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Title:
COPOLYMERS OF ALLYLPHOSPHONIUM SALTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/062810
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to antimicrobial polymers which can be obtained by the copolymerisation of a monomer of the formula (I) with additional aliphatic unsaturated monomers. In said formula, R¿1? = -H, a branched or unbranched aliphatic hydrocarbon group comprising between 1 and 5 carbon atoms, R¿2? = -H, a branched or unbranched aliphatic hydrocarbon group comprising between 1 and 5 carbon atoms, R¿3? = -H, -CH¿3?, R¿4?, R¿5?, R¿6? = a substituted or unsubstituted, branched or unbranched aliphatic or aromatic hydrocarbon group comprising between 1 and 50 carbon atoms, whereby R¿4?, R¿5? and R¿6? can be identical or different X?-¿ = CH¿3?SO¿4??-¿, NO¿3??-¿, F?-¿, Cl?-¿, Br?-¿, I?-¿, CH¿3?CO¿2??-¿, NO¿2??-¿, NO?-¿, CN?-¿, SCN?-¿, CNO?-¿, ClO?-¿, ClO¿2??-¿, ClO¿3??-¿, ClO¿4??-¿. The invention also relates to a method for the production of said polymers. The polymers can be produced by the graft copolymerisation of a substrate, whereby a covalently bound coating on the surface of the substrate is obtained. The antimicrobial polymers can be used as a microbicidal coating on, among things, articles of hygiene or in the medical field, as well as in lacquers or protective coatings.

Inventors:
OTTERSBACH PETER (DE)
KOSSMANN BEATE (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/000444
Publication Date:
August 30, 2001
Filing Date:
January 17, 2001
Export Citation:
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Assignee:
CREAVIS TECH & INNOVATION GMBH (DE)
OTTERSBACH PETER (DE)
KOSSMANN BEATE (DE)
International Classes:
A01N57/34; C08F230/02; C08F265/10; C08F291/00; C08F291/18; C08J7/18; (IPC1-7): C08F230/02; A01N25/10; A01N57/34; C08F291/18; C08J7/18; C09D143/02
Foreign References:
EP0663409A11995-07-19
DE2126221A11972-01-05
DE2124051A11972-08-10
Other References:
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 123, no. 20, 13 November 1995, Columbus, Ohio, US; abstract no. 259899, TAKATSU, SHOZO ET AL: "Bactericidal stainproof coatings containing vinyl phosphonium compounds" XP002171798
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 129, no. 10, 7 September 1998, Columbus, Ohio, US; abstract no. 129022, FURUKAWA, AKIRA: "Ink-jet printing sheets for water-based ink" XP002171799
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 124, no. 8, 19 February 1996, Columbus, Ohio, US; abstract no. 88609, KHAKIMOV, A. M. ET AL: "Synthesis and study of thermostable copolymers" XP002171800
Attorney, Agent or Firm:
Creavis, Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh (Patente u. Marken Bau 1042/PB 15 Marl, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Antimikrobielle Copolymere, erhältlich durch Copolymerisation eines Monomeren der Formel mit Ri =H, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen R2=H, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen R3 =H,CH3 R4, R5, R6 = substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, wobei R4, R5 und R6 gleich oder verschieden sein können <BR> X'=CHsSO,N03',F,Cl',Br',1,CH3C02',NOy,NO,CN',SCN,CNO,CIO,<BR> C102, C103, C104 mit mindestens einem weiteren aliphatisch ungesättigten Monomeren.
2. Antimikrobielle Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den aliphatisch ungesättigten Monomeren um Methacrylsäureverbindungen handelt.
3. Antimikrobielle Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den aliphatisch ungesättigten Monomeren um Acrylsäureverbindungen handelt.
4. Antimikrobielle Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den aliphatisch ungesättigten Monomeren um Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäurebutylester, Methacrylsäuretert.butylester, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsaurebutylester, Acrylsäuretert. butylester, tert.Butylaminoethylester, 2Diethylaminoethylvinylether, N3Dimethyl aminopropylmethacrylamid, 2Methacryloyloxyethyltrimethylammoniummethosulfat Methacrylsäure2diethylaminoethylester oder 2Methacryloyloxyethyltrimethyl ammoniumchlorid handelt.
5. Antimikrobielle Polymere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymerisation auf einem Substrat durchgeführt wird.
6. Antimikrobielle Polymere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymerisation als Pfropfpolymerisation eines Substrats durchgeführt wird.
7. Antimikrobielle Polymere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat vor der Pfropfpolymerisation durch UVStrahlung, Plasmabehandlung, Coronabehandlung, Beflammung, Ozonisierung, elektrische Entladung oder yStrahlung aktiviert wird.
8. Antimikrobielle Polymere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat vor der Pfropfpolymerisation durch UVStrahlung mit einem Photoinitiator aktiviert wird.
9. Antimikrobielle Polymere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomer der Formel I Allyltriphenylphosphoniumbromid oder Allyltri phenylphosphoniumchlorid eingesetzt wird.
10. Verfahren zur Herstellung antimikrobieller Copolymere, dadurch gekennzeichnet, dass eine Copolymerisation eines Monomeren der Formel I mit Rl=H, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen R2=H, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen R3 =H,CH3 R4, R5, R6= substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, wobei R4, R5 und R6 gleich oder verschieden sein können X= CH3SO4, N03, F, Cl, Br, I, CH3CO2, NO2, NO, CN, SCN, CNO, CIO, C102, Cils', CIO4 mit mindestens einem weiteren aliphatisch ungesättigten Monomeren durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aliphatisch ungesättigten Monomere Methacrylsäureverbindungen sind.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aliphatisch ungesättigten Monomere Acrylsäureverbindungen sind.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als aliphatisch ungesättigte Monomere Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäurebutylester, Methacrylsäuretert.butylester, Acrylsäuremethylester, Acrylsaureethylester, Acrylsäurebutylester, Acrylsauretert. butylester, tert.Butylaminoethylester, 2Diethylaminoethylvinylether, N3 Dimethylaminopropylmethacrylamid, 2Methacryloyloxyethyltrimethylammoniummetho sulfat, Methacrylsäure2diethylaminoethylester oder 2Methacryloyloxyethyl trimethylammoniumchlorid eingesetzt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymerisation auf einem Substrat durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymerisation als Pfropfpolymerisation eines Substrats durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat vor der Pfropfpolymerisation durch UVStrahlung, Plasmabehandlung, Coronabehandlung, Beflammung, Ozonisierung, elektrische Entladung oder yStrahlung aktiviert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat vor der Pfropfpolymerisation durch UVStrahlung mit einem Photoinitiator aktiviert wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Allyltriphenylphosphoniumchlorid mit mindestens einem weiteren aliphatisch ungesättigten Monomeren verwendet wird.
19. Verwendung der antimikrobiellen Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von Erzeugnissen mit einer antimikrobiellen Beschichtung aus dem Polymer.
20. Verwendung der antimikrobiellen Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von medizintechnischen Artikeln mit einer antimikrobiellen Beschichtung aus dem Polymer.
21. Verwendung der antimikrobiellen Polymeren gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 9 zur Herstellung von Hygieneartikeln mit einer antimikrobiellen Beschichtung aus dem Polymer.
22. Verwendung der antimikrobiellen Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in Lacken, Schutzanstrichen und Beschichtungen.
Description:
COPOLYMERE VON ALLYLPHOSPHONIUMSALZEN Die Erfindung betriffl antimikrobielle Polymere, die durch Copolymerisation von Allylphosphoniumsalzen mit weiteren Monomeren erhalten werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung dieser antimikrobiellen Polymere.

Des weiteren betrifft die Erfindung antimikrobielle Polymere, die durch Pfropfcopolymerisation von Allylphosphoniumsalzen mit weiteren Monomeren auf einem Substrat erhalten werden, weiterhin ein Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung.

Besiedlungen und Ausbreitungen von Bakterien auf Oberflächen von Rohrleitungen, Behältern oder Verpackungen sind im hohen Maße unerwünscht. Es bilden sich häufig Schleimschichten, die Mikrobenpopulationen extrem ansteigen lassen, die Wasser-, Getränke-und Lebensmittelqualitäten nachhaltig beeinträchtigen und sogar zum Verderben der Ware sowie zur gesundheitlichen Schädigung der Verbraucher führen können.

Aus allen Lebensbereichen, in denen Hygiene von Bedeutung ist, sind Bakterien fernzuhalten.

Davon betroffen sind Textilien für den direkten Körperkontakt, insbesondere für den Intimbereich und für die Kranken-und Altenpflege. Außerdem sind Bakterien fernzuhalten von Möbel-und Geräteoberflächen in Pflegestationen, insbesondere im Bereich der Intensivpflege und der Kleinstkinder-Pflege, in Krankenhäusern, insbesondere in Räumen fur medizinische Eingriffe und in Isolierstationen fur kritische Infektionsfålle sowie in Toiletten.

Gegenwärtig werden Geräte, Oberflächen von Möbeln und Textilien gegen Bakterien im Bedarfsfall oder auch vorsorglich mit Chemikalien oder deren Lösungen sowie Mischungen behandelt, die als Desinfektionsmittel mehr oder weniger breit und massiv antimikrobiell wirken Solche chemischen Mittel wirken unspezifisch, sind häufig selbst toxisch oder reizend oder bilden gesundheitlich bedenkliche Abbauprodukte. Häufig zeigen sich auch Unverträglichkeiten bei entsprechend sensibilisierten Personen.

Eine weitere Vorgehensweise gegen oberflächige Bakterienausbreitungen stellt die Einarbeitung antimikrobiell wirkender Substanzen in eine Matrix dar. So offenbart z. B. die US-PS 4 532 269

ein Terpolymer aus Butylmethacrylat, Tributylzinnmethacrylat und tert.- Butylaminoethylmethacrylat. Dieses Polymer wird als antimikrobieller Schiffsanstrich verwendet, wobei das hydrophile tert.-Butylaminoethylmethacrylat die langsame Erosion des Polymers fördert und so das hochtoxische Tributylzinnmethacrylat als antimikrobiellen Wirkstoff freisetzt.

In diesen Anwendungen ist das mit Aminomethacrylaten hergestellte Copolymer nur Matrix oder Tragersubstanz für zugesetzte mikrobizide Wirkstoffe, die aus dem Trägerstoff diffundieren oder migrieren können. Polymere dieser Art verlieren mehr oder weniger schnell ihre Wirkung, wenn an der Oberfläche die notwendige"minimale inhibitorische Konzentration" (MIK) nicht mehr erreicht wird.

Aus den europäischen Patentanmeldungen 0 862 858 und 0 862 859 ist weiterhin bekannt, dass Homo-und Copolymere von tert.-Butylaminoethylmethacrylat, einem Methacrylsäureester mit sekundärer Aminofunktion, inhärent mikrobizide Eigenschaften besitzen. Um unerwünschten Anpassungsvorgängen der mikrobiellen Lebensformen, gerade auch in Anbetracht der aus der Antibiotikaforschung bekannten Resistenzentwicklungen von Keimen, wirksam ent- gegenzutreten, müssen auch zukünftig Systeme auf Basis neuartiger Zusammensetzungen und verbesserter Wirksamkeit entwickelt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, neuartige, antimikrobiell wirksame Polymere zu entwickeln. Diese sollen ggf. als Beschichtung die Ansiedelung und Verbreitung von Bakterien auf Oberflächen verhindern.

Es wurde nun überraschend gefunden, dass durch Copolymerisation von Allylphosphoniumsalzen, insbesondere Allyltriphenylphosphoniumsalzen mit aliphatisch ungesättigten Monomeren bzw. durch Pfropfcopolymerisation dieser Komponenten auf einem Substrat Polymere mit einer Oberfläche erhalten werden, die dauerhaft mikrobizid ist, durch Lösemittel und physikalische Beanspruchungen nicht angegriffen wird und keine Migration zeigt. Dabei ist es nicht nötig, weitere biozide Wirkstoffe einzusetzen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher antimikrobielle Polymere, die durch Copolymerisation eines Monomeren der Formel I mit Ri =-H, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit I bis 5 Kohlenstoffatomen R2 =-H, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen R3 =-H,-CH3 R.,, R5, R = substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, wobei R4, R5 und R6 gleich oder verschieden sein konnen X'=CHsSO,NOs,F',Cl',Br',1',CCOz',N02,NO,CN',SCN',CNO,C10, Cl02-, C103-, Cl04- mit mindestens einem weiteren aliphatisch ungesättigten Monomeren erhalten werden.

Die Verwendung von Allylphosphoniumsalzen ist in anderen technischen Gebieten wie der Herstellung von antimikrobiellen Polymeren von Interesse. So beschreibt die europäische Anmeldung 0 615 853 den Einsatz phosphoniumhaltiger Verbindungen als Zusatzstoffe in Formulierungen für Papierbeschichtungen.

Die deutsche Anmeldung 0 42 11 140 beschreibt darüber hinaus den Einsatz von Phosphoniumsalzen als Zuschlagsstoffe für die Herstellung von Glanzmitteln für wäßrig-saure galvanische Nickelbäder.

Eine Verwendung als Inhaltsstoff von Klebepolymerisaten ist in der europäischen Anmeldung 0 581 532 beschrieben, wobei das Phosphoniumsalz hier in Konzentration bis zu 1,5 Gew.-% zugesetzt wird.

Der Anteil von Monomeren gemäß Formel I im erfindungsgemäßen Copolymeren sollte, um eine ausreichende antimikrobielle Wirkung des Polymeren zu erhalten, zwischen 5 und 99 Mol- %, insbesondere zwischen 40 und 98 Mol-% liegen.

Als aliphatisch ungesättigte Monomere konnen alle Monomere verwendet werden, die eine Copolymerisation mit Allyltriphenylphosphoniumsalzen eingehen. Geeignet sind z. B. Acrylate oder Methacrylate, z. B. Acrylsäure, tert.-Butylmethacrylat oder Methylmethacrylat, Styrol, Vinylchlorid, Vinylether, Acrylamide, Acrylnitrile, Olefine (Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen), Allylverbindungen, Vinylketone, Vinylessigsäure, Vinylacetat oder Vinylester, insbesondere z. B. Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäure- butylester, Methacrylsaure-tert.-butylester, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acryl- säurebutylester, Acrylsäure-tert.-butylester, tert.-Butylaminoethylester, Methacrylsaure-3- dimethylaminopropylamid, 2-Diethylaminoethylvinylether, Methacrylsäure-2-diethylamino- ethylester, 2-Methacryloyloxyethyl-trimethylammoniummethosulfat, 2-Methacryloyloxyethyl- trimethylammoniumchlorid.

Bevorzugt handelt es sich bei den aliphatisch ungesättigten Monomeren um Acrylsaure-oder Methacrylsäureverbindungen.

Als Monomer gemäß Formel I werden bervorzugt das Allyltriphenylphosphoniumbromid sowie das Allyltriphenylphosphoniumchlorid eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen antimikrobiellen Copolymere können auch durch Copolymerisation von Monomeren der Formel I mit mindestens einem aliphatisch ungesattigten Monomeren erhalten werden. Zweckmäßig erfolgt die Polymersiation radikalisch durch einen Radikalstarter oder strahleninduziert. Typische Vorgehensweisen sind in den Beispielen beschrieben.

Die erfindungsgemäßen antimikrobiellen Copolymere können auch durch Copolymerisation von Monomeren der Formel I mit mindestens einem aliphatisch ungesättigten Monomeren auf einem Substrat erhalten werden. Es wird eine physisorbierte Beschichtung aus dem antimikrobiellen Copolymer auf dem Substrat erhalten.

Als Substratmaterialien eigenen sich vor allem alle polymeren Kunststoffe, wie z. B.

Polyurethane, Polyamide, Polyester und-ether, Polyetherblockamide, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polycarbonate, Polyorganosiloxane, Polyolefine, Polysulfone, Polyisopren, Poly-Chloropren, Polytetrafluorethylen (PTFE), entsprechende Copolymere und Blends sowie natürliche und synthetische Kautschuke, mit oder ohne strahlungssensitive Gruppen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch auf Oberflächen von lackierten oder anderweitig mit Kunststoffbeschichteten Metall-, Glas-oder Holzkörpern anwenden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Copolymere durch Pfropfpolymerisation eines Substrats mit Monomeren der Formel I und mindestens einem aliphatisch ungesättigten Monomeren erhalten werden. Die Pfropfung des Substrats ermöglicht eine kovalente Anbindung des antimikrobiellen Copolymers an das Substrat. Als Substrate können alle polymeren Materialien, wie die bereits genannten Kunststoffe, eingesetzt werden.

Die Oberflächen der Substrate können vor der Pfropfcopolymerisation nach einer Reihe von Methoden aktiviert werden. Hier können alle Standardmethoden zur Aktivierung von polymeren Oberflächen zum Einsatz kommen ; Beispielsweise handelt es sich bei der Aktivierung des Substrats vor der Pfropfpolymerisation durch UV-Strahlung, Plasmabehandlung, Coronabe- handlung, Beflammung, Ozonisierung, elektrische Entladung, y-Strahlung um etablierte Me- thoden. Zweckmäßig werden die Oberflächen zuvor in bekannter Weise mittels eines Löse- mittels von Ölen, Fetten oder anderen Verunreinigungen befreit.

Die Aktivierung der Substrate kann durch UV-Strahlung im Wellenlängenbereich 170-400 nm, bevorzugt 170-250 nm erfolgen. Eine geeignete Strahlenquelle ist z. B ein UV-Excimer-Gerät HERAEUS Noblelight, Hanau, Deutschland. Aber auch Quecksilberdampflampen eignen sich zur Substrataktivierung, sofern sie erhebliche Strahlungsanteile in den genannten Bereichen emittieren. Die Expositionszeit beträgt im allgemeinen 0.1 Sekunden bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 Sekunde bis 10 Minuten.

Die Aktivierung der Standardpolymeren mit UV-Strahlung kann weiterhin mit einem zusätzlichen Photosensibilisator erfolgen. Hierzu wird der Photosensibilisator, wie z. B.

Benzophenon, auf die Substratoberfläche aufgebracht und bestrahlt. Dies kann ebenfalls mit einer Quecksilberdampflampe mit Expositionszeiten von 0. 1 Sekunden bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 Sekunde bis 10 Minuten, erfolgen.

Die Aktivierung kann erfindungsgemäß auch durch Plasmabehandlung mittels eines RF-oder Mikrowellenplasma (Hexagon, Fa. Technics Plasma, 85551 Kirchheim, Deutschland) in Luft, Stickstoff-oder Argon-Atmosphäre erreicht werden. Die Expositionszeiten betragen im allgemeinen 2 Sekunden bis 30 Minuten, vorzugsweise 5 Sekunden bis 10 Minuten. Der Energieeintrag liegt bei Laborgeräten zwischen 100 und 500 W, vorzugsweise zwischen 200 und 300 W.

Weiterhin lassen sich auch Corona-Geräte (Fa. SOFTAL, Hamburg, Deutschland) zur Aktivierung verwenden. Die Expositionszeiten betragen in diesem Falle in der Regel 1 bis 10 Minuten, vorzugsweise 1 bis 60 Sekunden.

Die Aktivierung durch elektrische Entladung, Elektronen-oder y-Strahlen (z. B. aus einer Kobalt-60-Quelle) sowie die Ozonisierung ermöglicht kurze Expositionszeiten, die im allgemeinen 0.1 bis 60 Sekunden betragen.

Eine Beflammung von Substrat-Oberflächen führt ebenfalls zu deren Aktivierung. Geeignete Geräte, insbesondere solche mit einer Barriere-Flammfront, lassen sich auf einfache Weise bauen oder beispielsweise beziehen von der Fa. ARCOTEC, 71297 Mönsheim, Deutschland. Sie können mit Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoff als Brenngas betrieben werden. In jedem Fall muss eine schädliche Überhitzung des Substrats vermieden werden, was durch innigen Kontakt mit einer gekühlten Metallfläche auf der von der Beflammungsseite abgewandten Substratoberfläche leicht erreicht wird. Die Aktivierung durch Beflammung ist dementsprechend auf verhältnismäßig dunne, flächige Substrate beschränkt. Die Expositionszeiten belaufen sich im allgemeinen auf 0.1 Sekunde bis 1 Minute, vorzugsweise 0.5 bis 2 Sekunden, wobei es sich ausnahmslos um nicht leuchtende Flammen behandelt und die Abstande der Substratoberflächen zur äußeren Flammenfront 0.2 bis 5 cm, vorzugsweise 0.5 bis 2 cm betragen.

Die so aktivierten Substratoberflächen werden nach bekannten Methoden, wie Tauchen, Sprühen oder Streichen, mit Monomeren der Formel I (Komponente I) und einem oder

mehreren aliphatisch ungesättigten Monomeren (Komponente II), gegebenenfalls in Lösung, beschichtet. Als Lösemittel haben sich Ethanol und Wasser-Ethanol-Gemische bewährt, doch sind auch andere Lösemittel verwendbar, sofern sie ein ausreichendes Lösevermögen für die Monomeren aufweisen und die Substratoberflächen gut benetzen. Lösungen mit Monomerengehalten von 1 bis 10 Gew.-%, beispielsweise mit etwa 5 Gew.-% haben sich in der Praxis bewährt und ergeben im allgemeinen in einem Durchgang zusammenhängende, die Substratoberflache bedeckende Beschichtungen mit Schichtdicken, die mehr als 0.1 ßm betragen können.

Die Propfcopolymerisation der auf die aktivierten Oberflächen aufgebrachten Monomeren kann zweckmäßig durch Strahlen im kurzwelligen Segment des sichtbaren Bereiches oder im langwelligen Segment des UV-Bereiches der elektromagnetischen Strahlung initiiert werden Gut geeignet ist z. B. die Strahlung eines UV-Excimers der Wellenlängen 250 bis 500 nm, vorzugsweise von 290 bis 320 nm. Auch hier sind Quecksilberdampflampen geeignet, sofern sie erhebliche Strahlungsanteile in den genannten Bereichen emittieren. Die Expositionszeiten betragen im allgemeinen 10 Sekunden bis 30 Minuten, vorzugsweise 2 bis 15 Minuten.

Weiterhin läßt sich eine Pfropfcopolymerisation der erfindungsgemaßen Comonomerzusammensetzungen auch durch ein Verfahren erreichen, das in der europäischen Patentanmeldung 0 872 512 beschrieben ist, und auf einer Pfropfpolymerisation von eingequollenen Monomer-und Initiatormolekülen beruht. Das zur Quellung eingesetzte Monomer kann Komponente II sein.

Die erfindungsgemäßen, antimikrobiellen Copolymere aus Monomeren gemäß Formel I (Komponente I) und mindestens einem weiteren aliphatisch ungesättigten Monomeren (Komponente II), zeigen auch ohne Pfropfung auf eine Substratoberfläche ein mikrobizides oder antimikrobiellesVerhalten.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Copolyme- risation der Komponenten I und II auf einem Substrat durchgeführt wird.

Die Komponenten können in Lösung auf das Substrat aufgebracht werden. Als Lösungsmittel eignen sich beispielsweise Wasser, Ethanol, Methanol, Methylethylketon, Di-ethylether, Dioxan,

Hexan, Heptan, Benzol, Toluol, Chloroform, Dichlormethan, Tetrahydrofuran und Acetonitril.

Als Lösemittel für Komponente I kann auch Komponente II dienen.

Die erfindungsgemäße, antimikrobiellen Copolymere können auch direkt, d. h. nicht durch Polymerisation der Komponenten auf einem Substrat, sondern als antimikrobielle Beschichtung eingesetzt werden. Geeignete Beschichtungsmethoden sind die Auftragung der Copolymere in Lösung oder als Schmelze.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Polymeren können z. B. durch Tauchen, Aufsprühen oder Lackieren auf die Substrate aufgebracht werden.

Werden die erfindungsgemäßen Polymere ohne Pfropfung direkt auf der Substratoberfläche erzeugt, so können übliche Radikalinitiatoren zugesetzt werden.

Als Initiatoren lassen sich u. a. Azonitrile, Alkylperoxide, Hydroperoxide, Acylperoxide, Peroxoketone, Perester, Peroxocarbonate, Peroxodisulfat, Persulfat und alle üblichen Photoinitiatoren wie z. B. Acetophenone, a-Hydroxyketone, Dimethylketale und und Benzophenon verwenden.

Die Polymerisationsinitiierung kann weiterhin auch thermisch oder wie bereits ausgeführt, durch elektromagnetische Strahlung, wie z. B. UV-Licht oder y-Strahlung erfolgen.

Desweiteren lassen sich die erfindungsgemäßen antimikrobiellen Polymere auch als Komponenten für die Formulierung von Farben und Lacken einsetzen.

Verwendung der modifizierten Polymersubstrate Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind die Verwendung der erfindungsgemäßen antimikrobiellen Polymere zur Herstellung von antimikrobiell wirksamen Erzeugnissen und die so hergestellten Erzeugnisse als solche. Die Erzeugnisse können erfindungsgemäß modifizierte Polymersubstrate enthalten oder aus diesen bestehen. Solche Erzeugnisse basieren vorzugsweise

auf Polyamiden, Polyurethanen, Polyetherblockamiden, Polyesteramiden oder-imiden, PVC, Polyolefinen, Silikonen, Polysiloxanen, Polymethacrylat oder Polyterephthalaten, die mit erfindungsgemäßen Polymeren modifizierte Oberflächen aufweisen.

Antimikrobiell wirksame Erzeugnisse dieser Art sind beispielsweise und insbesondere Maschinenteile für die Lebensmittelverarbeitung, Bauteile von Klimaanlagen, Bedachungen, Badezimmer-und Toilettenartikel, Küchenartikel, Komponenten von Sanitareinrichtungen, Komponenten von Tierkäfigen-und-behausungen, Spielwaren, Komponenten in Wassersystemen, Lebensmittelverpackungen, Bedienelemente (Touch Panel) von Geräten und Kontaktlinsen.

Die erfindungsgemäßen Copolymere oder Pfropfcopolymere können überall verwendet werden, wo es auf möglichst bakterienfreie d. h. mikrobizide Oberflächen oder Oberflächen mit Antihafteigenschaften ankommt. Verwendungsbeispiele für die erfindungsgemäßen Copolymeren oder Pfropfpolymere sind insbesondere Lacke, Schutzanstriche oder Beschichtungen in den folgenden Bereichen : -Marine : Schiffsrümpfe, Hafenanlagen, Bojen, Bohrplattformen, Ballastwassertanks -Haus : Bedachungen, Keller, Wände, Fassaden, Gewächshäuser, Sonnenschutz, Gartenzäune, Holzschutz Sanitär : Öffentliche Toiletten, Badezimmer, Duschvorhänge, Toilettenartikel, Schwimmbad, Sauna, Fugen, Dichtmassen -Lebensmittel : Maschinen, Küche, Küchenartikel, Schwämme, Spielwaren, Lebensmittelverpackungen, Milchverarbeitung, Trinkwassersysteme, Kosmetik -Maschinenteile : Klimaanlagen, Ionentauscher, Brauchwasser, Solaranlagen, Wärmetauscher, Bioreaktoren, Membranen -Medizintechnik : Kontaktlinsen, Windeln, Membranen, Implantate -Gebrauchsgegenstände : Autositze, Kleidung (Strümpfe, Sportbekleidung), Krankenhauseinrichtungen, Türgriffe, Telefonhörer, Öffentliche Verkehrsmittel, Tierkäfige, Registrierkassen, Teppichboden, Tapeten Außerdem sind Gegenstände der vorliegenden Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäß mit erfindungsgemäßen Polymeren oder Verfahren an der Oberfläche modifizierten

Polymersubstrate zur Herstellung von Hygieneerzeugnissen oder medizintechnischen Artikeln.

Die obigen Ausführungen über bevorzugte Materialien gelten entsprechend. Solche Hygieneerzeugnisse sind beispielsweise Zahnbürsten, Toilettensitze, Kämme und Verpackungsmaterialien. Unter die Bezeichnung Hygieneartikel fallen auch andere Gegenstände, die u. U. mit vielen Menschen in Berührung kommen, wie Telefonhorer, Handläufe von Treppen, Tur-und Fenstergriffe sowie Haltegurte und-griffe in öffentlichen Verkehrsmitteln.

Medizintechnische Artikeln sind z. B. Katheter, Schläuche, Abdeckfolien oder auch chirurgische Bestecke.

Zur weiteren Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Beispiele gegeben, die die Erfindung weiter erläutern, nicht aber ihren Umfang begrenzen sollen, wie er in den Patentansprüchen dargelegt ist.

Beispiel 1 : 3,5 g Allyltriphenylphosphoniumbromid (Fa. Aldrich), 8,5 ml Methacrylsäuremethylester (Fa.

Aldrich), und 60 ml Ethanol werden in einem Dreihalskolben vorgelegt und unter Argonzustrom auf 65 °C erhitzt. Danach werden 0,15 g Azobisisobutyronitril gelöst in 4 ml Ethylmethylketon unter Rühren langsam zugetropft. Das Gemisch wird auf 70 °C erhitzt und 72 Stunden bei dieser Temperatur gerührt, wobei das Produkt im Verlauf der Reaktion ausfällt. Das polymere Produkt wird abfiltriert und der Filterrückstand mit 100 ml Ethanol gespült, um noch vorhandene Restmonomere zu entfernen. Im Anschluß wird das Produkt für 24 Stunden bei 50 °C im Vakuum getrocknet.

Beispiel la : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 1 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Staphylococcus aureus eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 15 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 102 abgefallen.

Beispiel lb :

0,05 g des Produktes aus Beispiel I werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 60 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt.

Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 103 abgefallen.

Beispiel 2 : 10 g Allyltriphenylphosphoniumbromid (Fa. Aldrich), 2 ml Methacrylsäuremethylester (Fa.

Aldrich), und 60 ml Ethanol werden in einem Dreihalskolben vorgelegt und unter Argonzustrom auf 65 °C erhitzt. Danach werden 0,15 g Azobisisobutyronitril gelöst in 4 ml Ethylmethylketon unter Rühren langsam zugetropft. Das Gemisch wird auf 70 °C erhitzt und 72 Stunden bei dieser Temperatur gerührt Nach Ablauf dieser Zeit wird die Reaktionsmischung in 0,5 1 Cyclohexan eingerührt, wobei das polymere Produkt ausfällt. Das polymere Produkt wird abfiltriert und der Filterrückstand mit 100 ml Ethanol gespült, um noch vorhandene Restmonomere zu entfernen. Im Anschluß wird das Produkt fur 24 Stunden bei 50 °C im Vakuum getrocknet.

Beispiel : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 2 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Staphylococcus aureus eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 15 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 102 abgefallen.

Beispiel 2b : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 2 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 60 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt.

Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 10'auf 102 abgefallen.

Beispiel 3 :

8,5 g Allyltriphenylphosphoniumchlorid (Fa. Aldrich), 3,5 ml Methacrylsåure-tert.-butylester (Fa. Aldrich), und 60 ml Ethanol werden in einem Dreihalskolben vorgelegt und unter Argonzustrom auf 65 °C erhitzt. Danach werden 0,15 g Azobisisobutyronitril gelöst in 4 ml Ethylmethylketon unter Rühren langsam zugetropft. Das Gemisch wird auf 70 °C erhitzt und 72 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach Ablauf dieser Zeit wird die Reaktionsmischung in 0,5 1 Cyclohexan eingerührt, wobei das polymere Produkt ausfällt. Das polymere Produkt wird abfiltriert und der Filterrückstand mit 100 ml Ethanol gespült, um noch vorhandene Restmonomere zu entfernen. Im Anschluß wird das Produkt für 24 Stunden bei 50 ° C im Vakuum getrocknet.

Beispiel 3a : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 3 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Staphylococcus aureus eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 15 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 102 abgefallen.

Beispiel 3b : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 3 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 60 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt.

Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 103 abgefallen.

Beispiel 4 : 10 g Allyltriphenylphosphoniumchlorid (Fa. Aldrich), 2 ml Methacrylsäuremethylester (Fa.

Aldrich), und 60 ml Ethanol werden in einem Dreihalskolben vorgelegt und unter Argonzustrom auf 65 °C erhitzt. Danach werden 0,15 g Azobisisobutyronitril gelöst in 4 ml Ethylmethylketon unter Rühren langsam zugetropft. Das Gemisch wird auf 70 °C erhitzt und 72 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach Ablauf dieser Zeit wird die Reaktionsmischung in 0,5 1 Cyclohexan eingerührt, wobei das polymere Produkt ausfallt. Das polymere Produkt wird abfiltriert und der Filterrückstand mit 100 ml Ethanol gespült, um noch vorhandene

Restmonomere zu entfernen. Im Anschluß wird das Produkt für 24 Stunden bei 50 ° C im Vakuum getrocknet.

Beispiel 4a : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 4 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Staphylococcus aureus eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 15 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 10'auf 103 abgefallen.

Beispiel : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 4 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 60 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt.

Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 103 abgefallen.

Beispiel 5 : 10 g Allyltriphenylphosphoniumbromid (Fa. Aldrich), 2 ml Methacrylsäure-tert.-butylester (Fa. Aldrich), und 60 ml Ethanol werden in einem Dreihalskolben vorgelegt und unter Argonzustrom auf 65'C erhitzt. Danach werden 0,15 g Azobisisobutyronitril gelöst in 4 ml Ethylmethylketon unter Rühren langsam zugetropft. Das Gemisch wird auf 70 °C erhitzt und 72 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach Ablauf dieser Zeit wird die Reaktionsmischung in 0,5 1 Cyclohexan eingerührt, wobei das polymere Produkt ausfällt. Das polymere Produkt wird abfiltriert und der Filterrückstand mit 100 ml Ethanol gespült, um noch vorhandene Restmonomere zu entfernen. Im Anschluß wird das Produkt fUr 24 Stunden bei 50 ° C im Vakuum getrocknet.

Beispiel Sa : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 5 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Staphylococcus aureus eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 15 Minuten wird

1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 103 abgefallen.

Beispiel 5b : 0,05 g des Produktes aus Beispiel 5 werden in 20 ml einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 60 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt.

Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 103 abgefallen.

Beispiel 6 : Eine Polyamid 12-Folie wird 2 Minuten bei einem Druck von 1 mbar der 172 nm-Strahlung einer Excimerstrahlungsquelle der Fa. Heraeus ausgesetzt. Die so aktivierte Folie wird unter Schutzgas in einen Bestrahlungsreaktor gelegt und fixiert. Daraufhin wird die Folie im Schutzgasgegenstrom mit 20 ml einer Mischung auf 15 g Allyltriphenylphosphoniumbromid (Fa.

Aldrich), 3 ml Methacrylsäuremethylester (Fa. Aldrich) und 80 ml Ethanol überschichtet. Die Bestrahlungskammer wird verschlossen und im Abstand von 10 cm unter eine Excimerbestrahlungseinheit der Fa. Heraeus gestellt, die eine Emission der Wellenlänge 308 nm aufweist. Die Bestrahlung wird gestartet, die Belichtungsdauer beträgt 15 Minuten. Die Folie wird anschließend entnommen und mit 30 ml Ethanol abgespult. Die Folie wird dann 12 Stunden bei 50 °C im Vakuum getrocknet. Anschließend wird die Folie in Wasser 5 mal 6 Stunden bei 30 °C extrahiert, dann bei 50 °C 12 Stunden getrocknet.

Im Anschluß wird die Rückseite der Folie in gleicher Weise behandelt, so dass man abschließend eine beidseitig mit gepfropftem Polymer beschichtete Polyamidfolie erhält.

Beispiel 6a : Eine beschichtetes Folienstück aus Beispiel 6 (5 mal 4 cm) wird in 30 ml einer Testkeimsuspension von Staphylococcus aureus eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 15 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 104 abgefallen.

Beispiel 6b : Eine beschichtetes Folienstück aus Beispiel 6 (5 mal 4 cm) wird in 30 ml einer Testkeimsuspension von Pseudomonas aeruginosa eingelegt und geschüttelt. Nach einer Kontaktzeit von 60 Minuten wird 1 ml der Testkeimsuspension entnommen, und die Keimzahl im Versuchsansatz bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeit ist die Keimzahl von 107 auf 10'' abgefallen.