DE112008002943T5

DE112008002943T5 - Modifizierte mineral-basierte Füllstoffe

Info

Publication number: DE112008002943T5
Application number: DE112008002943T
Authority: DE
Inventors: Jie Lompoc Lu
Original assignee: World Minerals Inc
Current assignee: Imerys Filtration Minerals Inc
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-09-09
Also published as: US20100260866A1; WO2009058707A1; CN101952525A; US9943079B2

Abstract

Modifizierter mineral-basierter Füllstoff, hergestellt gemäß dem Verfahren:
Aussetzen von zumindest einem mineral-basierten Füllstoff zumindest einem Modifikationsverfahren mit zumindest einem aktiven Inhaltsstoff; und
Aussetzen des modifizierten mineral-basierten Füllstoffs zumindest einer thermischen Behandlung, wobei das zumindest eine Modifikationsverfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kationischer Modifikation, Oberflächenabsorption und Oberflächenretention.

Description

Diese internationale PCT-Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht der vorläufigen US Patentanmeldung Nr. 60/983,935, eingereicht am 30. Oktober 2007, und arbeitet diese in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin ein.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Anmeldung und die hierin beschriebenen Erfindungen diskutieren allgemein und betreffen modifizierte mineral-basierte Füllstoffe mit verbesserten antimikrobiellen Fähigkeiten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Verwendung von aktiven Inhaltsstoffen wie beispielsweise Metalle oder andere Biozide zum Verhindern einer mikrobiellen Kontamination ist eine notwendige Angelegenheit des täglichen Lebens, überall, angefangen von beispielsweise Oberflächenbereichen in Badezimmern, über chirurgische Instrumente bis hin zu Wandfarben. Das US Patent Nr. 6,905,698 B1 , das hierin seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingearbeitet ist, diskutiert im Allgemeinen gewisse Verfahren, mit welchen Biozide verwendet werden können. Die Einarbeitung von aktiven Inhaltsstoffen in mineral-basierte Füllstoffe kann idealerweise die antimikrobiellen Fähigkeiten der fertigen Produkte verbessern, während zusätzlich andere Füllstofffunktionen ohne Verschlechterung erfüllt werden. Die Effektivität der antimikrobiellen Fähigkeiten kann jedoch im Laufe der Zeit abnehmen, wenn die aktiven Inhaltsstoffe aus den mineral-basierten Füllstoffen auslaugen.
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen modifizierte mineral-basierte Füllstoffe, die in Harze eingearbeitet werden können, um eine Reihe von Produkten herzustellen, wie beispielsweise Farben, Kleidung, Polymere, chirurgische Ausrüstung und Beschichtungen. Das Einführen von aktiven Inhaltsstoffen wie beispielsweise Biozide in oder mit Trägermaterialien wurde allgemein offenbart für zumindest eine gewisse Auswahl von Anwendungen, wie beispielsweise im US Patent Nr. 5,648,086 , in der US Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0035097, und in der Verwendung von Celite als ein Biozidträger. Das Einführen von aktiven Bestandteilen wie beispielsweise Metalle in oder mit Trägermaterialien wurde auch allgemein offenbart für zumindest eine gewisse Auswahl von Anwendungen, wie beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4.407.865 und 4.505.889 , den US-Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 2006/0180552 A1 und 2006/0246149 A1, in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 02215704 A2 und 2001010902 A2 sowie in Kevin D. Breese, Killer Fillers: Fillers with Antimicrobial Effects, 3d Int'l Conference for High Performance Fillers (14.– 15. März 2007).
Herkömmlich jedoch laugen aktive Inhaltsstoffe in mineral-basierten Füllstoffen aus den Füllstoffen während der Lebensdauer des Produkts, in das sie eingearbeitet sind, aus, was die antimikrobiellen Fähigkeiten des Produkts beschränkt, sowohl in ihrer anfänglichen antimikrobiellen Fähigkeit als auch ihrer fortgesetzten antimikrobiellen Fähigkeit, da der aktive Inhaltsstoff von den mineral-basierten Füllstoffen ausdiffundieren kann. Gegenwärtige Praktiken versuchen die antimikrobiellen Fähigkeiten von verschiedenen Materialien zu verlängern, indem das Diffusionsvermögen der aktiven Inhaltsstoffe auf verschiedene Weisen verlangsamt wird. Das US Patent Nr. 5,180,585 und die US Patentanmeldung Nr. 2006/0246149 A1 diskutieren allgemein eine schützende Oberflächenbeschichtung; das US Patent Nr. 6,905,698 B1 diskutiert ebenfalls allgemein eine schützende Oberflächenbeschichtung oder Oberflächenreinigungszusammensetzungen; das US Patent Nr. 4,656,057 versucht das Problem durch die Verwendung von porösen oder perforierten Membranen zu lösen; die EP-A-0602810 , EP-A-0736249 , GB-A-2235462 und GB-A-1590573 und das US Patent Nr. 5,229,124 versuchen die Freisetzung von Biozid zum Inhibieren von Bakterien- und Pilzwachstum mittels Sol-Gel-Chemie zu steuern, um das Biozid zu fangen, dessen Freisetzung jedoch durch Diffusion vom Hydrogel-Netzwerk zu erlauben; das US Patent Nr. 4,579,779 bezieht die Einkapselung von organischen Flüssigkeiten wie beispielsweise Parfüms, Nahrungsmittelaromen, Pestiziden und Fungiziden durch Kombinieren von Flüssigkeit und Silica auf eine Art und Weise ein, dass Tröpfchen der organischen Flüssigkeit innerhalb einer Schale von Silica-Partikeln umfasst werden. Das US Patent Nr. 4,552,591 beschreibt eine Zusammensetzung, die Polymerdispersionen schützen soll, die in einer Ölfeld-Wasser-Behandlung verwendet werden. Zuletzt kann die Modifikation von mineral-basierten Füllstoffen allgemein offenbart worden sein, wie beispielsweise in den US Patenten Nr. 2,066,271 und 6,911,898 . Das Dotieren von Materialien für eine verbesserte antimikrobielle Aktivität für Kunststoffe verwendet keine mineral-basierten Füllstoffe, siehe z. B. Masuda et al., Antimicrobial Activity of Silver-Doped Silica Glass Microspheres Prepared by So/-Gel Method, J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 836(1), 114–20 (2007). Tatsächlich scheint keine dieser Quellen zumindest die Modifikation der mineral-basierten Füllstoffe, gefolgt von einer thermischen Behandlung wie beispielsweise Calcination, als ein Verfahren zum Verbessern der antimikrobiellen Fähigkeiten der mineral-basierten Füllstoffe vorzuschlagen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine schematische Darstellung der Migration von Silber von calciniertem 50 ppm Silber-dotiertem Füllstoff in drei verschiedenen Lösungen: deionisiertes Wasser, 0,05 M NaAc/HaC-Puffer, und 0,5 M Schwefelsäure.
2 ist eine schematische Darstellung der Migration von Silber von calciniertem 100 ppm Silber-dotiertem Füllstoff in drei verschiedenen Lösungen: deionisiertes Wasser, 0,05 M NaAc/HaC-Puffer, und 0,5 M Schwefelsäure.
3 ist eine schematische Darstellung der Migration von Silber von calciniertem 280 ppm Silber-dotiertem Füllstoff in drei verschiedenen Lösungen: deionisiertes Wasser, 0,05 M NaAc/HaC-Puffer, und 0,5 M Schwefelsäure.
4 ist eine schematische Darstellung der Migration von Silber von calciniertem 2,55% Silber-dotiertem Füllstoff in drei verschiedenen Lösungen: deionisiertes Wasser, 0,05 M NaAc/HaC-Puffer, und 0,5 M Schwefelsäure.
5 ist eine schematische Darstellung, die die Extraktion von 50 ppm Ag-dotierten Füllstoffen mit 0,5 M Schwefelsäure zeigt.
6 ist eine schematische Darstellung, die die Extraktion von 100 ppm Ag-dotierten Füllstoffen mit 0,5 M Schwefelsäure zeigt.
7 ist eine schematische Darstellung, die die Extraktion von 280 ppm Ag-dotierten Füllstoffen mit 0,5 M Schwefelsäure zeigt.
8 ist eine schematische Darstellung, die die Extraktion von 2,55% Ag-dotierten Füllstoffen mit 0,5 M Schwefelsäure zeigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Allgemein offenbart hierin sind modifizierte mineral-basierte Füllstoffe mit verbesserten antimikrobiellen Fähigkeiten. Ebenfalls allgemein offenbart hierin sind Verfahren zum Herstellen von Produkten mit verbesserten antimikrobiellen Fähigkeiten, wie beispielsweise biozide Polymere, Kleidung, chirurgische Ausrüstung, Beschichtungen und Farben. Das Verfahren umfasst im Allgemeinen das Verringern der Migrationsrate von zumindest einem aktiven Inhaltsstoff (z. B. Metall und/oder anderes Biozid) vom Produkt durch zumindest ein Modifikationsverfahren, das das Aussetzen von zumindest einem mineral-basierten Füllstoff zumindest einem aktiven Inhaltsstoff, gefolgt von zumindest einer thermischen Behandlung, umfassen kann. Verfahren zur Verwendung der modifizierten mineral-basierten Füllstoffe mit verbesserten antimikrobiellen Fähigkeiten sind ebenfalls offenbart.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zumindest ein mineral-basierter Füllstoff wird zumindest einem Modifikationsverfahren unterzogen, umfassend das Aussetzen des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs zumindest einem aktiven Inhaltsstoff, der auf der Oberfläche des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs absorbiert oder festgehalten werden kann, und/oder die Oberfläche kationisch modifizieren kann, gefolgt von zumindest einer thermischen Behandlung. In einer Ausführungsform gewährleistet die zumindest eine Modifikation und/oder die zumindest eine thermische Behandlung eine verringerte Migration des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs von dem zumindest einem mineral-basierten Füllstoff, wodurch die antimikrobielle Fähigkeit des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs verbessert wird.
Mineral-basierter Füllstoff
Die hierin offenbarten modifizierten mineral-basierten Füllstoffe umfassen zumindest einen mineral-basierten Füllstoff. Kombinationen von funktionellen mineral-basierten Füllstoffen können verwendet werden. Der Fachmann wird leicht geeignete mineral-basierte Füllstoffe für die Verwendung in den hierin beschriebenen Erfindungen verstehen. In einer Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff jedes beliebige mineral-basierte Substrat, dessen Oberfläche in der Lage ist, zumindest einen aktiven Inhaltsstoff festzuhalten und/oder durch zumindest ein Modifikationsverfahren und/oder zumindest eine thermische Behandlung modifiziert zu werden. In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff jedes beliebige mineral-basierte Substrat, das nach einer Oberflächenadsorption/Retention und/oder kationischen Modifikation ein verringertes Auslaugen von zumindest einem aktiven Inhaltsstoff erfahren kann. In einer weiteren Ausführungsform ist der mineral-basierte Füllstoff ein natürlicher mineral-basierter Füllstoff. In noch einer weiteren Ausführungsform ist der mineral-basierte Füllstoff ein synthetischer mineral-basierter Füllstoff.
In einer Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Calciumsilikat. In einer Ausführungsform ist das Calciumsilikat abgeleitet von Kieselerde. In einer weiteren Ausführungsform ist das Calciumsilikat abgeleitet von Kalkstein. In einer weiteren Ausführungsform ist der mineral-basierte Füllstoff Kieselerde. Kieselerde ist im Allgemeinen eine sedimentäre biogene Silicaablagerung, umfassend die versteinerten Skelette von Diatomeen, einzelligen algenähnlichen Pflanzen, die sich in Salz- oder Süßwasserumgebungen ansammeln. Wabensilicastrukturen verleihen der Kieselerde im Allgemeinen nützliche Charakteristiken wie beispielsweise Absorptionsvermögen und Oberflächenbereich, chemische Stabilität und niedrige Schüttdichte. In einer Ausführungsform umfasst die Kieselerde etwa 90% SiO₂, gemischt mit anderen Substanzen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kieselerde etwa 90% SiO₂ plus verschiedene Metalloxide, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Al-, Fe-, Ca- und Mg-Oxide. In einer Ausführungsform ist die Kieselerde natürlich, z. B. unverarbeitet. Die Verunreinigungen in der natürlichen Kieselerde, wie beispielsweise Tone und organische Stoffe können eine höhere Kationenaustauschfähigkeit bereitstellen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Kieselerde calciniert. In einer weiteren Ausführungsform ist die Kieselerde Flux-calciniert. In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Kieselerde ein kommerziell verfügbares superfeines Kieselerdeprodukt, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Superfloss^®, verfügbar von Celite Corporation. In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Kieselerde CelTiX^TM, verfügbar von World Minerals Inc.
In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Perlit. Perlit identifiziert im Allgemeinen jedes beliebige natürlich auftretende silikatische Vulkangestein, das durch Wärmebehandlung expandiert werden kann. In einer Ausführungsform umfasst Perlit zwischen etwa 70% und etwa 74% Silica, etwa 14% Aluminiumoxid bzw. Tonerde, zwischen etwa 2% und 6% Wasser und Spuren von Verunreinigungen. In einer Ausführungsform ist der Perlit Erz. In einer anderen Ausführungsform ist der Perlit expandiert. In einer weiteren Ausführungsform ist der Perlit ein feiner Perlit. In noch einer anderen Ausführungsform ist der Perlit Harborlite^® 635, ein sehr feingradiger Perlit, verfügbar von Harborlite Corp., einem Tochterunternehmen von World Minerals Inc.
In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff zumindest ein Ton. In einer Ausführungsform ist der zumindest eine Ton Smektit, der auch als Betonit-Ton bezeichnet werden kann. Betonit-Ton umfasst im Allgemeinen absorbierende Aluminiumphyllosilikate, verunreinigte Tone, und kann größtenteils aus Montmorillonit, (Na,Ca)_0.33(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂·(H₂O)_n, bestehen, der auch als Fullererde bezeichnet werden kann. In einer anderen Ausführungsform ist der zumindest eine Ton Illit-Ton. Exemplarische Illit-Tone umfassen, sind jedoch beschränkt auf, Gumbelit, Hydromica bzw. -glimmer, Hydromuscovit, Muskovit und Serizit. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff von Kieselerde abgeleitetes Calciumsilikat und zumindest einen Ton.
In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Kaolin-Ton, der auch als Porzellanerde oder wässriges Kaolin bezeichnet werden kann. In einer Ausführungsform umfasst Kaolinton vorwiegend mineralisches Kaolinit (Al₂Si₂O₅(OH)₄), wasserfreies Aluminiumsilikat und Mengen von verschiedenen Verunreinigungen. Der Kaolinton kann jeder beliebigen von verschiedenen gewöhnlichen Formen verwendet werden. Exemplarische Formen von Kaolintonen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Airfloat-Kaolinton, Wasser-gewaschenen Kaolinton, delaminierten Kaolinton und calcinierten Kaolinton.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff ein Metalloxid. In noch einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine multifunktionelle Füllstoff ein synthetisches Calciumsilikathydrat (CaSiO₃). Ein exemplarisches synthetisches CaSiO₃) ist Micro-Cel^® E, verfügbar von Advanced Minerals Corp. einem Tochterunternehmen von World Minerals Inc. In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Vermiculit. In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff ein Phyllosilikat.
In einer Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Talk. Talk kann in jeder beliebigen von verschiedenen gewöhnlichen Formen verwendet werden. In einer Ausführungsform umfasst der Talk mehr als etwa 90% Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (Magnesiumsilikathydroxid) und begleitende Mineralien in verschiedenen Mengen, umfassend, jedoch nicht beschränkt auf, Chlorit, Serpentin, Quarz, Tremolit, Anthophyllit und Karbonate wie Magnesit, Dolomit und Calcit. In einer anderen Ausführungsform ist der Talk plättchenförmiger Talk. In einer weiteren Ausführungsform ist der Talk industrieller Talk. In noch einer anderen Ausführungsform ist der Talk Tremolit-Talk. In noch einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine multifunktionale Füllstoff ein synthetisches Magnesiumsilikathydrat (MgSiO₃). Ein exemplarisches synthetisches MgSiO₃ ist Celkate^® T21, verfügbar von Advanced Minerals Corp., einem Tochterunternehmen von World Minerals Inc.
In einer Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Glimmer. Glimmer kann in jeder beliebigen von verschiedenen gewöhnlichen Formen verwendet werden. In einer Ausführungsform ist der Glimmer von der allgemeinen Formel (I): X₂Y_4-6Z₈O₂₀(OH,F)₄ (I)wobei X K, Na, Ca, Ba, Rb oder Cs sein kann, aber nicht hierauf beschränkt ist; Y Al, Mg, Fe, Mn, Cr, Ti, und Li sein kann, aber nicht hierauf beschränkt ist; und Z Si, Al, Fe und Ti sein kann, aber nicht hierauf beschränkt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, jedoch nicht beschränkt auf, Aktivkohle, Wollastonit mit hohem Aspektverhältnis, Wollastonit mit niedrigem Aspektverhältnis, amorphen Kieselsäuren, amorphen Tonerden, Aluminiumoxid-Trihydrat, Baryt (Bariumsulfat), Bentonit, gemahlenem Calciumcarbonat, gefälltem Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Gips, Ruß, Ton, Chlorit, Dolomit, Feldspat, Graphit, Huntit, Hydromagnesit, Hydrotacit, Magnesia, Magnesit (Magnesiumcarbonat), Magnesiumhydroxid, Magnetit (Fe₃O₄), Nephelinsyenit, Olivin, Pseudoboehmiten (Formen von mikrokristallinem Aluminiumhydroxid), Pyrophyllit, Titandioxid (Titania), Titandioxid (z. B., Rutil), Türkisch-Pulver, Steinmehl, Bims, Korallensand, natürlichen und synthetischen Zeolithen, und Zinkoxid, von denen alle in jeder beliebigen von verschiedenen gewöhnlichen Formen verwendet werden können.
In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Silica bzw. Kieselsäure. Silica kann in jeder beliebigen von verschiedenen gewöhnlichen Formen verwendet werden. Beispiele von Silicaformen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, gemahlene Silica, Novoculit-Silica, gefällte Silica, pyrogene Silica, und pyrogene amorphe Silica. In einer Ausführungsform ist die Silica synthetische Silica. Beispiele von synthetischer Silica umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Silicagele, synthetisches Quarzglas und dotiertes synthetisches Quarzglas. In einer anderen Ausführungsform ist die Silica ein Alumosilikat mit der grundlegenden strukturellen Zusammensetzung AlSiO₄. Exemplarische Alumosilikate umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Calciumalumosilikat, Natriumalumosilikat, Kaliumalumosilikat, Zeolith und Cyanit. In einer weiteren Ausführungsform ist der mineral-basierte Füllstoff nicht Glas. In einer weiteren Ausführungsform ist der mineral-basierte Füllstoff nicht Glas. In einer noch weiteren Ausführungsform ist der mineral-basierte Füllstoff nicht Silikatglas. In noch einer weiteren Ausführungsform ist der mineral-basierte Füllstoff nicht Silicaglas-Mikrokugeln.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff ein Mineralpulver. Exemplarische Mineralpulver umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Flugasche, Niederkalzium-Flugasche, Klasse F Flugasche, Klasse C Flugasche, Rindenasche, Bettasche, Petrolkoksasche, Silikastaub, kondensierten Silicastaub, Reishülsenasche, Schlacke, luftgekühlte Schlacke, Normalgewicht-Schlacke, leichte Schlacke, expandierte Schlacke, pelletierte Schlacke, gemahlene granulierte Hochofenschlacke, sandige vulkanische Asche, vulkanische Tuffe und natürliche Puzzolane.
In einer Ausführungsform ist der mittlere Durchmesser der Partikel des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs weniger als weniger als etwa 20 Mikrometer. In einer anderen Ausführungsform ist der mittlere Durchmesser der Partikel des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs weniger als etwa 10 Mikrometer. In noch einer anderen Ausführungsform ist der mittlere Durchmesser der Partikel des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs weniger als etwa 5 Mikrometer. In noch einer anderen Ausführungsform ist der mittlere Durchmesser der Partikel des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs zwischen etwa 1 und etwa 10 Mikrometer. In einer weiteren Ausführungsform ist der mittlere Durchmesser der Partikel des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs zwischen etwa 1 und etwa 20 Mikrometer. In noch einer anderen Ausführungsform ist der mittlere Durchmesser der Partikel des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs zwischen etwa 1 und etwa 5 Mikrometer.
Aktiver Inhaltsstoff
Der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff wird zumindest einem Modifikationsverfahren mit zumindest einem aktiven Inhaltsstoff ausgesetzt. Der zumindest eine aktive Inhaltsstoff kann beliebige von verschiedenen Formen annehmen und beliebige von verschiedenen Funktionen erfüllen. In einer Ausführungsform ist der zumindest eine aktive Inhaltsstoff jede beliebige Substanz, die Ionen mit dem zumindest einen mineral-basierten Füllstoff austauschen kann. In einer anderen Ausführungsform ist der zumindest eine aktive Inhaltsstoff jede beliebige Substanz, die an den zumindest einen mineral-basierten Füllstoff binden, von diesem absorbiert werden, von diesem zurückgehalten oder mit diesem anderweitig interagieren wird.
In einer Ausführungsform ist der zumindest eine aktive Inhaltsstoff ausgewählt von der Gruppe bestehend aus einem Metall, Metalloxid oder Salz davon. Beispiele von dem zumindest einen aktiven Inhaltsstoff umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Silberoxide, Silber-Silikate (z. B. Silber-Metasilikat (Ag₂SiO₃) und Silber Orthosilikat (Ag₄SiO₄)), Silbersalze (z. B. Silberhalogenid, Silbernitrat, Silbersulfat, Silbercarboxylate (z. B. Silberacetat, Silberbenzoat, Silbercarbonat, Silbercitrat, Silberlaktat und Silbersalicylat)), Wasserstoffperoxid/Silber (wie Accepta 8102, verfügbar von Accepta^TM Advanced Chemical Technologies), Kupferoxide, Kupfer-Salze (z. B. Kupfersulfid, Kupfernitrat, Kupfercarbonat, KupfersSulfat, Kupferhalogenide und Kupfercarboxylate), Zinkoxide und Zink-Salze (z. B. Zinksulfid, Zinksilikat, Zinkacetat, Zinkchlorid, Zinknitrat, Zinksulfat, Zinkgulconat, Zinklactat, Zinkoxalat, Zinkiodat und Zinkiodid).
In einer anderen Ausführungsform ist der zumindest eine aktive Inhaltsstoff ein biozides Metallion. Beispielhafte biozide Metallionen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Silber-, Kupfer-, Magnesium-, Aluminium-, Niob-, Silizium-, Tantal-, Zirkon-, Kobalt-, Hafnium-, Lanthan-, Wolfram-, Kalzium-, Titan-, Vanadium-, Cer-, Strontium-, Zinn- und Zink-Ionen. In einer Ausführungsform ist der zumindest eine aktive Inhaltsstoff eine Substanz, die ein biozides Metallion produziert, wenn es in den hierin beschriebenen Verfahren oder Endprodukten verwendet wird. In einer anderen Ausführungsform ist der zumindest eine aktive Inhaltsstoff eine Substanz, die ein biozides Metallion umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform ist der zumindest eine aktive Inhaltsstoff ein Biozid. Beispielhafte Klassen von Bioziden umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Germizide, Bakterizide, Fungizide, Algaeizide bzw. Algenbekämpfungsmittel, Rodentizide, Avizide bzw. Vogelbekämpfungsmittel, Molluskizide, Piscizide bzw. Fischbekämpfungsmittel, Insektizide, Akarizide und Produkte zum Kontrollieren anderer Arthropoden, Desinfektionsmittel, Körperhygiene-Biozid-Produkte, Desinfektionsmittel für den privaten Bereich und die öffentliche Gesundheit, Veterinärhygiene-Biozid-Produkten, Desinfektionsmittel im Lebensmittel- und Futtermittelbereich, Trinkwasserdesinfektionsmittel, Schädlingsabwehrmittel, Schädlingslockstoffe, Antifäulnisprodukte, einbalsamierende Flüssigkeiten, Tierpräparatorflüssigkeiten und Wirbeltier-kontrollierende Biozide. Exemplarische Biozide umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Silberacetat, Silbercarbonat, Silberchlorid, Silber-Kupfer-Zeolith, Silberfluorid, Silveriodid, kolloidales Silbernitrat, Silverorthophosphat (Ag₃PO₄), Silberoxid (Ag₄O₄), Silber-Salz der teilweise polymerisiert Mannuronsäure, Silver-Natriumhydrogen-Zirkoniumphosphat (Ag_0.18Na_0.57H_0.25Zr₂(PO₄)₃), Silverthiocyanat, Silverthiuroniumacrylat-Copolymer, Silber-Zeolith, Silber-Zink-Zeolith, Silber, Silberborosilikat, Silber-Magnesium-Aluminium-Phosphat-Zink-8-chinolinolate, Zinkbacitracin, Zinkchlorid, Zinkdehydroabietylammonium-2-ethylhexanoat, Zinkdodecylbenzolsulfonat, Zinksilikat, Zinksulfatheptahydrat, Zinksulfat, Zinknitrat und wasserfrei Zinktrichlorophenatziram.
In einer anderen Ausführungsform wird als der zumindest eine aktive Inhaltsstoff ein anorganisches Biozid gewählt. Exemplarische anorganische Biozide umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Kupferoxid und Anorgano-Silber.
Kombinationen von Modifikationsverfahren und aktiven Inhaltsstoffen werden vorgeschlagen. In einer Ausführungsform wird der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff zumindest einem Modifikationsverfahren mit zumindest zwei aktiven Inhaltsstoffen ausgesetzt. In einer solchen Ausführungsform kann der erste aktive Inhaltsstoff ein Biozid sein und der zweite aktive Inhaltsstoff kann von der Gruppe bestehend aus einem Metall, Metalloxid und Salz davon gewählt werden. In einer anderen solchen Ausführungsform kann der erste aktive Inhaltsstoff ein Biozid sein und der zweite aktive Inhaltsstoff kann ein biozides Metallion sein. In einer anderen Ausführungsform kann der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff zumindest zwei Modifikationsverfahren ausgesetzt werden. In solch einer Ausführungsform umfasst das erste Modifikationsverfahren das Aussetzen des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs zumindest einem aktiven Inhaltsstoff, und das zweite Modifikationsverfahren umfasst den modifizierten mineral-basierten Füllstoff von dem ersten Modifikationsverfahren gegenüber entweder demselben oder einem anderen zumindest einen aktiven Inhaltsstoff. In einer weiteren Ausführungsform wird der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff einem Modifikationsverfahren ausgesetzt, das zumindest einen aktiven Inhaltsstoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, Metalloxid, Salz davon, und biozidem Metallion, gefolgt von einem zweiten Modifikationsverfahren, umfassend zumindest einen aktiven Inhaltsstoff, ausgewählt aus einem Biozid.
Modifikationsverfahren. Das Modifikationsverfahren eines Füllstoffs kann durch Kationenaustausch des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs mit dem mineral-basierten Füllstoff und/oder durch Oberflächenadsorption/Retention des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs ausgeführt werden. Der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff wird zumindest einem Modifikationsverfahren, umfassend zumindest einen aktiven Inhaltsstoff, ausgesetzt. In einer Ausführungsform ist das Modifikationsverfahren ein beliebiges Verfahren, das die Ionenzusammensetzung des mineral-basierten Füllstoffs, wie beispielsweise die Kationenmodifikation, verändert oder modifiziert. In einer anderen Ausführungsform ist das Modifikationsverfahren jedes beliebige Verfahren, das zumindest einen aktiven Inhaltsstoff an den zumindest einen mineral-basierten Füllstoff fixiert oder anderweitig bindet. In einer weiteren Ausführungsform ist das Modifikationsverfahren eine Oberflächenabsorption. In noch einer anderen Ausführungsform ist das Modifikationsverfahren eine Oberflächenretention.
In einer Ausführungsform ist das Modifikationsverfahren eine kationische Modifikation. In einer Ausführungsform ist das kationische Modifikationsverfahren ein Ionenaustausch. In einer anderen Ausführungsform ist das kationische Modifikationsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein organisches Polymer oder eine Mischung von organischen Polymeren, enthaltend den zumindest einen mineral-basierten Füllstoff, geformt und dann mit zumindest einer wässrigen Lösung von zumindest einem wasserlöslichen Salz und zumindest einem aktiven Inhaltsstoff behandelt wird, um zumindest einen Teil der Ionen von zumindest einem mineral-basierten Füllstoff mit zumindest einem Teil der Ionen von dem zumindest einem aktiven Inhaltsstoff auszutauschen. In einer anderen Ausführungsform ist das zumindest eine kationische Modifikationsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff die Ionen von dem zumindest einen aktiven Inhaltsstoff bei Ionenaustauschstellen von dem zumindest einen mineral-basierten Füllstoff in einer Menge festhält, die geringer ist als die Ionenaustauschsättigungskapazität des mineral-basierten Füllstoffs. In einer weiteren Ausführungsform tritt zumindest ein Teil des Ionenaustauschverfahrens von dem zumindest einem kationischen Modifikationsverfahren auf, wobei Ionen von dem zumindest einen aktiven Inhaltsstoff in beispielsweise Oxide, Hydroxide oder basische Salze umgewandelt werden, und dann die Ionen des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs in die Mikroporen und/oder auf die Oberfläche des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs sich absetzen.
In einer Ausführungsform halt der mineral-basierte Füllstoff dieser Erfindung biozide Metallionen in einer Menge von etwa 0,001% bis 10% Gewichtsprozent des mineral-basierten Füllstoffs zurück. In einer anderen Ausführungsform hält der mineral-basierte Füllstoff biozide Metallionen in Ionen ausgetauschter Form bei einer Menge von bis zu etwa 100% der theoretischen Ionenaustauschfähigkeit des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs zurück. In einer anderen Ausführungsform hat der ionenausgetauschte mineral-basierte Füllstoff einen relativ niedrigen Grad an Ionenaustausch, hergestellt durch Durchführen des Ionenaustauschs mittels einer Metallionenlösung mit einer Konzentration von geringer als 0,5 M. In einer anderen solchen Ausführungsform ist die Konzentration der Lösung geringer als etwa 0,01 M.
In einer anderen Ausführungsform fügt das zumindest eine kationische Modifikationsverfahren den zumindest einen aktiven Inhaltsstoff und den zumindest einen mineral-basierten Füllstoff einem organischen Polymer oder einer Mischung von Polymeren hinzu. In einer weiteren Ausführungsform tauscht das zumindest eine kationische Modifikationsverfahren Ionen zwischen Silber und Kieselerde (als ein zumindest ein mineral-basierter Füllstoff) aus, wobei eine wässrige Lösung eines wasserlöslichen Silbersalzes (wie beispielsweise Silbernitrat) für eine Oberflächenabsorption und/oder Retention verwendet wird, oder um den zumindest einen mineral-basierten Füllstoff durch Ionenaustausch mit Silberionen kationisch zu modifizieren.
Die Menge des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs, der mit dem zumindest einen mineral-basierten Füllstoff als ein Ergebnis von zumindest einem kationischen Modifikationsverfahren eingearbeitet wird, wird gemäß dem gewählten aktiven Inhaltsstoff, Füllstoff und Modifikationsverfahren variieren. In einer Ausführungsform ist die Menge des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs, der mit dem zumindest einen mineral-basierten Füllstoff eingearbeitet ist, weniger als etwa 35 Gew.-% des Endprodukts. In einer anderen Ausführungsform ist die Menge etwa 0,001 bis etwa 15 Gew.-%. In einer weiteren Ausführungsform ist die Menge etwa 0,001 bis etwa 5 Gew.-%. In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Menge etwa 50 ppm. In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Menge etwa 100 ppm. In noch einer anderen Ausführungsform ist die Menge etwa 280 ppm. In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Menge etwa 2,55 Gew.-%.
Ein Kationenaustausch von zumindest einem ionischen metallischen aktiven Inhaltsstoff mit dem zumindest einem mineral-basierten Füllstoff kann durchgeführt werden durch Auflösen der Metallionenverbindung in wässriger Lösung, gefolgt von Mischen mit Pulvern des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs. In einer Ausführungsform wird die durch den Füllstoff und die Biozidlösung gebildete Aufschlemmung nach etwa 5 Minuten bis etwa 4 Stunden des Quellens oder Mischens, abhängig von der Gleichgewichtszeit, filtriert. Der gesammelte Füllstoff kann dann thermisch behandelt werden, um die ausgetauschten Biozidionen in den Strukturen oder den Füllstoffphasen zu fixieren. Das Filtrat kann aufbewahrt werden für eine Verwendung in einer späteren Ionenaustauschbehandlung. In einer anderen Ausführungsform wird die metallische Biozidlösung, die den zumindest einen aktiven Inhaltsstoff enthält, mit dem zumindest einen mineral-basierten Füllstoff gemischt, die Aufschlemmung wird dann getrocknet und homogenisiert, vor einer weiteren thermischen Behandlung durch Calcination. In noch einer anderen Ausführungsform bewirkt oder gewährleistet die kationische Modifikation eine Oberflächenabsorption. In einer anderen Ausführungsform bewirkt oder gewährleistet die kationische Modifikation eine Oberflächenretention. In einer weiteren Ausführungsform bewirkt oder gewährleistet die kationische Modifikation eine Oberflächenabsorption und Oberflächenretention.
Thermische Behandlung
Die thermische Behandlung wird derart ausgeführt, dass der durch die zumindest eine Modifikation eingearbeitete aktive Inhaltsstoff auf dem zumindest einen mineral-basierten Füllstoff fixiert oder ”verriegelt” wird.
Nachdem der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff dem zumindest einen Modifikationsverfahren mit dem zumindest einen aktiven Inhaltsstoff ausgesetzt wurde, wird der Füllstoff dann zumindest einer thermischen Behandlung ausgesetzt. In einer Ausführungsform wird der modifizierte mineral-basierte Füllstoff zumindest einer thermischen Behandlung derart ausgesetzt, dass keine messbare kristalline Silica gebildet wird. In einer anderen Ausführungsform wird der modifizierte mineral-basierte Füllstoff zumindest einer thermischen Behandlung ausgesetzt, um eine Phasentransformation zu bewirken, umfassend, jedoch nicht beschränkt auf, Oberflächensintern, teilweise Schmelzzersetzung, Umwandlung, Glomerisierung, Entglasung und jede beliebige Kombination davon. In einer weiteren Ausführungsform verändert die zumindest eine thermische Behandlung die Struktur des modifizierten mineral-basierten Füllstoffs in die eines kristallinen Feststoffs.
Die Wahl der zumindest einen thermischen Behandlung kann gemäß der Wahl des zumindest einen mineral-basierten Füllstoffs, des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs, des zumindest einen Modifikationsverfahrens und des gewünschten Endprodukts variieren. Geeignete thermische Behandlungsverfahren sind dem Fachmann gut bekannt und umfassen jene, die derzeit bekannt sind oder die hierin später aufgedeckt werden.
In einer Ausführungsform ist die zumindest eine thermische Behandlung jede beliebige Behandlung, die den zumindest einen aktiven Füllstoff in oder auf dem Füller derart ”verriegelt”, dass er ein integrierter Teil des zumindest einen Füllstoffmaterials wird. In einer anderen Ausführungsform umfasst die zumindest eine thermische Behandlung eine Calcination. In einer solchen Ausführungsform wird die Calcination bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts der Materialien, die den modifizierten mineral-basierten Füllstoff umfassen, ausgeführt. In einer anderen solchen Ausführungsform wird die Calcination bei oder oberhalb der thermischen Zersetzungstemperatur des modifizierten mineral-basierten Füllstoffs ausgeführt und kann Zersetzungs- oder Volatisationsreaktionen bewirken. In einer weiteren solchen Ausführungsform wird die Calcination bei oder oberhalb der Übergangstemperatur des modifizierten mineral-basierten Füllstoffs ausgeführt und kann einen Phasenübergang bewirken. In noch einer anderen solchen Ausführungsform wird die Calcination bei Temperaturen im Bereich von etwa 600°C bis etwa 900°C ausgeführt. In noch einer weiteren solchen Ausführungsform wird die Calcination bei Temperaturen im Bereich von etwa 800°C bis etwa 1200°C ausgeführt.
Die Calcination kann in jedem beliebigen Gefäß ausgeführt werden, das geeignet ist, den modifizierten mineral-basierten Füllstoff thermisch zu behandeln. In einer Ausführungsform wird die Calcination in einem Schmelzofen ausgeführt. In einer anderen Ausführungsform wird die Calcination in einem Reaktor ausgeführt. In einer weiteren Ausführungsform wird die Calcination in einem Röstofen ausgeführt. In noch einer weiteren Ausführungsform wird die Calcination in einem Schachtofen ausgeführt. In noch einer anderen Ausführungsform wird die Calcination in einem Mehrkernschmelzofen ausgeführt. In noch einer weiteren Ausführungsform wird die Calcination in einem Wirbelschichtreaktor ausgeführt.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die zumindest eine thermische Behandlung Rösten. In einer solchen Ausführungsform wird der modifizierte mineral-basierte Füllstoff zuerst in einem Einstufentrockner getrocknet und dann kann der getrocknete modifizierte mineral-basierte Füllstoff an einen Abfallseparator gesendet werden, um jegliche Feuchtigkeit und Abfallprodukte zu entfernen. Der modifizierte mineral-basierte Füllstoff kann dann in einem geeigneten Gefäß oder Reihe von Gefäßen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 850 bis etwa 1600°F geröstet werden. Das zumindest eine Röstgefäß kann ausgewählt werden aus einer Gruppe umfassend, jedoch nicht beschränkt auf, Vorwärmer, Schnellheizer, Schnellcalcinatoren, Schnellröstreaktoren und Rundbettreaktoren. Beispiele solcher Gefäße umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Schnellcalcinatoren verfügbar von FFE Minerals und den TORBED Reaktor, verfügbar von Torftech Limited und diskutiert beispielsweise im US Patent Nr. 6,139,313 . Das Gefäß kann mit zumindest einem Mittel zum Erwärmen der Kieselerdenbeschickung ausgerüstet sein, beispielsweise Direktheizmechanismen wie innere Heißluft oder Gasstrom, und indirekte Heizmechanismen, die externe Wärmequellen in Kombination mit einer beliebigen Wärmeübertragungsoberfläche verwenden, wie sie konventionell im Stand der Technik verwendet wird. In einer Ausführungsform kann das zumindest eine Röstgefäß zumindest teilweise durch einen Gegenstromgasfluss erwärmt werden, der von einem anderen Schritt im Verfahren stammt, beispielsweise einem nachfolgenden Calcinationsschritt oder einem anderen Verfahren in der Behandlungsanlage.
In einer Ausführungsform kann die Beschickung bei einer Temperatur im Bereich von 850°F bis etwa 1600°F (d. h. etwa 427°C bis etwa 871°C) geröstet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Beschickung bei einer Temperatur im Bereich von 900°F bis etwa 1000°F (d. h. etwa 482°C bis etwa 538°C) geröstet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Beschickung bei einer Temperatur im Bereich von 1200°F bis etwa 1292°F (d. h. etwa 649°C bis etwa 700°C) geröstet werden. In einer Ausführungsform kann die Aufenthaltsdauer geringer als etwa 4 Minuten sein. In einer anderen Ausführungsform ist die Aufenthaltsdauer von etwa 2 bis etwa 3 Minuten. In einer weiteren Ausführungsform ist die Aufenthaltsdauer von etwa 2 bis etwa 10 Sekunden.
Andere Beispiele von geeigneten zumindest einen thermischen Behandlungen können verwendet werden. In einer Ausführungsform ist die zumindest eine thermische Behandlung ein Mikrowellenerwärmen. In einer anderen Ausführungsform ist die zumindest eine thermische Behandlung ein Mikrowellenplasmaerwärmen. In einer weiteren Ausführungsform bezieht das Mikrowellenplasmaerwärmen die Erzeugung von zwei Großamplitudenkohärenzelektronzyklontronwellen im Plasma ein.
Mikroorganismen
Modifizierte mineral-basierte Füllstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung können erhöhte Grade von zumindest einer antimikrobiellen Aktivität zeigen. In einer Ausführungsform ist die zumindest eine antimikrobielle Aktivität eine bakteriostatische Wirkung, wobei z. B. das Wachstum von neuen Mikroorganismen verhindert wird. In einer anderen Ausführungsform ist die zumindest eine antimikrobielle Aktivität eine biozide Wirkung, wobei z. B. eine gegebene Konzentration von Mikroorganismen reduziert wird. In einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine antimikrobielle Aktivität eine sterilisierende Wirkung, wobei z. B. im Wesentlichen alle einer gegebenen Ansammlung von Mikroorganismen reduziert oder getötet werden. Die zumindest eine antimikrobielle Aktivität kann wirksam gegenüber einem oder mehreren Mikroorganismen sein.
Die Mikroorganismen können Beliebige der dem Fachmann bekannten oder hierin im Folgenden festgestellten sein, die zumindest eine antimikrobielle Aktivität in Erwiderung auf den zumindest einen aktiven Inhaltsstoff der kationisch modifizierten mineral-basierten Füllstoffe der vorliegenden Erfindung erfahren können. Exemplarische Mikroorganismen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Bakterien (z. B. grampositive und gramnegative Bakterien), Hefen, Pilze, Schimmel, Viren und Kombinationen davon. Weitere beispielhafte Mikroorganismen beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, Staphylokokken, Mikrokokken, Escherichia, Escherichia coli, Pseudomonas, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas vescicularis, Stenotrophomonas maltophilia (früher als Xantomonas maltophilia bekannt), Klebsiella pneumoniae ATC 13315, S. Aureus NCTC 10.788, S edidermis Biotyp 3, Lactobacillus buchneri, PS aeuginosa NCTC 6749, Serratia marcescens NCTC 1377, Listeria monocytogenes NCTC 10.357, B subtilis NCTC 3160, B cereus NCTC 7464, C albicans NCYC 597, C albicans ncpf 3179, C parapsilosis, C bordinii, Sacc cerevisae NCYC 200, Sacc rouxii NCYC 381, rosa Hefe, Odium sp, Aspergillus flavus, Asperg/flus fumigatus IMI 134.735, Aspergillusniger IMI 17.454, Aspergillus glaugus, Penicillium notatum, Cladosporium herbarum, Trichothecium ciride, Acternaria wechselständig, Myrothecium verruccaria, Verticillium psalliotae, Bazillen, Salmonellen, Shigellen, Porphyromonas, Prevotella, Wolinella, Campylabacter, Propionibacterium, Streptokokken, Cprumebacterium, Treponema, Fusobacterium, Bifidobacterium, Lactobacillus, Actinomyces, Candida, Malazessia und Aspergillus. Der Fachmann versteht leicht, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen wirksam das Wachstum von beliebigen Mikroorganismen zerstören oder hemmen können, abhängig von dem zumindest einen aktiven Inhaltsstoff, der in dem modifizierten mineral-basierten Füllstoff verwendet wird.
Verwendungen für modifizierte mineral-basierte Füllstoffe
Zumindest ein hierin offenbarter modifizierter mineral-basierter Füllstoff kann in jeder beliebigen Anwendung verwendet werden, die derzeit dem Fachmann bekannt ist, oder hierin im Folgenden festgestellt wird, in der eine verbesserte Leistung der Anwendung durch erhöhte Retention des zumindest einen aktiven Inhaltsstoffs und/oder erhöhte Grade von zumindest einer mikrobiellen Aktivität gewünscht wird. Exemplarische Anwendungen beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, Tierfutter, kosmetische Formulierungen, Farben, Tinten, Home Care Produkte, Tierpflege-Produkte, Baustoffe, Papier, Stoff-Produkte (z. B. Textilien), Produkte für die persönliche und Arbeitshygiene, Kontaktlinsen, Chromatographie Werkstoffe, medizinische Geräte, Schutzsysteme, pharmazeutische und vor allem dermatologische Formulierungen, Lacke, Beschichtungen, Polymere und Kunststoffe. Weitere beispielhafte Anwendungen beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, Kleb- und Dichtstoffe, antimikrobielle Reinigungsmittel, Seifen, Desinfektionsmittel, Antifäulnis- und antimikrobielle Farben für den Innen- und Außenbereich, Antifäulnis-Schiffsbeschichtungen, Tierhaltung, antimikrobieller Tapeten, antimikrobiellen Verbände und Wundauflagen, Prothesen und Knochenzement mit antimikrobieller Wirkung, Zahnfüllungen, Zahnersatz, Formulierungen gegen Magen-Darm-Infektionen, Aktivkohle, antimikrobielles Katzenstreu, Klimaanlage (z. B. Filter und Leitungen), Luftaufgeblasenen Bau (z. B. Luft-Säle), Agrar- und Mulch-Filme, Allzweckklebstoffe, -geräte und -ausrüstungen, Geräte-Kleb- und Dichtstoffe, Schürzen, Kunstleder, künstlichen Pflanzen, künstliches Holz, und Kunststoffholz, Kunstrasen, Automobilteile, Automobil- und LKW-Polster, Markisen, Taschen, Bandagen, Barrierestoffe, Badezimmerzubehör, Badewannen, Badewannenzement, Bettwäsche, Getränkeautomaten, Lätzchen, Boote, Bootabdeckungen, Bucheinbände, Flaschen, Borsten, Bürstengriffe, Besen, Bauteile (z. B. Wände, Wandplatten, Böden, Beton, Wandverkleidungen, Dachdeckung, Schindeln, Eisenwaren, Teppichreiniger, Decken und gewerbliche und industrielle Anwendungen), Kabelummantelungen, Kappen (z. B. Hüte), Pappe, Teppich- und Teppichunterlage, Lenkrollen, Katzenstreu, klinische Thermometer, Mäntel, Compact Discs, Cabrioverdecke, Kochgeschirr, Kühler, Kühltürme, Kühlwasser, Tresen und Tischplatten, Förderbänder, Arbeitsplatten, Kreditkarten, Kisten (sowohl für Food- und Non-Fond-Bereich), Becher, Währungen, Gardinen, Kissen, Schneidebretter, Bodenbeläge, Geschirr Geschirrtücher, Geschirrspüler-Komponenten, Tauchausrüstung oder Schnorchel, Kanalisation-Kanalrohr, Draperien, Trocken-Film-Farben, Sportgeräte, Ausrüstungen für Schlachthöfe oder Molkereien oder Milchläden, Ausrüstungen für Turnhallen, Saunas oder Massagen, Lüfterflügel, Faserfüllstoffe, Filter, Armaturen, Zäune, Bodenbeläge, Boden- und Teppich-Ausheizen, Fußböden, Schaum (z. B. für Kissen und Matratzen), Küchenmaschinen, Lebensmittelherstellungsanwendungen, Lebensmittel- und Getränke-Verarbeitungsausrüstung, Lebensmittel- und Getränke-Lagerbehälter, -Speicher und -Taschen, Lebensmittelhandhabungsausrüstung, Lebensmittelverpackung, Lebensmittel- und Fleisch-Kisten, Essensschalen und -deckel, Frischhaltefolie, Schuhbekleidung (einschließlich, zum Beispiel Schuhe, Sportgeräte und Werkzeuge), Obst- und Gemüse-Bürsten, Obstkisten, Möbel, Müllsäcke, Mülltonnen, Kleidersäcke, Dichtungen, Mehrzweckbehälter, Handschuhe, Kittel (z. B. medizinische und für den Haushalt), Fettabscheider, starre Gewächshäuser, Gewächshausfolien, Mörtel und Fugenmasse, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, Krankenhausoberflächen- und medizinische Instrumentendesinfektion, Schläuche, Eisherstellungs-Ausrüstung und Fächer, Dosen-Farben, Inkontinenz-Pflegeprodukte, Indoor- und Outdoor-Möbel, industrielle Ausrüstungen, aufblasbares Bett, Isoliermaterial für Kabel und Leitungen, Isolatoren, Dessous, Jackenfutter, Hausmeisterdienst-Ausrüstung, Küchen- und Bad-Eisenwaren, Spülbecken und Armaturen, Küchentücher, Laminat- und Fliesenkleber, Legebatterien, Rettungswesten, Auskleidungen, Matten, Matratzenabdeckungskissen und -füllung, Matratzenklebstoffe, ärztliche und zahnärztliche Bekleidung, Metallbearbeitungsflüssigkeiten, mineralische Schlämme, Wohnmobile, mobile Toiletten, Mops, Geld, natürliche und synthetische Fasern und Gewebe, Vliesstoffe, Ölfeld, Oberbekleidung, Verpackungen, Paletten, Papier-Produkte (z. B. Tücher, Gewebe, Wandverkleidungen, Handtücher, Buchumschläge, Mulch), Kissenbezüge, Rohre, Rohr-Dicht- und -Dammstoffe, Gips, Kunststoff, Kunststoff-Folien, Platten und Geschirr, Spielgeräte, Sanitär-Armaturen und Zubehör (einschließlich, zum Beispiel, Toilettensitze), Sanitär-Kleb- und Dichtstoffe, Poolauskleidungen, Verarbeitungsgefäße, Schutzhüllen, Erholungs-Wasser, Harze, Kühlschrankkomponenten, Dachbahnen, Membranen, Schindeln und Abdeckbleche, Seile, Teppiche, Verkaufsstand, Segel, Sanitär-Rohre, Versiegelungen, Dichtungsmassen für Bäder, Küchen oder Glas, Bettwäsche und Decken, Schuhe, Schuheinlagen, Duschvorhänge, Duschwannen, Verkleidungen für den Wohnungsbau, Silo-Folie, Silos, Waschbecken, Siphons, Oberlichter, Schlafsäcke, Schlafanzüge, Socken und Strümpfe, Schwämme, Sprinkler, Sportkleidung und Sportgeräte, Lagerbehälter, Stuck, Schiebedach, Sonnenblenden, synthetische Latex-Polymere, Servietten, Tanks, Klebeband, Planen, Telefonzellen oder öffentliche Telefone, Zelte und andere Outdoor-Ausrüstung, Inletts (z. B. für Matratzen-Kopfkissen), Fliesen, Ziegelmörtel, Zahnbürsten-Griff und -Borsten, Toilettenpapier und Taschentücher, Toiletten-Blöcke und -Reinigungsmittel, Handtücher, Zahnputzbecher, Spielzeuge, dekorative Elemente für Oberbekleidung und Bekleidung, Kofferraumverkleidungen, Schläuche, Regenschirme, Uniformen, Unterwäsche, Polster, Staubsaugerbeutel, Wand- und Bodenbeläge, Tapeten, Müllbeutel, Wassertanks, Abfallbehälter, Wasseraufbereitung, Wasser- und Eis-Handhabungsgeräte und Filter, Neoprenanzüge, Wischtücher, Draht und Kabel, Holz und Holz-gefüllte Kunststoffe.
In gewissen Anwendungsbereichen kann eine verbesserte biozide oder antimikrobe Aktivität in verschiedenen Verarbeitungsstufen nützlich sein. In einer Ausführungsform können Kunststoffe und/oder Polymere, umfassend kationisch modifizierte mineral-basierte Füllstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung, in der Form von Masterbatches für eine Zeitdauer gespeichert werden, ohne ein wesentliches Risiko der Kontamination des Masterbatches mit Mikroorganismen. Der Fachmann erkennt, dass solch ein Masterbatch auf dieselbe Art und Weise wie bekannte Masterbatches, oder in Verarbeitungsverfahren wie hierin im Folgenden festgestellt, verarbeitet werden kann. Die behandelten Masterbatches können beispielsweise nützlich sein bei Hoch- und Tiefbau, Haushaltsgeräten, Gegenständen und Möbeln, Elektro- und Elektronik-Teilen, Bekleidung, Textilien und Geweben, Beschichtungen und Laminaten, Transport und Erholung, Klebstoffen, Dichtungsmassen und Fugenmörtel, mit Lebensmitteln in Berührung stehenden Gegenständen und mit Wasser in Kontakt stehdenden Gegenständen (z. B. Kunststoff-Flaschen und Kronkorken), Filmen, Coextrusions-Filmen und Exterieur- und Interieur-Kfz-Teilen.
In einer anderen Ausführungsform umfassen exemplarische Kunststoffe und Polymere, aus denen die Gegenstände hergestellt werden können, die zumindest einen kationisch modifizierten mineral-basierten Füllstoff gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, synthetische, natürliche und halbsynthetische organische Polymere. Beispiele für Polymere umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf: aliphatische und aromatische Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyethylenisophthalate, Polyhexamethylenterephthalat, Polymilchsäure, Polyglykolsäure und flüssigkristalline Polymere für Hochleistungsharze und -fasern; Polyester-Block-Copolymere; aliphatische und aromatische Polyamiden, wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610, Nylon 11, Nylon 12, Nylon 1212, Poly-p-phenylenterephthalamid, Poly-m-phenylenisophthalamid; copolymerisierte Polyamide, Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und deren Copolymere; Vinyl-Polymere, wie Polystyrol, Polyacrylnitril, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, ABS-Harze, und Acrylharze; Copolymere von Ethylen und Vinylacetat; Fluorkohlenstoffpolymere wie Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Polyvinylfluorid; Polyurethane; segmentierte Polyurethan-Elastomere, Spandex- oder Elastan-Elastomere; Polyether wie Polyacetale; Polyketone wie Polyetheretherketone (PEEK) und Polyetherketoneketone (PEKK); Polyether- und Polyester-Block-Polymeren; Polysulfide; Polysulfone: Polysiloxane wie Polydimethylsiloxan; Polycarbonate; thermohärtende synthetische Polymere wie Phenol-Formaldehyd-Copolymer, Polyurethan, Polyesterurethan, Polyetherurethan, Polyetherurethanurea und Polyesterurethanurea; natürliche Polymere wie Cellulose, Baumwolle und Wolle; und regenerierte oder halb-synthetische Polymere wie Rayon, Kupferammonium-Rayon, Acetat-Rayon, Triacetat-Rayon, rekonstituierte Seide und Polysaccharide. Copolymere, Terpolymere und Mischungen der aufgelisteten Polymerspezies werden auch vorgeschlagen.
Verbesserte antimikrobielle Aktivität
Die modifizierten mineral-basierten Füllstoffe der vorliegenden Erfindung können größere Mengen von zumindest einem aktiven Inhaltsstoff zurückhalten, was wiederum die zumindest eine antimikrobielle Aktivität dieser Materialien verbessern kann. In einer Ausführungsform wird die verbesserte antimikrobielle Aktivität durch Messen der Migrationsrate von Silber von dem modifizierten mineral-basierten Füllstoff bestimmt. In einer anderen Ausführungsform wird die verbesserte antimikrobielle Aktivität durch Messen der Konzentration, in Teilen pro Million (”ppm”), der durch Behandlung mit einer Lösung von etwa 0,5 M Schwefelsäure extrahierten Metallionen bestimmt.
Für die hierin offenbarten Erfindungen zeigt eine niedrigere Migrationsrate oder eine niedrigere Konzentration von extrahierten Ionen im Allgemeinen, dass die modifizierten mineral-basierten Füllstoffe größere Mengen von dem zumindest einen aktiven Inhaltsstoff im Vergleich zu mineral-basierten Füllstoffen, die nicht dem zumindest einen Modifikationsverfahren und/oder der zumindest einen thermischen Behandlung ausgesetzt wurden, enthalten. Die niedrigere Migrationsrate oder niedrigere Konzentration von extrahierten Ionen kann erhöhte Grade von zumindest einer antimikrobiellen Aktivität in den modifizierten mineral-basierten Füllstoffen aufzeigen.
Sofern nicht anders angegeben, sind alle Zahlen, die mengen von Inhaltsstoffen, Reaktionsbedingungen und dergleichen, die in der Beschreibung einschließlich der Ansprüche verwendet werden, so zu verstehen, dass sie in allen Fällen durch den Begriff ”etwa” modifiziert sind. Folglich sind die in der Beschreibung und den angehängten Ansprüchen aufgeführten numerischen Parameter, sofern nicht anders angegeben, Näherungen, die abhängig von den gewünschten Eigenschaften variieren können, die von der vorliegenden Offenbarung erzielt werden sollen. Allermindestens, und nicht als ein Versuch der Beschränkung der Anwendung der Äquivalenzlehre auf den Bereich der Ansprüche, sollte jeder numerische Parameter im Licht der Anzahl der signifikanten Stellen und gewöhnlicher Rundungsansätze ausgelegt werden.
Ungeachtet dessen, dass die numerischen Bereiche und Parameter, die den breiten Bereich der Erfindung darlegen, Näherungen sind, werden in den speziellen Beispielen dargelegte numerische Werte, sofern nicht anders angegeben, so präzise wie möglich berichtet. Jeder beliebige Zahlenwert jedoch enthält inhärent gewisse Fehler, die zwangsläufig aus der in den jeweiligen Testmessungen vorzufindenden Standardabweichung resultieren. Die in dieser Offenbarung verwendeten Abschnittsüberschriften sind lediglich zum Vorteil des Lesers bereitgestellt und sollen den Umfang der hierin beschriebenen Erfindungen nicht beschränken.
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden Fachleuten von der Berücksichtigung der Beschreibung und der Anwendung der hierin offenbarten Erfindung ersichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele als lediglich exemplarisch betrachtet werden, wobei ein tatsächlicher Umfang und Gedanke der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angegeben wird.
Im Sinne einer nichtbeschränkenden Veranschaulichung werden unten Beispiele von gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gegeben.
BEISPIELE
Eine natürliche Kieselerde, CelTiX^TM, wurde mit Silbermetallionen bei vier verschiedenen ionenausgetauschten und/oder oberflächengehaltenen endgültigen Silbergehalten im Füllstoff (d. h. 50 ppm, 100 ppm, 280 ppm und 25500 ppm (”2,55%”)) zum Vergleich mit dem originalen CelTiX^TM Kieselerdeprodukt, das kein messbares Silber enthält, ionenausgetauscht.
Die Kationenaustauschkapazität von CelTiX^TM wurde bei etwa 22,9 equ/100 g, oder etwa 0,23 mmol/g gemessen, wie durch Natrium-Ammoniumersetzungsverfahren bestimmt. Dieses bezog zuerst das Sättigen der austauschbaren Kationenstellen mit Natriumionen ein, nach Waschen mit Alkohol (z. B. Isopropanol), und dann wurde der Füllstoff wieder ionenausgetauscht, diesmal mit Ammoniumionen. Die ersetzten Natriumionen in der Lösung wurden dann durch ein induktiv gekoppeltes Plasmaspektrometrieverfahren (ICP) bestimmt.
Als Nächstes wurde eine Lösung eines Silbernitrats mit Wasser hergestellt, dann wurde eine Dosierung eines CelTiX^TM in die Lösung gemischt. Nach Rühren der Aufschlemmung für zumindest 30 Minuten wurde die Aufschlemmung filtriert. Der Kuchen wurde dann getrocknet und redispergiert. Der zurückgehaltene Silbergehalt im kationisch modifizierten Füllstoff wurde dann mit einer Thermo ARL Advant'XP wellenlängendispersiv-röntgenfluoerszenz (WDXRF) analysiert.
Nach dem Ionenaustausch wurde ein Teil von jeder Probe bei 800°C calciniert, so dass keine messbare kristalline Silica gebildet wurde. Die Calcinationen wurden mit einem Linberg HEVI DUTY Labormuffelofen ausgeführt. Die Proben wurden bei 800°C über verschiedene Zeitdauern calciniert.
Die Gehalte an kristalliner Silica in den calcinierten Proben wurde mit einem PANalytical X'PERT Röntgendiffraktometer (XRD) überwacht. Das XRD Verfahren, das für die kristalline Silicaanalyse verwendet wurde, hatte eine quantitative Detektionsgrenze (QDL) von 0,2 Gew.-%. Calcinationen bei dieser Temperatur (d. h. <800°C) bilden im Allgemeinen keine kristalline Silica und die elementaren Zusammensetzungen bleiben dieselben wie die uncalcinierten Beschickungen.

Die vier Proben von calciniertem Ag-dotiertem CelTiX^TM wurden gemeinsam mit dem unbehandelten CelTiX^TM mittels WDXRF auf deren Masseeigenschaften analysiert, wie in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Komponenten	Original CelTiX^TM (unbehandelt)	CelTiX^TM-50 ppm Ag	CelTiX^TM-100 ppm Ag	CelTiX^TM-280 ppm Ag	CelTiX^TM-2.55% Ag
SiO₂(%)	94,70	94,75	94,73	94,85	91,60
Al₂O₃(%)	2,55	2,60	2,58	2,58	2,56
Fe₂O₃(%)	0,77	0,78	0,79	0,76	0,90
CaO(%)	0,67	0,68	0,69	0,64	1,19
Na₂O(%)	0,42	0,41	0,41	0,40	0,13
MgO(%)	0,41	0,37	0,38	0,36	0,35
K₂O(%)	0,14	0,14	0,14	0,13	0,19
Ag (ppm)	Nicht bestimmt	50	100	280	25500
Gesamt(%)	99,66	99,72	99,72	99,74	99,47

Tabelle 1 zeigt, dass durch Verändern der Konzentrationen an Silbernitrat in der Lösung und/oder der Dosierung des zu behandelnden Füllstoffs die endgültigen Grade der Silberkonzentration in den Füllstoffen gesteuert werden können, die weniger als etwa 20 ppm sein können, und die theoretische Kationenaustauschkapazität erreichen oder sogar übersteigen können. Dies kann eine Steuerung der Grade an aktivem Inhaltsstoff in einem Füllstoff gewährleisten, und verschiedene Grade an aktiven Inhaltsstoffen können in verschiedenen Anwendungen verwendet werden.

Ein Teil von jeder Probe, die bei 800°C für 30 Minuten calciniert wurde, wurde dann in eine 0,5 M Schwefelsäurelösung für vier Stunden bei Raumtemperatur platziert und die Konzentration von Silber, das aus der Probe auslaugte, wurde mittels eines ICP-Spektrometrieverfahrens gemessen, wie in Tabelle 2 unten gezeigt. Table 2

Proben ID	Probenladung in Lösung (g/100 ml)	Vom nicht-erwärmten Füllstoff ausgelaugtes Ag (ppm)	Vom calcinierten Füllstoff ausgelaugtes Ag* (ppm)
CelTiX^TM-50 ppm Ag	0,5	0,4	0
CelTiX^TM-100 ppm Ag	0,5	0,5	0
CelTiX^TM-280 ppm Ag	0,5	1,1	0
CelTiX^TM-2.55% Ag	0,5	136	17

* Die Füllstoffe wurden bei 800°C für 30 Minuten calciniert.

Tabelle 2 zeigt, dass für jede der untersuchten Proben der calcinierte Ag-behandelte Füllstoff größere Mengen an Ag Metallionen zurückhielt als uncalcinierter Ag-behandelter Füllstoff, und dass wenig oder kein auslaugbares Silber von dem calcinierten Füllstoffen detektiert wurde. Dies zeigt, dass die Silberionen auf die Füllstoffe fixiert worden sind, und dass sie sogar das Auslaugen einer starken Säurelösung überleben.

Ein weiterer Teil der drei der vier Proben wurde in deionisiertem Wasser für vier Stunden bei Raumtemperatur platziert und die Konzentration an Silber, das von jeder Probe auslaugte, wurde mittels desselben ICP-Verfahrens gemessen, wie unten in Tabelle 3 gezeigt. Table 3

Proben ID	Probenladung in Lösung (g/100 ml)	Vom nicht-erwärmten Füllstoff ausgelaugtes Ag (ppm)	Vom calcinierten Füllstoff ausgelaugtes Ag* (ppm)
CelTiX^TM-50 ppm Ag	0,5	0,06	0
CelTiX^TM-280 ppm Ag	0,5	0,2	0
CelTiX^TM-2.55% Ag	0,5	57,4	0,7

* Die Füllstoffe wurden bei 800°C für 30 Minuten calciniert.

Tabelle 3 zeigt wiederum, dass für jede der untersuchten Proben der calcinierte Ag-behandelte Füllstoff größere Mengen an Ag Metallionen zurückhielt als uncalcinierter Ag-behandelter Füllstoff.

Ein weiterer Teil der drei der vier Proben wurde in deionisiertem Wasser für 24 Tage bei Raumtemperatur platziert und die Konzentration an Silber, das von jeder Probe auslaugte, wurde mittels desselben ICP-Verfahrens gemessen, wie unten in Tabelle 4 gezeigt. Table 4

Proben ID	Probenladung in Lösung (g/100 ml)	Vom nicht-erwärmten Füllstoff ausgelaugtes Ag (ppm)	Vom calcinierten Füllstoff ausgelaugtes Ag (ppm)
CelTiX^TM-100 ppm Ag	0,5	0,02	0
CelTiX^TM-280 ppm Ag	0,5	0,2	0
CelTiX^TM-2.55% Ag	0,5	52,4	2,5

* Die Füllstoffe wurden bei 800°C für 30 Minuten calciniert.

Tabelle 4 zeigt, dass für jede der untersuchten Proben der calcinierte Ag-behandelte Füllstoff größere Mengen an Ag Metallionen zurückhält als uncalcinierter Ag-behandelter Füllstoff.
ZUSAMMENFASSUNG
Modifizierte mineral-basierte Füllstoffe mit verbesserter Retention von zumindest einem aktiven Inhaltsstoff und/oder verbesserten antimikrobiellen Fähigkeiten werden beschrieben. Die Materialien umfassen zumindest einen mineral-basierten Füllstoff, ausgesetzt zumindest einem Modifikationsverfahren, das entweder ein kationisches Modifikationsverfahren, ein Oberflächenabsorptionsverfahren, ein Oberflächenretentionsverfahren oder eine Kombination davon sein kann, mit zumindest einem aktiven Inhaltsstoff, gefolgt von zumindest einer thermischen Behandlung. Der zumindest eine aktive Inhaltsstoff kann eine Metallsubstanz oder ein anderes Biozid, Fungizid, Mehltaubekämpfungsmittel, Antibiotikum, Insektizid, Konservierungsmittel oder Antimikrobiotikum sein. Verfahren zum Verbessern der antimikrobiellen Aktivität von Produkten in Anwendungen wie beispielsweise Polymeren, Kleidung, chirurgischer Ausrüstung, Beschichtungen und Farben werden ebenfalls beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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- US 4656057 [0005]
- EP 0602810 A [0005]
- EP 0736249 A [0005]
- GB 2235462 A [0005]
- GB 1590573 A [0005]
- US 5229124 [0005]
- US 4579779 [0005]
- US 4552591 [0005]
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- US 6911898 [0005]
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Claims

Modifizierter mineral-basierter Füllstoff, hergestellt gemäß dem Verfahren: Aussetzen von zumindest einem mineral-basierten Füllstoff zumindest einem Modifikationsverfahren mit zumindest einem aktiven Inhaltsstoff; und Aussetzen des modifizierten mineral-basierten Füllstoffs zumindest einer thermischen Behandlung, wobei das zumindest eine Modifikationsverfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kationischer Modifikation, Oberflächenabsorption und Oberflächenretention.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Kieselerde ist.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kaolin, Glimmer, Vermiculit, Perlit, Calciumsilikat, Talk, natürlichen Silikaten, Zeolith und Alumosilikaten.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Modifikationsverfahren kationische Modifikation ist.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Modifikationsverfahren Oberflächenretention ist.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Modifikationsverfahren Oberflächenadsorption ist.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine aktive Inhaltsstoff zumindest eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metalloxiden und Salzen davon umfasst.
Füllstoff nach Anspruch 7, wobei der zumindest eine aktive Inhaltsstoff zumindest ein biozides Metallion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silber, Kupfer, Magnesium und Zink umfasst.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine aktive Inhaltsstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bioziden, Antibiotika, Fungiziden, Mehltaubekämpfungsmitteln, Insektiziden, Konservierungsmitteln und Antimikrobiotika.
Füllstoff nach Anspruch 8, wobei der aktive Inhaltsstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silberoxiden, Silbersalzen, Kupferoxiden, Kupfersalzen, Magnesiumoxiden, Magnesiumsalzen, Zinkoxiden und Zinksalzen.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine thermische Behandlung zumindest eine Behandlung ausgewählt aus Calcination und Rösten umfasst.
Füllstoff nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Kieselerde ist, das zumindest eine Modifikationsverfahren kationische Modifikation ist, der zumindest eine aktive Inhaltsstoff Silber ist und die zumindest eine thermische Behandlung Calcination ist.
Verfahren zur Herstellung eines modifizierten mineral-basierten Füllstoffs, umfassend: Aussetzen zumindest eines mineral-basierten Füllstoffs zumindest einem Modifikationsverfahren mit zumindest einem aktiven Inhaltsstoff; Aussetzen des modifizierten mineral-basierten Füllstoffs zumindest einer thermischen Behandlung, wobei das zumindest eine Modifikationsverfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kationischer Modifikation, Oberflächenadsorption und Oberflächenretention.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Kieselerde ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kaolin, Glimmer, Vermiculit, Perlit, Calciumsilikat, Talk, natürlichen Silikaten, Zeolith und Alumosilikaten.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das zumindest eine Modifikationsverfahren eine kationische Modifikation ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine aktive Inhaltsstoff zumindest eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metalloxiden und Salzen davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der zumindest eine aktive Inhaltsstoff ein biozides Metallion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silber-, Kupfer-, Magnesium- und Zinkionen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der aktive Inhaltsstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silberoxiden, Silbersalzen, Kupferoxiden, Kupfersalzen, Magnesiumoxiden, Magnesiumsalzen, Zinkoxiden und Zinksalzen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zumindest eine thermische Behandlung Calcination ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zumindest eine thermische Behandlung Rösten ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zumindest eine thermische Behandlung Mikrowellenplasmaerwärmung ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der zumindest eine mineral-basierte Füllstoff Kieselerde ist, das zumindest eine Modifikationsverfahren kationische Modifikation ist, der zumindest eine aktive Inhaltsstoff Silber ist und die zumindest eine thermische Behandlung Calcination ist.
Ein Harz, ein biozides Polymer, ein Kleidungsgegenstand, eine Lackbeschichtung, eine Farbe, eine kosmetische Formel, ein Körperpflegeprodukt, ein Arbeitshygieneprodukt, ein Chromatographiematerial, medizinische Ausrüstung, chirurgische Ausrüstung, eine Schutzoberfläche, eine pharmazeutische Formulierung, eine dermatologische Formulierung oder ein Kunststoff, umfassend den Füllstoff nach Anspruch 1.