生產吸水海綿的方法技術

本發明專利技術涉及一種能分散在吸水制品中或在吸水制品中形成的金屬絡合物。它有一種或多種過渡金屬離子，至少一種螯合到過渡金屬離子上的螯合聚合物和至少一種螯合到過渡金屬離子上的增效劑。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及抗菌劑、更具體地說，本專利技術涉及一種含有抗菌劑的海綿。海綿是有吸收劑特性的輕質纖維聯結構造的物質。它們可用各種不同的方法由包括聚合物(如聚氨酯和纖維素)在內的各種不同材料制得。由于纖維素海綿有優良的吸水特性，因此它是一種優選的海綿。這種海綿通過將硫酸鈉結晶分散在粘膠纖維素中的方法來制造。與粘膠纖維素混合以后，通過加熱粘膠纖維素，硫酸鈉結晶可從海綿中熔融出來，同時使粘膠纖維素再生或凝結成不溶狀態。再生以后粘膠纖維素海綿經清洗。雖然纖維素海綿比其他海綿有更加優良的吸水特性，但由于這一特性給它帶來幾個缺點。一個缺點是這種海綿可吸收含有害微生物(如細菌和真菌)的水汽。這些微生物在海綿中存在的潮濕環境中茁壯成長并迅速增殖，并且由于海綿強度和完整性的降低可使海綿降解。另外，這些微生物可能發出令海綿用戶感到不愉快的氣味。而且，這些微生物中有許多是病原體，因而產生健康和安全方面的問題。這些病原體微生物，如格蘭氏陰性菌、格蘭氏陽性菌、酵母和真菌都可在海綿中找到。這樣的問題在食品工業和醫藥工業中是特別相關的，在這些場合消毒和流行性傳染病的預防是特別重要的。例如，在食品工業中，豬霍亂沙門氏菌可從與海綿接觸的表面轉移到海綿中。然后豬霍亂沙門氏菌可在海綿中增殖，并轉移到另外的表面，因而使傳染的機會增加了。已進行了各種努力，試圖用抗菌劑(如生物殺蟲劑)處理海綿的方法，來控制和預防這些有害的微生物在纖維素海綿中的生長。例如，美國專利3018192(Hennemann等)公開了使用季銨化合物與堿金屬鹽或羧甲基纖維素反應產物作為生物殺蟲劑。美國專利3594221(Baldwin)公開了用殺菌劑(如季銨化合物)處理纖維材料的另一方法。在該法中，纖維材料首先用酸或堿金屬蒙脫土粘土浸漬。用粘土浸清后，該材料再用殺菌劑浸制。在歐洲專利358572(Collin)中公開了預防微生物在海綿和其他纖維素基產品中生長的另一努力。Collin公開了一種將生物殺蟲性賦與多孔纖維素產品的后再生處理方法。纖維素基產品用含有生物殺蟲劑水溶液(如季銨鹽化合物或低聚亞烷基-2-胍鹽)的溶液浸漬。該溶液還含有粘合劑，如丙烯酸乳膠、丁二烯—苯乙烯乳膠或乙烯基乳膠。浸漬后，纖維素基產品與第二種溶液接觸。第二種溶液使生物殺蟲劑沉積在纖維素基產品的多孔表面上，還使粘合劑凝集。美國專利3586520(Dillin)公開了不同的生物殺蟲海綿的處理方法。Dillon提出二硫代氨基甲酸金屬二烷基酯在著色海綿中可用作生物殺蟲。雖然許多用抗菌劑處理過的纖維素海綿都有生物殺蟲活性，但是許多這樣的纖維素海綿都有如下一個或多個缺點。某些處理會影響通常在海綿制造中的粘膠黃原酸化過程、再生過程和/或隨后的清洗過程。相反地，制造過程也可能影響處理，使處理無效果。某些抗菌處理對海綿的手感、顏色、柔軟性、組織和吸水性有不良影響。在其他一些海綿中，由于在海綿產品壽命期間它要經受無數次洗滌，使生物殺蟲活性是短期的。此外，其他海綿的毒性成為對環境和對人類的威協。因此，目前需要一種能在吸水制品中分散或形成的，并可維持長期抗菌活性的抗菌劑。也需要一種能消除對人類和環境的許多有害的毒性影響，同時又維持長期的抗菌活性的抗菌劑。另外，還需要一種海綿的抗菌處理方法，在該法中處理不會對制品的手感、顏色、氣味、柔軟性或組織有不良影響，也不影響通常在海綿制造中使用的黃原酸化過程、再生過程、粘膠過程或清洗過程。本專利技術涉及一種有抗菌活性的金屬絡合物，它能在吸水的多孔制品中分散或形成，該金屬絡合物含有一種或多種螯合聚合物、至少一種過渡金屬離子和至少一種抗菌增效劑。本專利技術一個適用的實施方案涉及一種吸水的多孔制品，如一種有持久抗菌活性以及對人類和環境有最小毒性影響的海綿。該抗菌絡合物對本專利技術的多孔制品沒有不良影響，而多孔制品對絡合物的抗菌活性也沒有不良影響。本專利技術還涉及一種制造本專利技術的吸水制品的方法。本專利技術的抗菌劑含有一種或多種螯合聚合物、至少一種過渡金屬離子和抗菌增效劑。該抗菌劑能在聚合物的或吸水的制品(如海綿)中分散或形成。過渡金屬離子是元素周期表第IB至VIIIB族的金屬離子。這些金屬元素通常其特征是，具有不完全的電子內層或能以多價態存在。過渡金屬可作為陽離子存在于水溶液中，或與通常稱為螯合劑或配體的其他物種形成離子/共價鍵。適用的金屬離子的例子是配位數為2-8的金屬離子。適用的過渡金屬離子包括鋅、鋯、銅和鋁。本專利技術的過渡金屬與稱為螯合聚合物的配體形成配位鍵。按推理，該螯合物將電子給予離子化的過渡金屬離子。適用的螯合聚合物包括任何一種含有能給予電子的緊相鄰的功能基團的聚合物。可用于本專利技術的螯合聚合物的例子包括(但不限于)聚葡萄糖胺、乙烯丙烯酸共聚物、聚羧酸或聚胺。優選的聚合物包括有羥基和/或胺基的聚合物。特別優選的螯合聚合物是葡萄糖胺脫乙酰殼多糖。脫乙酰殼多糖是聚糖殼多糖〔β-(1，4)-聚-N-乙酰基-D-葡葡糖胺〕的脫乙酰衍生物，它是一種豐富的蝦蟹品加工業的天然副產品。除了與螯合聚合物螯合外，過渡金屬離子還與增效劑螯合。對于這一應用來說，把該增效劑規定為一種能與過渡金屬離子螯合的抗菌劑。應該指出，增效劑的選擇與金屬離子的配位化學有關。如果金屬離子可完全被增效劑代替，那么螯合聚合物中絡合物的耐久性可能受損，因此，對于耐久性來說，這樣的增效劑的使用是不希望的。適用的增效劑包括(但不限于)二硫代氨基甲酸烷基酯類、噻唑類、咪唑類和吡啶硫酮類。適用的二硫代氨基甲酸烷基酯是氨基甲酸酯中的每一烷基都有至多約8個碳原子的二硫代氨基甲酸烷基酯。烷基可為直鏈烷基或支鏈烷基。代表性的二硫代氨基甲酸酯包括二硫代氨基甲酸二甲酯、二硫代氨基甲酸二乙酯、二硫代氨基甲酸二丙酯、二硫代氨基甲酸二丁酯、二硫代氨基甲酸甲基乙基酯、二硫代氨基甲酸甲基丙基酯、二硫代氨基甲酸甲基丁基酯、二硫代氨基甲酸二己酯、二硫代氨基甲酸二辛酯等。咪唑類是有如下結構的五元雜環化合物 適用的咪唑的例子是2-(4-噻唑基)苯并咪唑。噻唑類是1、3位分別含有N和S的五元環化合物。適用的噻唑的例子是2-巰基苯并噻唑。特別優選的增效劑是有如下結構的吡啶硫酮 吡啶硫酮類是作為鋅鹽或鈉鹽出售，可從Olin公司得到，商品名OMADINE。如果需要的話，可將天然的或合成的增強纖維加到本專利技術的制品中。適用的天然增強纖維包括棉、亞麻、苧麻、人造絲、麻、再生棉、棉絨和紙漿纖維。合成纖維中代表性的例子包括聚酯纖維、尼龍纖維和丙烯酸纖維。為了增強具體的目的，各種添加劑也可包括在混合物中。例如，可加入顏料、顏料固定劑和加工助劑。本專利技術的海綿可為由粘膠纖維素制造的纖維素海綿。粘膠纖維素可由任何一種常用的粘膠技術生產。簡單地說，粘膠纖維素通常用以下方法制備堿化和粉碎紙漿，隨后用二氧化硫黃原酸化，用水稀釋，最后將混合物混合。粘膠纖維素制得后，將通常稱為芒硝的硫酸鈉十水合物的結晶加到粘膠纖維素中。然后加入螯合聚合物，有時也可加入增強纖維和/或添加劑。在這時可單獨加入過渡金屬離或與增效劑一起加入到混合物中，雖然這不是必需的。各種成分混合后，該混合物用傳導加熱或射頻加熱的方法，以受控的方式加熱到大約100℃。這樣的加熱處理使纖維素凝集和再生，同時使硫酸鈉熔融出來。然后從生成的再生海綿排出和清洗本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生產吸水海綿的方法，它包括如下步驟：ａ．粘膠纖維素與硫酸鈉混合；ｂ．將至少一種過渡金屬離子和至少一種螯合聚合物加到所述的粘膠纖維素／硫酸鈉混合物中；ｃ．加熱處理所述的混合物，使所述的混合物再生；ｄ．將增效劑加到所述的再生 的混合物中，形成所述的海綿。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：KF若尼克，
申請(專利權)人：明尼蘇達州采礦和制造公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]