Koncentráty antimikrobiálneho aditíva na aditivovanie syntetických vlákien a plastov

Číslo patentu: 286186

Dátum: 14.04.2008

Autori: Mezovský Milan, Brejka Ondrej, Krivoš Štefan

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Koncentráty antimikrobiálneho aditíva na aditivovanie syntetických vlákien a plastov pozostávajú z antimikrobiálneho aditíva na báze striebra na anorganickom nosiči výhodne v množstve od 10 do 30 % hmotn. vhodného pre každý polymér, polymérneho nosiča na báze polypropylénu, polyesteru alebo polyamidu výhodne v množstve od 0,66 do 89,0 % hmotn. a dispergátora, prípadne stabilizátora, v celkovom množstve výhodne od 1,0 do 4,0 % hmotn.

Text

Pozerať všetko

(22) Dátum podania prihlášky 10. 7. 2004 (13) Druh dokumentu B 6(3 2) Dátum podania priorimej prihlášky V (33) Krajina alebo regionálna URAD organizácia priority PRIEMYSELNEHO (40) Dátum zverejnenia prihlášky 2. 2. 2006 VL/STNICTVA Vestník UPV SR č. 212006 SLOVENSKEJ REPUBLIKY(47) Dátum sprístupnema patentu verejnosti 14. 4. 2008(62) Číslo pôvodnej prihlášky v prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočeniaz(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Výskumný ústav chemických vlákien, a. s., Svit, SK(54) Názov Koncentráty antimikrohiálneho aditíva na aditivovanie syntetických vlákien a plastovKoncentráty antimikrobiálneho aditíva na aditivovanie syntetických vlákien a plastov pozostávajú z antimikrobiálneho aditíva na báze striebra na anorganickom nosiči výhodne v množstve od 0 do 30 hmotn. vhodného pre každý polymér, polymémeho nosiča na báze polypropylénu, polyesteru alebo polyamidu výhodne v množstve od 0,66 do 89,0 hmotn. a dispergátora, prípadne stabilizátora, v celkovom množstve výhodne od 1,0 do 4,0 hmotn.Vynález patrí do oblasti polymémej chémie, a to najmä do výroby v hmote aditivovaných syntetických vlákien a plastov.syntetické polyméry v súčasnosti produkované po celom svete v množstve miliónov ton ročne majú široký rozsah použitia. V oblasti špeciálnych aplikácii sa z ekonomického i technického hľadiska tieto materiály v procese ich spracovávania upravujú prídavkom vhodných aditív. V dôsledku narastania rozsahu znečisťovania životného prostredia, rastu počtu obyvateľov, vzniku nových chorôb súvisiacich s alergiami a civilizačnými chorobami sa zväčšuje potreba regulácie počtu/rastu mikroorganizmov, žijúcich na povrchoeh plastických látok či vlákien. Zvlášť dôležité je ošetrovat tento stav v materiáloch, ktoré prichádzajú do priameho styku s ľudskou pokožkou.V dôsledku nárastu podielu syntetických vlákien v oblasti odievania obyvateľstva je nutné riešiť antimikrobiálnu úpravu týchto vlákien, resp. finálnych textilných výrobkov. Táto oblasť je preto vykrytá viacerými patentmi. EP 0050438 chráni prípravu biocidneho prípravku obsahujúceho 5 chlórhexidínu v PP polyméri na efektívne hubenie baktérií v plastoch, gume a textile. EP 0111 843 chráni fungicídnu kompozíciu s tolchlofosmetyl 0,0-dimetyl-O-(2,6-dichloro-4-metylfenyl) fosforotionátu ako aktívnou zložkou ukotvenou na sľude spolu s polypropylénglykolom ako stabilizátorom. Ďalší EP 0168949 chráni milrrobiocídnu kompozíciu na báze aryalkanolov (napríklad benzylalkohol) a rnikrobiocídnej zložky na úpravu polyoleñnov, polyuretánov a vinylplastov. EP 0208858 chrám proces prípravy med obsahujúcich polymćrov, ktoré sa pri priamej aplikácii správajú fungicídne. GB 9805487,7 opisuje prípravu plastického materiálu s biocidnou účinnosťou, ako je zmesový akrylátový polymér s obsahom 5 - 50 kopolyméru s biocidnou zlúčeninou (triklosan, zlúčeniny na báze ťažkých kovov nanesených na anorganických nosičoeh).Skôr uvedené patenty opisujú spôsob prípravy antimikrobiálnych prípravkov, ktoré v následnej aplikácii slúžia priamo ako aktívna zložka, resp. sa môžu dávkovať vo forme disperzie k finálnemu výrobku, ktorému poskytujú účinnú ochranu proti pôsobeniu mikroorganizmov, resp. húb a plesní. Ich aktívna zložka je vo väčšine príkladov na báze organických zlúčenín, čo V praxi znamená určité obmedzenie, hlavne v dôsledku nežiaduceho zápachu, nízkej tennickej stability, migrácie a z toho vyplývajúcej krátkodobej účinnosti.Viaceré renomované svetové firmy vyrábajú vlastné disperzie, resp. koncentráty antimikrobiálnych aditív na aplikáciu vo výrobe syntetických vlákien a plastov ako napríklada) AGION TECHNOLOGIES EUROPE GmbH - antimikrobiálnu disperziu typu vhodnú na zapracovanie do hrubších vlákien a textílií, obsahujúcu účinné kovové ióny ukotvené na vhodnom nosiči.b) CLARIANT AG - antimikrobiálne koncentráty obsahujúce organickú účinnú zložku postupne uvoľňujúcu chlór. Tieto koncentráty sú vhodné na výrobu vlákien a textilných materiálov na domáce a bytové aplikácie,medicínske účely.c) ISHIZUKA GLASS Co Ing. - antimikrobiálny koneentrát, vhodný na antimikrobiálnu úpravu syntetických vlákien. Aktívna zložka sa vo vlákne nachádza vo forme rozpustných SiOŽ obsahujúcich látok s kovovými iómni (Ag, Cu), ktoré v prítomnosti vody sa postupne uvoľňujú a tým ovplyvňujú rast mikroorganizmov na povrchu vlákien.d) Známy je koncentrát, poskytujúci trvácny antiroztočový účinok ñnálnych vlákien, ktorý je spôsobený anorganickými látkami pohlcujúciini vlhkost z tela roztočov.e) NANOPHASE TECHNOLOGIES CORPORATION - antimikrobiálny prípravok s aktívnou zložkou ZnO CuO oxidy Zn dopované malými prídavkami Ag, Cu, Al. Tento koncentrát je vhodný na aditiváciu syntetických vlákien v hmote.U nás chránené riešenie ponúka VÚTCH-CHEMITEX (ÚV 3420. patent SK 281040), a to antimilcrobiálny prípravok na báze striebra a/alebo halogenidu strieborného na anorganickom nosiči, určený na bežné priemyselné použitie, najmä však v textilnom, odevnom, obuvníckom priemysle, čalúnnictve, ale aj s vláknarenským priemyslom nesúvisiacich odboroch.Iné veľké chemické firmy (TREVIRA, MILLIKEN CHEMICAL, WELLMAN) ponúkajú priamo upravené syntetické vlákna. (napr. polyesterové), v ktorých je už v procese prípravy polyméru zabudovaná do polymémeho reťazca aktívna substancia, ktorá zaručuje pri ñnálnych vláknach ich antimikrobiálnu účinnosť. Tieto polyméry majú však skôr zúžený rozsah použitia v praxi.Aplikácia rôznych aditív v oblasti výroby syntetických vlákien kladie na vlastnosti aditív prísne požiadavky. Okrem nevyhnutnej termickej stability, odolnosti proti prostrediu, v ktorom sa budú nachádzať a potrebnej dlhodobej antirnikrobiálnej účinnosti vo ñnálnom výrobku nezanedbateľnou je i nutnosť farebne neovplyvňovať aditivovane polymérne systémy. Z tohto pohľadu vhodnejšími sa po chemickej stránke javiaskôr aditíva na báze anorganických zlúčenín. Tieto zároveň pri používaní nevylučujú nežiaduce zápachy a tiež sú z hľadiska používania trvácnejšie.V procese prípravy antimilcrobiálnych plastických výliskov a hlavne vlákien je však nutné zaručiť, že tieto aditíva hlavne z pohľadu veľkosti ich častíc nebudú nepriaznivo ovplyvňovať proces prípravy vlákien. Veľkým prínosom je, že použitie týchto antimikrobiálnych aditív na báze anorganických látok nijako neovplyvní spracovanie polyméru, prípravu vlákna, resp. jeho následné spracovávanie (t. j. ak technologické podmienky výroby vlákien sú rovnaké s používaním aditív alebo bez používania aditív).Podstatou tohto vymálezu sú koncentráty antímikrobiálneho aditíva na aditivovanie syntetických vlákien a plastov, ktoré pozostávajú z antimikrobiálneho aditíva na báze striebra na anorganickom nosiči, polymérneho nosiča a dispergátora prípadne stabilizátora. Obsah antimikrobiálneho aditíva v koncentráte je výhodne od 10 do 30 hmotn. Koncentráty antimilcrobiálneho aditíva obsahujú v závislosti od finálnej aplikácie koncentrátu polymémy nosič na báze polypropylénu, polyesteru alebo polyamidu výhodne v množstve od 66 do 89 hmotn. Ďalej môžu obsahovat dispergátory, prípadne stabilizátory, vybrané podľa druhu polymérneho nosiča v celkovom množstve od 1,0 do 4,0 hmotn.Koncentráty podľa tohto vynálezu pozostávajú z anorganického aditíva, v ktorom je aktívna zložka na báze Ag ukotvená na inertnom nosiči, ako je BaSO 4, ZnO, SiOQ a TiOz, . Koncentráty tohto typu antimikrobiálneho aditíva sú vhodné nielen na hrubostenné plastické výlisky, ale tiež na prípravu jemných syntetických vlákien s jednotkovou jemnosťou 1,0 dtex a vyššie. Ich zapracovávanie do vlákien nijako neovplyvňuje technologické podmienky ich výroby a následného spracovávania a zároveň ich vhodné dávkovanie do hmoty zaručuje pritornnost dostatočného množstva aditíva na cielenú úpravu počtu a rastu mikroorganizmov, húb i roztočov na povrchu plastov, vlákien či fmálnych textilných výrobkov.Takto upravené antimikrobiálne syntetické vlákna sú vhodne na nasledujúce aplikácie- polypropylénové vlákna (PP) vlákna - spodná bielizeň, tričká, športové oblečenie, odevy na voľný čas,medicínske a technické aplikácie (napríklad filtre z netkaných materiálov, obuvnícke stielky),- polyesterové (PES) vlákna - zmesové priadze s prírodnými vláknami a ich použitia vo forme napríklad posteľnej bielizne, bytového textilu, výplnkových a zdravotníckych materiálov,Hodnotenie antimikrobiálnych vlastností takto aditivovaných syntetických vlákien a plastických výliskov s použitím koncentrátov antimikrobiálneho aditíva sa vykonáva podľa normy AATCC-100-1988. Získané výsledky potvrdili vhodnú účinnost použitej modifikácie na grampozitívne aj gramnegatívne baktérie.V rýchlomiešačke sa do 3,375 kg práškového PP poljmnéru zamieša 0,125 kg kvapalného dispergátora na báze kopolyméru etylénoxidu a propylénoxidu. Proces miešania trvá 2 minúty. Následne sa pridá antirnikrobiálne aditívum BIOSTAT B na báze striebra na anorganickom nosiči BaSO 4 v množstve 1,5 kg a celá zmes sa mieša 3 minúty pri konštantných otáčkach. Takto pripravená zmes sa hnetie na 2-vretenovom hnetacovýtlačnom zariadeni typu ZDSK-28 od f. WERNER-PFLEIDERER a granuluje sa. Pripravený koncentrát má index toku 12,81 g/ 10 min. (230 °C, 2,16 kg) a filtrovateľnosť na úrovni 97 MPa/kg. Tieto vlastnosti umožňujú koncentrátu jeho použitie pri aditivovani jemných PP vlákien (2,0 dtex).Pri dávkovaní koncentrátu v množstve 0,84 hmotn. do vlákna, v procese jeho prípravy, sa získajú PP vlákna s antimikrobiálnymi vlastnosťami, vyhovujúcimi príslušnej norme.V malej rýchlomiešačke sa do 4,4 kg práškového PP polyméru pridá 0,10 kg nizkomolekulového polypropylénového vosku. Zmes sa mieša 2 minúty pri konštantných otáčkach. Následne sa k nej pridá antimikrobiálne aditívum BIOSTAT B na báze striebra na anorganickom nosiči BaSOi V množstve 0,50 kg a celázmes sa mieša 3 minúty. Takto pripravená zmes sa spracúva na 2-vretenovom hnetacom zariadeni ZDSK-28 od f. WERNER-PFLEIDERER.Finálny koncentrát má index toku 23,8 g/ 10 min. (230 °C, 2,16 kg) a filtrovateľnost 79 MPa/kg. Pri dávkovaní tohto koncentrátu v množstve 2,5 hmotn. k základnému polyméru počas zvlákňovania sa pripraví PP vlákno s požadovanými antimikrobiálnymi vlastnosťami, vyhovujúcimi príslušnej norme.K 3,3 kg práškovému PP polyméru sa pridá 0,2 kg nízkomolekulového PP vosku. Zmes sa mieša vo tluidnej miešačke počas 2 minút. Po prvom miešaní sa k práškovej zmesi pridá 1,5 kg antimikrobiálneho aditíva BIOSTAT L 3 na báze striebra na anorganickom nosiči ZnO a znova sa mieša 3 minúty pri rovnakých otáčkach. Takto pripravená zmes sa následne homogenizuje, hnetie a granuluje na index toku 20,03 g/ 10 min.Pri dávkovaní koncentrátu v množstve 3,3 hmotn. sa pripraví PP vlákno s vhodnými antimikrobiálnymi vlastnosťami, vyhovujúcimi príslušnej norme.Vo íluidnej rýchlomiešačke sa zmieša počas 2 minút práškový PP polymér v množstve 3,09 kg a nizkomolekulový polypropylénový vosk v práškovej forme v rrmožstve 0,1 l kg. K tejto zmesi sa pridá 0,8 kg antimikrobiálneho aditíva BIOSTAT K na báze striebra na anorganíckom nosiči SÍO a celá zmes sa znovu mieša počas 3 minút. Zmes sa následne homogenizuje, taví a hnetie na zariadeni ZDSK-28 pri teplotách 230 až 240 °C. Po vytlačení z extrudéra a jej ochladnuti sa tavenina vo forme strún granuluje. Koncentrát má tieto aplikačné vlastnosti index toku 14,92 g/ 10 min. (230 °C, 2,16 kg) a tiltrovateľnosť 357 MPa/kg. Koncentrát pri dávkovaní 7,5 0 hmotn. zaručí ñnálnemu PP výrobku vhodne antimikrobiálne účinky.Do priemyselnej fluidnej rniešačky sa k 41,1 kg vysušeného práškového PET polyméru pridá kvapalný dispergátor na báze polydimetylsiloxánu v množstve 0,9 kg. Zmes sa mieša pri otáčkach 600 min. počas 2 minút. Následne sa k nej pridá antimikrobiálny prípravok BIOSTAT T na báze striebra na anorganickom nosiči TiOz v množstve 18 kg. Po premiešaní (3 minúty miešania) sa takto pripravená zmes homogenizuje a hnetie na zariadeni ZSK-53 (WERNER-PFLEIDE-RER) pri teplotách 190 až 260 °C. Tavenina po vytlačení z hubice a jej ochladení vo vodnom kúpeli sa reže na formu granúl. Výsledný koncentrát má index toku na úrovni 137 g/IOmin. (270 °C, 2,16 kg) a filtrovateľnost 192 MPa/kg.Pri dávkovani tohto koncentrátu k základnému polyesterovému polyméru v množstve 5 hmotn. sa vyrobili PES textilné vlákna s potrebnými antimikrobiálnymi vlastnosťami V súlade s metódou ich hodnotenia podľa AATCC-100-1 988.Na prípravu zmesi sa použije 3,935 kg vysušeného práškového polyetylćntereftalátu, 0,05 kg kvapalného polydimetylsiloxánu, 0,015 kg práškového termického stabilizátor na báze fosñtov, a 1,0 kg antimikrobiálneho aditíva BIOSTAT B na báze striebra na anorganickom nosiči BaSO 4. Zmes sa spracuje na zariadení ZDSK-28 (WERNER-PFLEIDERER) do formy granúl hotovćho koncentrátu pri teplotách 180 až 270 °C. Koncentrát po premeraní aplikačných vlastností vykazuje index toku na úrovni 230 g/ 10 min. (270 °C, 2, l 6 kg) a ñltrovateľnosť MPa/kg.Pri dávkovaní koncentrátu v množstve 5,0 hmotn. k základnému polyméru sa následne pripraví PES vlákno s vhodnými antimikrobiálnymi vlastnosťami proti grampozitívnym i gramnegatívnym baktériám, vyhovujúcim príslušnej norme.Zmes obsahujúca 3,935 kg vysušeného PA 6 práškového polyméru, 0,05 kg kvapalného dispergátora na báze esteru kyseliny stearovej, 0,015 kg kvapalného procesného antioxidantu na báze zmesi fenolfosñtov a 1 kg antimikrobiálneho aditíva BIOSTAT B na báze striebra na anorganickom nosiči BaSO 4 sa pripraví rovnakým spôsobom ako V príklade č. 4.Následne sa zmes spracováva na linke ZDSK-28 pri teplotách 180 až 300 °C. Finálny koncentrát s indexom toku 48,8 g/ 10 min. (280 °C, 2,16 kg) a ñltrovateľnostbu 156 MPa/kg, sa dávkuje v množstve 5,0 hmotn. k zvlákňovanému polyméru.Takto pripravené PA 6 vlákna vykazujú úroveň antimikrobiálnych vlastností, vyhovujúcu príslušnej norme.Príklad č. 8 Antimjkrobiálne aditivum typu BIOSTAT L na báze striebra na anorganickom nosiči ZnO sa V množstve0,5 kg zapracuje do zmesi spolu so 4,45 kg vysušeného PA 6 polyméru a 0,05 kg kvapalného dispergátora na báze esteru kyseliny stearovej. Zmes sa pripraví a následne spracováva na linke ZSK-53 za rovnakých podmienok ako v príklade č. 7 Koncentrát má index toku 82,9 g/ 10 min. (280 °C, 2,16 kg) a ñltrovateľnosť 98 MPa/kg. Pri dávkovaní koncentrám 1,5 hmotn. k základnému PA 6 polyméru sa pripravia aditivované PA 6 textilné vlákna (hlad

MPK / Značky

MPK: D06M 11/00

Značky: koncentráty, plastov, vlákien, syntetických, aditiva, antimikrobiálneho, aditivovanie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-286186-koncentraty-antimikrobialneho-aditiva-na-aditivovanie-syntetickych-vlakien-a-plastov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Koncentráty antimikrobiálneho aditíva na aditivovanie syntetických vlákien a plastov</a>

Podobne patenty