DE3248708C2

DE3248708C2 -

Info

Publication number: DE3248708C2
Application number: DE3248708A
Authority: DE
Inventors: Robert H. Greensboro N.C. Us Mcintosh
Original assignee: Chemmar Associates Inc Greensboro Nc Us
Current assignee: Interface Research Corp
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-12-31
Publication date: 1988-05-26
Also published as: AT384630B; GB2131029A; FR2536632A1; SE446595B; ATA468082A; GB2131029B; AU9136482A; JPS59106420A; JPS6143470B2; FR2536632B1; CH665521GA3; SE8206616L; NL8204806A; SE8206616D0; AU567484B2; BE895195A; DE3248708A1

Description

Gebräuchliche Kunststoffe, wie Polyethylen, andere Polyolefine, Polyvinylchloride, andere Thermoplaste und Duroplaste sowie Acryl- und Epoxidharze werden üblicherweise in flüssigem Zustand mit verschiedenen Stoffen versetzt, um ihnen keimwachstumshemmende Eigenschaften zu verleihen. Beispielsweise werden bestimmte Kunststoffe gegen grampositive Mikroorganismen aktiv gemacht, während andere Zusätze verwendet werden, um gramnegative Organismen zuverlässig abzutöten. Auch ist es üblich, gegen gramnegative und grampositive Mikroorganismen wirksame Bakteriostatika zu kombinieren und auf diese Weise ein Kunststofferzeugnis, sei es in Form einer Folie, einer Matte oder eines Formkörpers, zu erhalten, das das Wachstum sowohl grampositiver als auch gramnegativer Organismen hemmt. Der Zusatz zweier Stoffe zu einem Kunststoff in geschmolzenem oder flüssigem Zustand bringt jedoch Probleme mit sich, da ein Zweikomponenten-System die physikalischen Eigenschaften des Kunststoff-Grundmaterials ändern kann und die beiden Kunststoffe erst geprüft werden müssen, um sicherzugeben, daß sie miteinander verträglich sind und ihre Wirkungen behalten, wenn sie gemeinsam einem Kunststoff zugesetzt werden. Die relative Wirksamkeit und die Anteile der beiden Komponenten in dem System müssen bestimmt werden, und es ist nicht ungewöhnlich, daß ein Kunststofferzeugnis zunächst keimwachstumshemmende Eigenschaften sowohl gegenüber gramnegativen als auch grampositiven Mikroorganismen hat, später aber der eine oder andere Wirkstoff seine Wirksamkeit verliert, während der zweite Wirkstoff seine Wirksamkeit beibehält. Da ferner die Kunststoffe in der Regel bei hohen Temperaturen spritzgegossen, extrudiert oder anderweitig umgeformt werden und bei der Formgebung oder dem Aushärten Temperaturänderungen unterworfen sind, dürfen die keimwachstumshemmenden Wirkstoffe ihre Wirksamkeit nicht verlieren, wenn sie so hohen Temperaturen ausgesetzt werden, wie sie bei der Kunststoffverarbeitung üblich sind.

Es stellte sich daher die Aufgabe, einen Teppich mit keimwachstumshemmenden Eigenschaften bereitzustellen, in dem nur ein einziger keimwachstumshemmender Wirkstoff vorhanden ist und der auf Kunststoffbasis aufgebaut ist. Ferner war eine keimwachstumshemmende Verbindung zur Verwendung bei der Herstellung des Teppichs anzugeben. Die Verbindung sollte zur Verwendung bei der Kunststoffverarbeitung bestimmt und daher bei den dort auftretenden Temperaturen beständig sein. Sie sollte ferner in bereits verhältnismäßig kleinen Mengen wirksam sein, ihre Wirksamkeit lange behalten, für viele Kunststoffe verwendbar sein, deren Eigenschaften nicht nachteilig beeinflussen, problemlos zu verarbeiten und auch verhältnismäßig preisgünstig sein. Aufgabe ist weiterhin die Entwicklung eines Verfahren zur Herstellung dieses Teppichs.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Es wurde festgestellt, daß bestimmte Alkylphosphat-Derivate in flüssigen oder geschmolzenen Kunststoffen dispergiert werden können und diesen einzigartige fungizide und bakterizide Eigenschaften erteilen, die auch nach dem Spritzgießen, Kalandrieren oder anderweitigen Umformen der Kunststoffe nach in der Kunststoffverarbeitung gebräuchlichen Verfahren erhalten bleiben. Die Alkylphosphat-Derivate können flüssigen Polymeren, wie Polyvinylchlorid-(PVC)-Dispersionen, beigemischt werden und ergeben nach dem Gelieren und Kalandrieren eine Folie oder Beschichtung mit einzigartigen bakteriziden Eigenschaften gegen grampositive und gramnegative Organismen einschließlich Pseudomonas aeruginosa. Andere Beispiele von Kunststoffen, bei denen die Alkylphosphat-Derivate gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind Polyethylen, Polypropylen und andere Polyolefine, Celluloseacetatbutyrat, Polystyrol, verschiedene Phenolharze und Polystyrolbutadien. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bieten sich bei Acrylharzen, Epoxidharzen, Polyvinylacetat sowie anderen Kunststoffen und Polymeremulsionen. Die Menge des Alkylphosphat-Derivates, das dem jeweiligen Kunststoff beigemischt wird, kann verschieden sein und hängt von der beabsichtigten Verwendung des Kunststoffs sowie von den speziellen Organismen ab, deren Wachstum gehemmt werden soll. Aus Versuchsergebnissen geht jedoch hervor, daß das Alkylphosphat-Derivat ausreichend wirksam ist, wenn es in einer Menge von weniger als 1 Gew.-% dem Kunststoff zugesetzt wird. Es wurden jedoch Zusätze von 0,01 bis 10 Gew.-% untersucht und unter bestimmten Umständen als wirksam befunden.

In der DE-AS 26 54 794 ist zwar die Verwendung von quaternären Ammoniumphosphaten als Faserpräparationsmittel und in der GB-PS 10 36 578 sind andere quaternäre Ammoniumsalze als Antistatika beschrieben. Einmal sind die erfindungsgemäßen Alkylphosphat-Derivate anders aufgebaut. Zum anderen erwähnen die Entgegenhaltungen nichts von keimwachstumshemmenden Eigenschaften.

Die Alkylphosphat-Derivate gemäß der Erfindung haben die allgemeine Formel

worin

Reine Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, R¹eine Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, R²= R¹ R³eine Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen und R⁴= R³ sind.

Beispiele von "R"-Werten sind in nachstehender Tabelle wiedergegeben:

worin jeweils x=1 bis 18 ist.

Es wurde festgestellt, daß ein besonders vorteilhaftes Alkylphosphat-Derivat eine Verbindung mit der Formel

ist, die vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 1 Gew.-% dem jeweiligen Kunststoff zugesetzt wird.

Die genannten Verbindung und insbesondere das letzterwähnte Derivat hemmen wirksam das Wachstum sowohl grampositiver als auch gramnegativer Mikroorganismen. Es wurde festgestellt, daß sie gegenüber Sarcina lutea, Styphylococcus aureus, Staphylococcus albus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella, Candida albicans, Salmonella choleraesuis, Enterobacter aerogenes, Escherichia communior, Streptococcus pyogenes, Bacillus megaterium, Aspergillus niger und andere wirksam sind.

Daß erfindungsgemäß nur ein einziger Wirkstoff eingesetzt wird und dies in geringen Mengen, ist ein besonderer herstellungsgemäßer Vorteil, den die Erfindung gegenüber bekannten Systemen bietet, bei denen zwei oder mehr Komponenten zur Hemmung sowohl grampositiver als auch gramnegativer Mikroorganismen verwendet werden, da Schwierigkeiten beim Mischen und durch Entmischen sich als schwerwiegende Nachteile bekannter Systeme herausgestellt haben.

Die keimwachstumshemmenden Verbindungen dienen zur Herstellung eines Teppichs mit keimwachstumshemmenden Eigenschaften, bei der die Verbindung der Teppichunterlage zugesetzt wird. Bei der Herstellung bestimmter Teppiche wird zur Bildung der Unterlage eine Polyvinylchlorid-Emulsion benutzt, während andere Hersteller den fertigen Teppich mit einem Kunststoff, wie Polystyrolbutadien oder einem anderen Polymeren, beschichten. In jedem Falle kann das keimwachstumshemmende Alkylphosphat-Derivat in die Teppichunterlage eingearbeitet werden und hemmt dann das Keimwachstum nicht nur auf der Teppichunterlage, sondern durch die Kapillarwirkung der Garne auch an der Teppichoberfläche. Dadurch wird die Besiedlung des Teppichs mit grampositiven und gramnegativen Keimen einschließlich Pseudomonas aeruginosa wesentlich vermindert werden. Falls daher ein gewebter Nylon-Teppich durch Aufspritzen oder eine andere Methode mit einem Polystyrol-Untergrund versehen wird, der das keimwachstumshemmende Alkylphosphat-Derivat enthält, so tritt durch die Kapillarwirkung des Nylon-Garns eine Wanderung des Hemmstoffs von dem Polystyrolbutadien-Untergrund zu den oberen Teilen der Teppichoberfläche ein, so daß ein Teppich mit keimwachstumshemmenden Eigenschaften gegenüber einem breiten Spektrum verbreitet vorkommender Bakterien und Fungi erhalten wird. Wie erwähnt, können verschiedene Kunststoffe zur Herstellung des Teppichuntergrundes verwendet werden, darunter Polyvinylchloride, Polystyrolbutadiene, Polyolefine usw.

Zur Bestimmung der Hemmwirkung des besonders vorteilhaften Alkylphosphat-Derivats

in einer Teppichprobe gegenüber geeigneten Text-Mikroorganismen wurde eine anwendbare ASTM-Methode (G22-67T) benutzt, bei der folgende wesentliche Maßnahmen vorgenommen wurden:

1. Es wurde ein Prüfkörper von 50 mm×50 mm Größe gewählt, bei dem 100 Fäden aus Nylon-Teppichgarn mit einem Untergrund aus Polyvinylchlorid verschmolzen waren.
2. Die Test-Mikroorganismen wurden in bekannten Konzentrationen (Keimzahl/ml) auf ein Salz-Agar-Nährmedium für die betreffenden Mikroorganismen gesät. Jeder Teppich-Prüfkörper wurde in einer Petrischale zwischen zwei Schichten eines solche geimpften Agar-Mediums eingebettet. Insgesamt wurden 50 bis 55 ml Agar je Petrischale verwendet. jeder Prüfkörper war in einer eigenen Petrischale enthalten.
3. Die Proben wurden 12 Tage bei 35 bis 37°C bebrütet. Der Grad der Wachstumshemmung der Mikroorganismen wurde an Hand des Fehlens von Bakterienwachstum gemessen.
4. Die Prüfkörper wurden auf Veränderungen des Aussehens und der physikalischen Eigenschaften untersucht.

Ergebnisse

a) Hemmung des mikrobiellen Wachstums

b) Veränderungen der Teppichstücke

Es wurde keine mikrobielle Verschlechterung der Teppich-Prüfkörper beobachtet. Beim Waschen und Trocknen der Prüfkörper nach dem 12tägigen Bebrüten trat keine Verfärbung ein.

Claims

1. Teppich mit keimwachstumshemmenden Eigenschaften, bestehend aus Flor und einem Kunststoffuntergrund, dadurch gekennzeichnet, daß der Untergrund einen gleichmäßig verteilten Zusatzstoff enthält, bestehend aus einem Ammoniumsalz eines Alkylphosphats der Formel worin R eine Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, R₁ und R₂ eine Hydroxy-substituierte Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, R₃ und R₄ eine Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen sind, wobei das Salz des Alkylphosphats in einer Konzentration von 0,01 bis 10 Gew.-% des Untergrundmaterials anwesend ist.

2. Teppich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Untergrund aus einer Polyvinylchlorid-Emulsion oder einem Styrolbutadien-Kunstharz hergestellt ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Teppichs mit keimwachstumshemmenden Eigenschaften, bestehend aus Flor und einem Kunststoffuntergrund, gekennzeichnet durch folgende Maßnahme:

a) homogenes Einbringen einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% eines Ammoniumsalzes eines Alkylphosphats der Formel worin R eine Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, R₁ und R₂ eine Hydroxy-substituierte Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, R₃ und R₄ eine Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen sind, in das Material für den Untergrund des Teppichs,
b) Eindringenlassen eines Teils des Salzes des Alkylphosphats durch Kapillarwirkung aus dem Untergrundmaterial in den Teppichflor zur Unterbindung des Wachstums von Mikroorganismen,
c) Zurückhalten eines Teils des Alkylphosphat-Zusatzes in dem Teppichuntergrund zur Vermeidung des Wachstums von Mikroorganismen.