr zu bringen. Die Mischung verändert sich in sehr kurzer Zeit erheblich. Somit wurde ein anderer Weg beschriften, so dass der Anwender vorzugsweise zwei Formulierungen handhaben sollte.
Beispiel 21 : Ausrüstung im „Ein-Bad-Verfahren"
20 g L-Phenylalanin werden in 973,1 g Wasser gelöst und mit 2,0 g Natriumacetat Trihydrat und 4,9 g Essigsäure versetzt.
885 g Wasser werden vorgelegt und dazu gibt man 100 g der Phenylalanin -Lösung mit dem Acetatpuffer, der primär den Zweck hat, Vergilbungen auf heiklen Textilien zu verhindern. Es werden 15 g Sanitized T 99-19 eingerührt. Diese Mischung wird mittels Foulard sowohl auf Gewebe aus Polyester als auch auf solches aus Polyamid appliziert, so dass zwischen 0,6 und 0,8% Sanitized T 99-19 auf die Gewebe kommen. Die so ausgerüsteten Gewebe werden für zwei Minuten auf dem Spannrahmen bei 1200C getrocknet und anschließend noch für 45 Sekunden bei 1500C kondensiert.
Die Gewebe werden bei 400C 20 mal gewaschen und anschließend nach ASTM E 21-49 gegen Staphylococcus aureus ATCC 6538 P geprüft. Die Muster zeigen alle eine Keimreduktion von über zwei Zehnerpotenzen.
Beispiel 22:
a) 188 g Wasser werden vorgelegt, 2 g Gallussäure zugegeben und unter Rühren werden 10 g Sanitized T 99-19 zugegeben. 45 Minuten bei Raumtemperatur rühren, auf 750 g mit Wasser auffüllen und nochmals 15 Minuten bei Raumtemperatur rühren und dann im Foulardverfahren auf Gewebe aus Polyester mit einem pick-up von 38% applizieren, so dass die Aufnahme an Sanitized T 99-19 0,5% beträgt.
b) Die gleiche Flotte wird auf Gewebe aus Polyamid appliziert, wo bei einem pick-up von 60 % eine Aufnahme von 0,8% Sanitized T 99-19 bezogen auf die Textilmasse erreicht wird.
Die beiden so ausgerüsteten Muster werden bei 400C gewaschen und zwischen den Waschzyklen getrocknet. Nach 20 und 30 Waschzyklen wird der antibakterielle Effekt gegen Staphylococcus aureus 6538 P geprüft. Beide Textiltypen zeigen bei allen Tests eine gute antibakterielle Wirkung, wenn die Wirkung auch deutlich schwächer wird, als im ungewaschenen Zustand, wo allerdings auch eine Keimreduktionsrate von über 99,99% erreicht wird.
Beispiel 23: Ausrüstung im „Ein-Bad- Verfahren" mit Metallkomponente
Um eine noch bessere Waschbeständigkeit zu erhalten, wird versucht die Trimethoxysiliziumgruppe der quaternären Ammoniumverbindung über mindestens zweiwertige Metallionen zu vernetzen und gleichzeitig soll ein Primer eingebaut werden. 910 g Wasser werden vorgelegt und darin werden nacheinander unter Rühren mit einem Magnetrührer 10 g L-Phenylalanin, 6 g Aluminiumchlorid Hexahydrat, 11,2 g Calciumchlorid, 1,6 g Natriumacetat Trihydrat und 3,9 g 80%ige Essigsäure gelöst.
150 g von dieser Lösung werden zu 835 g Wasser gegeben und dazu gibt man 15 g Sanitized T 99-19. Diese Mischung wird für 45 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und anschließend mittels Foulard auf Gewebe aus Polyester appliziert.
Der pick-up beträgt 41% und somit ist die Aufnahme vom Sanitized T 99-19 0,6% bezogen auf das trockene Textilgewicht.
Die Warenmuster werden für 2 Minuten bei 1500C auf dem Spannrahmen getrocknet und kondensiert und anschließend in Schritten bis auf 30 Waschzyklen bei 400C nach EN ISO 6330 (6A) mit ECE 77 Farbechtheitswaschmittel gewaschen und nach ASTM E 21-49 gegen Staphylococcus aureus 6538 geprüft. Die Muster zeigen alle eine gute antibakterielle Wirkung.
Beispiel 24:
94 g Wasser werden vorgelegt, 1 g Gallussäure zugegeben und unter Rühren werden 5 g Sanitized T 99-19 zugegeben. 45 Minuten bei Raumtemperatur rühren.
Pro Hülse werden 50 g Polyestergewebe eingewogen und dazu gibt man eine Lösung von 5 g der beschriebenen Lösung in 400 g Wasser. Die Hülsen werden verschraubt unter permanenter Rotationsbewegung um 3°C pro Minute auf 1200C aufgeheizt und dann 30 Minuten bei 1200C gehalten, mit 3°C pro Minute auf 400C abgekühlt.
Die Flotte wird abgegossen und die Textilmuster kurz mit kaltem Wasser gespült, geschleudert und dann bei 1300C für 3 Minuten auf dem Spannrahmen getrocknet.
Die Muster werden in Schritten bei 400C bis auf 30 Waschzyklen gewaschen und nach ASTM E 21-49 gegen Staphylococcus aureus 6538 geprüft. Die Muster zeigen bis zu 15 Waschzyklen eine gute antibakterielle Wirkung. Beispiel 25:
2 g Phenylalanin werden in 92 g Wasser gelöst, 1 g Essigsäure 80% wird zugegeben. Unter Rühren werden 5 g Sanitized T 99-19 zugegeben. 1 Stunde bei Raumtemperatur nachrühren.
Jeweils 50 g Gewebe aus Polyamid beziehungsweise aus Polyester werden mit einer Mischung aus 400 g Wasser und 5 g der Lösung mit Phenylalanin/Sanitized T 99-19 in einer Auszugshülse versetzt. Die Hülsen werden verschraubt unter permanenter Rotationsbewegung um 3°C pro
Minute auf 1200C beim Polyester beziehungsweise auf 800C beim Polyamid aufgeheizt und dann 30 Minuten bei 1200C beziehungsweise bei 800C gehalten, mit 3°C pro Minute auf 400C abgekühlt.
Die Flotte wird abgegossen und die Textilmuster kurz mit kaltem Wasser gespült, geschleudert und dann bei 1300C für 3 Minuten auf dem Spannrahmen getrocknet.
Die Muster werden bei 400C bis auf 30 Waschzyklen gewaschen und in Fünferschritten nach
ASTM E 21-49 gegen Staphylococcus aureus 6538 geprüft. Die Muster zeigen bis zu 10
Waschzyklen beim Polyamid beziehungsweise 15 Waschzyklen beim Polyester eine sehr gute antibakterielle Wirkung.
Beispiel 26:
964 g Wasser wrrden in einem Becherglas vorgelegt. Dazu gibt man unter Rühren nacheinander 2,2 g L-Phenylalanin, 2,0 g Natriumacetat Trihydrat, 4,9 g 80%ige Essigsäure, 2,5 g Zinkchlorid, 1,4 g Aluminiumchlorid Hexahydrat, lässt 5 Minuten bei Raumtemperatur rühren und gibt dann 20 g Sanitized T 99-19 zu.
Diese Mischung lässt man für eine Stunde bei Raumtemperatur rühren. 100ml von der Mischung werden in 2550 g Wasser eingerührt. Der pH wird auf 4,0 eingestellt und in dieser schwach essigsaure Lösung wird ein 330 g schweres Polyestergewebe (Trevira mit einem Flächengewicht von ca. 220 g/m2) im Hochtemperaturverfahren ausgezogen, wobei mit einer Geschwindigkeit von 3°C pro Minute auf 1200C aufgeheizt wird, bei 30 Minuten bei 1200C hält und dann wieder mit 3°C pro Minute bis auf 400C abkühlt. Die Flotte wird abgetrennt und das Textil wird kurz in kaltem Wasser gespült und anschließend für 3 Minuten bei 1300C auf dem Spannrahmen getrocknet.
Das Textil wird bei 400C gewaschen, wobei nach 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25 und 30 Waschzyklen getrocknet wird. Die Muster werden bei 400C bis auf 30 Waschzyklen gewaschen und in Fünferschritten nach ASTM E 21-49 gegen Staphylo coccus aureus 6538 geprüft. Die Muster zeigen bis zu 20 Waschzyklen eine sehr gute und bei 25 Waschzyklen immer noch eine für die Praxis genügende antibakterielle Wirkung.
Beispiel 27:
2560 g Wasser werden in einem Becherglas vorgelegt. Dazu gibt man unter Rühren nacheinander 0,36 g L-Phenylalanin, 0,20 g Natriumacetat Trihydrat, 0,49 g 80%ige Essigsäure, 0,18 g Calciumchlorid, 0,09 g Aluminiumchlorid Hexahydrat.
Man lässt 5 Minuten bei Raumtemperatur rühren und gibt dann 2,0 g Sanitized T 99-19 zu. Diese Mischung lässt man für eine Stunde bei Raumtemperatur rühren. Der pH wird auf 4,0 eingestellt und in dieser schwach essigsaure Lösung wird ein 330 g schweres Polyestergewebe (Trevira mit einem Flächengewicht von ca. 220 g/m2) im Hochtemperaturverfahren ausgezogen, wobei mit einer Geschwindigkeit von 3°C pro Minute auf 1200C aufgeheizt wird, bei 30 Minuten bei 1200C hält und dann wieder mit 3°C pro Minute bis auf 400C abkühlt.
Die Flotte wird dann abgetrennt und das Textil wird kurz in kaltem Wasser gespült und anschließend für 3 Minuten bei 1300C auf dem Spannrahmen getrocknet. Das Textil wird bei 400C gewaschen, wobei nach 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25 und 30 Waschzyklen getrocknet wird.
Die Muster werden bei 400C bis auf 30 Waschzyklen gewaschen und in Fünferschritten nach ASTM E 21-49 gegen Staphylo coccus aureus 6538P geprüft. Die Muster zeigen bis zu 20 Waschzyklen eine sehr gute und bei 25 Waschzyklen eine genügende antibakterielle Wirkung mit einer Reduktion der Keimzahl von rund Faktor 100 gegenüber einem nicht ausgerüsteten Muster. Beispiel 28:
Ein 200 Laufineter langes und 1,6 Meter breites antimonfreies, anthrazitfarbenes, reduktiv gereinigtes und gespültes Gewebe aus reinem Polyester mit einem Flächengewicht von 175 Gramm pro Quadratmeter, somit insgesamt 56 Kilogramm Textil werden in einen Jet (Maschine für technische Ausziehverfahren) eingezogen.
500 Liter Wasser werden zugegeben und eine Lösung von 1,08 Kilogramm 1-Phenylalanin in 50 Liter Wasser und 165 Gramm Ameisensäure werden zugegeben, der pH-Wert der Flotte beträgt 5. Fünf Minuten vorlaufen lassen und dann wird mit einer Aufheizrate von 2°C pro Minute auf 600C aufgeheizt. 20 Minuten bei 600C gelassen.
325 Gramm Sanitized T 99-19 in 10 Liter Wasser werden zugegeben und der Jet wird für weitere 20 Minuten bei 600C laufen gelassen. 1,7 Kilogramm Bethamin AHP (Wachs / Fettsäurekondensationsprodukt von Dr. Th. Böhme KG Chemische Fabrik GmbH & Co., Isardamm 79-83, D-82538 Geretsried, ein universelles Weichgriffmittel, hydrophil mit ausgeprägten antistatischen Eigenschaften) zugegeben, weitere 15 Minuten bei 600C laufen lassen. Mit 2°C pro Minute abgekühlt und die Flotte abgelassen, mit 150 Liter Wasser gespült, das Spülwasser abgelassen und das Textil auf dem Spannrahmen während 2 Minuten bei 1200C getrocknet.
Muster von diesem Textil werden nach der Norm EN ISO 6330 (6A) 400C mit dem Farbechtheitswaschmittel nach der Norm ECE 77 gewaschen. Nach 30, 40 und 50 Waschzyklen wird die Keimreduktion mit der Methode nach ASTM E 21-96 gegen Staphylococcus aureus ATCC 6538 geprüft. Die Ergebnisse sind eine Keimreduktion bei allen Prüfpunkten von 1,6 bis 1,7 Einheiten nach dem dekadischen Logarithmus entsprechend einer Überlebensrate von 2 bis 3 Prozent der Prüfkeime. Beispiel 29:
In einer Versuchsausrüstung werden 14 Kilogramm eines orange gefärbten Trikots aus Polyester/Polyamid/Elastan bei 600C vorgewaschen, dann werden 280 Gramm 1-Phenylalanin und 110 Liter Wasser zugegeben. 10 Minuten vorlaufen lassen, mit 3°C pro Minute auf 600C aufgeheizt und 15 Minuten bei 600C laufen gelassen. 80 Gramm Sanitized T 99-19 in 2 Liter Wasser werden zugegeben und weitere 30 Minuten bei 600C laufen gelassen. Die Flotte wird auf 35°C abgekühlt und dann abgelassen. 40 Liter Wasser zum Spülen werden zugegeben, zwei Minuten laufen gelassen und das Spülwasser wird abgelassen. Das Textil wird über Abpresswalzen ausgetragen und auf einem Spannrahmen bei 1200C getrocknet. Ein Muster erreicht nach 50 Waschzyklen nach EN ISO 6330 (6A), gewaschen mit dem Farbechtheitswaschmittel nach ECE 77, eine Keimzahlreduktion von Faktor 100 (log Reduktion = 2,0) gegenüber dem Inokulum.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur antimikrobiellen Ausrüstung von Textilien oder Fasern, die im Wesentlichen aus synthetischen Materialien bestehen, bei dem auf die Textilien oder
Fasern eine wässrige Lösung einer organischen Primer-Komponente (P), welche die Hydrophobie der Oberfläche der Textilien oder Fasern vergrößert, und als antimikrobiellen Komponente (K) mindestens eine organische quaternäre Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel (I)
OR1 R4
R ?22nO
Figure imgf000038_0001
wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben,
R1 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-
((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R2 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-
((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R3 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-
((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; R4 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 18 C- Atomen, einen Cyclo-alkylrest mit 3 bis 7 C-Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest oder einen Heteroarylrest bedeutet;
R5 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 18 C- Atomen, einen Cyclo-alkylrest mit 3 bis 7 C-Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest oder einen Heteroarylrest bedeutet;
R6 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 C- Atomen;
n bedeutet eine ganze Zahl von 1 bis 6,
sowie ein Lösungsmittel (L) gleichzeitig oder zeitlich versetzt auf die Textilien oder Fasern aufgebracht werden.
2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behandlung der Textilien oder Fasern mit einer wässrigen Lösung einer organischen Primer-Komponente
(P) erfolgt, die ggf. zusätzlich weitere Hilfskomponenten enthält, und ohne zwischenzeitlichen Trocknungsschritt, eine Behandlung der Textilien oder Fasern mit einer die antimikrobielle Komponente (K) enthaltenden wässrigen Lösung erfolgt.
3. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Verfahrensschritt a) der Vorbehandlung der Textilien oder Fasern mit einer wässrigen Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) erfolgt, anschließend ein thermischer Trocknungsschritt b) erfolgt, und nachfolgend in einem weiteren Verfahrensschritt c) eine Behandlung der Textilien oder Fasern mit einer wässrigen Lösung der antimikrobiellen Komponente (K) erfolgt.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) verwendet wird, wobei die Primer-Komponente (P) aus einer oder mehreren der folgenden Verbindungen besteht: aromatische Mono- oder Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können; aromatische Mono- und Diamine; aromatische Mono- oder Dialkohole; aliphatische Mono- oder Dicarbonsäure mit 6 bis 26 C-Atomen, wobei diese auch durch Hydroxy- oder Amino-Gruppen substituiert sein können; aliphatische, primäre, sekundäre und tertiäre Amine mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre oder sekundäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre Mercaptane mit 6 bis 26 C-Atomen; Aminosäuren.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer wässrigen Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) behandelten Textilien oder Fasern mindestens einem Trocknungsschritt unterzogen werden, wobei eine Temperatur von mindestens 100° C angewendet wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) und zusätzlich eine Metallsalz-Komponente (M) sowie ein Lösungsmittel (L) verwendet werden, wobei die Metallsalz-Komponente (M) mindestens ein Salz eines zwei- bis fünfwertigen Metalls enthält.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) der allgemeinen Formel (I) eingesetzt wird, wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben:
R1 bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
R2 bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist; R3 bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
R4 bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Cyclo-alkylrest mit 3 bis 7
C-Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest, einen Pyridinrest, einen Pyrimidinrest, einen Pyrazinrest, einen Pyridazinrest, einen Pyrrolrest oder einen Imidazolrest bedeutet;
R5 einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Cyclo-alkylrest mit 3 bis 7 C-
Atomen, einen Phenylrest, einen Benzylrest, einen Pyridinrest, einen Pyrimidinrest, einen Pyrazinrest, einen Pyridazinrest, einen Pyrrolrest oder einen Imidazolrest bedeutet;
R6 einen Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen;
und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) der allgemeinen Formel (I) verwendet wird, wobei die
Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben:
R1 , R2 , R3 bedeuten jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 3 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist;
R4 bedeutet einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Phenylrest oder einen Benzylrest,
R5 einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet;
R6 einen Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen bedeutet; und n eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeutet.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) der allgemeinen Formel (I) verwendet wird, wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben
R1, R2 und R3 gleich sind und einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten,
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist
R4 gleich Methyl ist,
R5 gleich Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen ist, und
R6 gleich Alkyl mit 8 bis 18 C-Atomen ist.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) und zusätzlich eine Metallsalz-Komponente (M) verwendet werden, wobei diese Metallsalz-Komponente (M) mindestens ein Salz eines zweiwertigen, dreiwertigen oder vierwertigen Metalls enthält.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) und zusätzlich eine Metallsalz-Komponente (M) verwendet werden, wobei diese Metallsalz-Komponente (M) mindestens ein Salz eines zweiwertigen, dreiwertigen oder vierwertigen Metalls aus der Gruppe Mg, Ca, Ba, Zn, Sn; Al, Ga, Fe; und Ti enthält.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) und zusätzlich eine Metallsalz-Komponente (M) verwendet werden, wobei diese Metallsalz-Komponente (M) mindestens ein Salz eines zweiwertigen Metalls aus der Gruppe Mg, Ca, Ba, Zn und/oder ein Salz eines dreiwertigen Metalls aus der Gruppe Al und Fe enthält.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine antimikrobielle Komponente (K) verwendet wird, die ein Dimethyl-tetradecyl-(3- (trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz oder ein Dimethyl-octadecyl-(3- (trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz enthält, und zusätzlich eine Metallsalz-
Komponente (M) verwendet wird, die ein Salz eines zweiwertigen Metalls aus der Gruppe Mg, Ca, Zn, Ba und/oder ein Salz eines dreiwertigen Metalls aus der Gruppe Al und Fe enthält.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrigen Lösung einer organischen Primer-Komponente (P) verwendet wird, wobei diese Lösung von 0,01 bis 15 Gew.% der Primer-Komponente (P) enthält.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrigen Lösung einer antimikrobielle Komponente (K) verwendet wird, wobei diese
Lösung von 0,01 bis 10 Gew.% der antimikrobiellen Komponente (K) enthält.
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrigen Lösung einer antimikrobielle Komponente (K) verwendet wird, wobei diese Lösung zusätzlich von 0,01 bis 10 Gew.% einer Metallsalzkomponente (M) enthält.
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusammensetzung eingesetzt wird, die 0,01 bis 10 Gew.% der Primer- Komponente (P), 70 bis 99,9 Gew.% des Lösungsmittels Wasser sowie 0,01 bis 10 Gew.-% einer antimikrobiellen Komponente (K) enthält.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusammensetzung eingesetzt wird, die 0,3 bis 2,5 Gew.% der antimikrobiellen Komponente (K), 70 bis 99,5 Gew.% des Lösungsmittels Wasser sowie 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten und enthält.
19. Zusammensetzung für die Ausrüstung von Textilien oder Fasern, enthaltend 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer-Komponente (P), welche die Hydrophobie der Oberfläche der Textilien oder Fasern vergrößert, 70 bis 99,5 Gew.% des Lösungsmittels Wasser sowie 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten, sowie 0,01 bis 10 Gew.-% einer organischen quaternären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel (I)
OR' Ff
Figure imgf000044_0001
wobei die Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutungen haben,
R1 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-
((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R2 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-
((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R3 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei der Alkylrest auch substituiert sein kann durch eine Gruppe H-
((CH2)m-O)q , wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 4 sein kann und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist;
R4 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 18 C- Atomen, einen Cyclo-alkylrest mit 3 bis 7 C-Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest oder einen Heteroarylrest bedeutet; R5 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 1 bis 18 C- Atomen, einen Cyclo-alkylrest mit 3 bis 7 C-Atomen, einen Phenylrest, einen gegebenenfalls durch ein oder zwei Halogenatome substituierter Benzylrest oder einen Heteroarylrest bedeutet;
R6 bedeutet einen verzweigten oder nicht verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 C- Atomen;
n bedeutet eine ganze Zahl von 1 bis 6.
20. Zusammensetzung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer-Komponente (P), 70 bis 99,5 Gew.% des Lösungsmittels Wasser sowie 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten enthält.
21. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer- Komponente (P), 70 bis 95 Gew.% des Lösungsmittels Wasser, 0,1 bis 30 Gew.% an Hilfskomponenten, 0,01 bis 10 Gew.-% einer organischen quaternären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel (I) sowie von 0,01 bis 20 Gew.%, einer Metallsalzkomponente (M) enthält.
22. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 20 Gew.% einer Primer- Komponente (P) enthält, wobei die Primer- Komponente (P) aus einer oder mehrerer der der folgenden Verbindungen besteht: aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können; aromatische Mono- und Diamine; aromatischen Mono- und Dialkohole; aliphatische Mono- oder Dicarbonsäure mit 6 bis 26 C-Atomen, wobei diese auch durch Hydroxy- oder Amino-Gruppen substituiert sein können; aliphatische, primäre, sekundäre und tertiäre Amine mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre und sekundäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre Mercaptane mit 6 bis
26 C-Atomen; Aminosäuren.
23. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,05 bis 15 Gew.% einer Primer- Komponente (P) enthält, wobei die Primer- Komponente (P) aus einer oder mehrerer der der folgenden Verbindungen besteht: aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können; aliphatische Monocarbonsäure mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen; primäre Amine mit 6 bis 26 C- Atomen; natürliche Aminosäuren.
24. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie neben dem Lösungsmittel Wasser zum einen 0,05 bis 15 Gew.% einer der folgenden
Primer-Komponenten (P) enthält: aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, wobei diese auch durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein können; aliphatische Monocarbonsäure mit 6 bis 26 C-Atomen; aliphatische, primäre Alkohole mit 6 bis 26 C-Atomen; primäre Amine mit 6 bis 26 C-Atomen; natürliche Aminosäuren; und dass sie zum anderen 0,01 bis 10 Gew.-% an Dimethyl-tetradecyl-(3-(trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz oder
Dimethyl-octadecyl-(3-(trimethoxysilyl)-propyl)-ammonium-Salz enthält.
25. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Patentansprüche 19 bis 24 zur Behandlung von Textilien, Fasern und Garnen, die im Wesentlichen aus synthetischen Materialien bestehen, für eine antimikrobielle Ausrüstung.
26. Verwendung gemäß Patentanspruch 25 zur Ausrüstung von Textilien, Fasern und Garnen, die im Wesentlichen aus Polyamid und/oder Polyester bestehen.
27. Verwendung gemäß einem der Patentansprüche 25 oder 26 zur antimikrobiellen Ausrüstung von Textilien, Fasern und Garnen mittels Foulardverfahren, Schaumauftrag, Sprühverfahren, Beschichtung oder Auszugsmethode.
28. Textilien, Fasern und Garne, die antimikrobiell ausgerüstet wurden mittels eines Verfahrens gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 18.
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