制备抗微生物组合物的改进方法与流程

文档序号:15304404发布日期:2018-08-31 20:45阅读:238来源:国知局

银离子被认为是用于纺织品应用的安全的抗微生物方案。许多纺织工业公司正在开发创新的可控银离子输送系统。期望具有当微生物与纺织产品接触时释放银离子的递送系统以防止微生物生长和令人不愉快的气味。然而,也期望当纺织品暴露于潮湿环境和光中时使银释放最小化,因为这可能导致用银抗微生物剂处理的纺织品的变色。

us7335613公开了一种这样的制剂,其中将银应用于纺织品。该引用的参考文献描述了包含与聚合物络合的金属的抗微生物组合物,其中所述金属选自铜、银、金、锡、锌和其组合。已经发现虽然这样的组合物是有效的,但用这些组合物处理的纺织品有时变色并且不具有足够的耐洗性。

颜色稳定性和耐洗性是纺织品工业面临的共同挑战。可以利用所有银离子都与聚合物主链密切相关,实现理想的稳定织物颜色。然而,实际上,银离子已被表明在下列情况下释放,然后进而对颜色稳定性和耐洗性有负面影响。这些情景包括:

·低ph纺织品浴,其中和聚合物结合位点,改变了聚合物和银离子之间的吸附和扩散性能。通常这将导致织物上的游离银离子沉积,该银离子可以与其他可用的银离子或阴离子重新结合以产生光敏盐或氧化物,这进而导致干燥、曝光和湿度暴露后变色。

·高离子纺织品加工水,其含有阴离子(如氯离子、溴离子、羧酸根、硫酸根)和阳离子(如钙、镁)。由于其有利的平衡常数,阴离子可能竞争银离子,形成不期望的光敏银盐。另一方面,阳离子可破坏银-聚合物亲和力,产生未缔合的游离银离子。

·在苛刻的温度、光和湿度条件下进行延长的织物存储可能影响织物上游离银离子的可用性。这又可能导致形成光敏盐或副产物。

·最后,在添加银-聚合物复合材料之前,不适当地洗涤织物可导致纺织品染色中使用的标准还原化学品之间发生化学反应。该化学品包括氢硫化钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、葡萄糖和柠檬酸。

为了满足颜色要求并管理颜色稳定性问题,该行业缩小了应用条件,例如降低了织物上银量的装载水平。银装载的这种减少又会负面影响气味控制特征的耐洗性。

因此,需要一种将银装载到织物上的方法,其中所得经处理的制品的变色减少,并且经处理的制品将具有一致的、持久的气味控制益处。

本发明通过提供一种制备经处理的织物的方法解决了本领域中的问题,所述方法包含:

i)提供以下的溶液:

a)银离子;

b)含有金属离子配体的聚合物;和

c)水

ii)将该溶液施加到织物上以产生预处理的织物;和

iii)将包含至少一种稳定用聚合物乳液的流体施加到预处理的织物上以产生经处理的织物。

如本文所用,“颜色稳定”是指风化后δe*ab与未处理对照相比小于2。

如本文所用,“织物”是指织造或非织造纺织品,例如棉、聚酯、尼龙、莱卡、聚烯烃及其共混物。

如本文所用,“耐洗涤”是指经处理的制品在使用工业标准方法如aatcc测试方法61或aatcc测试方法135(耐洗色牢度:加速),然后是aatcc测试方法100(纺织品材料上的抗菌饰面:评估)进行洗涤后,提供可接受的抗微生物效力。

本文表达的所有百分数均为wt.%或ppmw/w。

根据本方法,提供了包含银离子、聚合物和水的溶液。银离子和水是本领域普通技术人员容易知道的术语。可用于本发明的聚合物包括含有金属离子配体的那些。在us7390774和us7927379中描述了含有金属离子配体的合适聚合物。合适的金属离子配体包括乙烯基咪唑和乙烯基吡啶。银离子可以以溶液的10-100ppm%、可选地20-80ppm、进一步可选地30-50ppm存在。具有金属离子配体的聚合物可以以溶液的0.005-0.1%、可选地0.01-0.08%、进一步可选地0.025-0.05%%存在。本发明的溶液具有4-9或可选地6-8范围的ph。

然后将银离子、聚合物和水的这种溶液施加到织物上以产生预处理的织物。溶液的施加可以通过本领域中任何已知的方法完成。吸尽法和常规轧染法是可用于本发明的合适方法的实例。

在施加溶液之后,然后可以将织物干燥。可以使用常规的干燥方法。当织物的重量等于处理前的初始重量时,织物被称为“干燥的”。在本发明的一个实施方案中,预处理的织物是干燥的。

接着,将含有至少一种稳定用聚合物乳液的流体施加到预处理的织物上以产生经处理的织物。合适的稳定用聚合物乳液包括丙烯酸和苯乙烯-丙烯酸粘合剂。将稳定用聚合物乳液在水中稀释以施加至纺织品。水中的聚合物乳液浓度可以是溶液的1-60%,可选地2-50%,进一步可选地5-45%。然后将稳定用聚合物乳液的溶液施加到预处理的织物上。将流体施加到织物上的已知方法可用于将本流体施加到预处理的织物上。合适的方法包括吸尽法和常规轧染法。在施用溶液之后,然后可以将织物干燥。可以使用常规的干燥方法。

根据本发明,稳定用聚合物乳液固定银-聚合物复合物,以防止储存和使用经处理的织物时银离子的过早释放。稳定用聚合物乳液通过提供不会不利地影响纺织品“手感”或感觉的薄膜来实现这一点。这又产生具有理想的手感、抗微生物和气味控制性能的颜色稳定且耐洗涤的经处理的织物产品。

现在将在以下实施例中详细描述本发明的一些实施方案。除非另有指定,否则下文实施例中所阐述的所有分数和百分比均按重量计。

实施例

用于制备经处理的织物的材料和方法

材料:

方法:

织物处理.

使用来自wernermathisag的实验室规模轧染机(型号:ch-8155vfm28888)将底漆化学品施加到织物样品上。

首先确定吸湿率(wpur),以计算在干纺织物上实现目标银装载所需的silvadur930溶液的浓度。辊压力最初设定为3巴(barg)。然后称出12”×16”的织物样片。大多数织物样片的重量在10至15克之间。聚酯通常是12克,重棉一般是15克。将样片浸泡在去离子水浴中3至8秒直至完全吸收水分。紧接着,将湿织物在3巴压力设定下通过旋转辊。然后重新称重织物以确定由于吸水而增加的重量。wpur通过经过辊后湿织物和干织物重量差异除以干织物重量来计算。聚酯织物的重量一般在之后是大约27克并且之前是12克,其计算的吸湿率是(27-12)/12或125%。棉通常干重15克以及在辊之后重27克,计算的吸湿率为(27-15)/15或80%。如果吸湿率与期望值不匹配,则可以向上或向下调节轧染辊的压力以达到所需的值。

其次,制备施加用浴液以处理每个纺织样片。浴液中的银浓度基于初始浓缩溶液和吸湿率计算。silvadur930的浴液浓度计算是通过将目标银水平除以silvadur930制剂中的活性物装载量,然后除以吸湿率进行计算的。例如,对于使用具有1000ppm银的silvadur930以125%吸湿率的聚酯织物上的目标30ppm银,将需要30ppm目标ag/silvadur930中1000ppmag/1.25wpur*100%,或100g中2.4gsilvadur930。在吸湿率为80%的棉织物上,计算将是30ppm目标ag/silvadur930中1000ppmag/0.80wpur*100%,或100g中3.75gsilvadur930。

通过称量2.4克silvadur930并将其混合入97.6克去离子水中,简单地配制用于聚酯上30ppm银的处理溶液,而对于棉,称量3.75克silvadur930并混合入96.25克去离子水中进行配制。

最后,使用上述确定的压力设定值在轧染机中对每种织物进行处理,以获得每种织物样片的期望吸湿率。处理之前,将每种银溶液倒入轧染机的槽中。然后将织物样品浸入银溶液中3至8秒直至浸透。接着,湿织物然后通过辊以获得所需的吸湿重量。然后将织物放在一台可以拉伸织物的装置上,并在150℃的对流烘箱中干燥2分钟。对于二次处理,使用稳定用聚合物乳液在水中制备新浴液,织物在这些溶液中浸渍3-8秒,直到浸透,通过辊并在150℃干燥2分钟。

织物风化.

将所有织物在气候室(型号:kbwf720气候室,宾德公司(bindercompany)中陈化以加速颜色变化。将12”×16”经处理的织物样片纵向切成两半以产生6”×16”的两条。通过首先使用防光纸卡在两面覆盖样本的一半或约6”×8”,在气候室中使用一条,然后使另一条不覆盖并暴露。这些条垂直悬挂在室内。然后将室设定为30℃并且如下进行循环湿度:30%相对湿度4小时,2小时从30%过渡到90%,在90%保持4小时,2小时从90%过渡到30%并重复。该风化循环重复3周。光源是在风化过程中保持打开的lumiluxcooldaylight(欧司朗(osram)l36w/865照明灯泡)。

织物颜色测量

风化后织物的颜色使用hunterlab分光光度计(型号:labscanxe)测量,用脉冲氙弧光源照明,0度照明角度和45度观察角,测量区域为13mm(0.5")。测量在使用标准白色瓷砖作为背衬的2层实验织物上进行。使用未处理的标准棉作为对照织物,所有实验织物样品与之进行比较,以评估总的颜色变化(δe*ab)。较大的δe*ab对应于织物上更多的颜色变化。δe*ab的计算基于l、a和b的测量,其描述了浅/深、红/绿和蓝/黄的坐标空间。δe*ab值计算为测量的样本值与对照样本之间平方差总和的平方根。

其中下标0表示对照样品值,而i表示单个样品测量值。每个织物样片在三个位置测量,并且在δe*ab计算中使用l、a和b的平均值。

实施例1:使用可交联丙烯酸聚合物(rhoplexb-15j)改进棉织物变色的两步法

实施例2:使用苯乙烯化丙烯酸类聚合物(rhoplexnw-1845k)改进棉织物变色的两步法

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