GR1010262B - Method for the simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial /antiviral properties in cotton fabrics - Google Patents
Method for the simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial /antiviral properties in cotton fabrics Download PDFInfo
- Publication number
- GR1010262B GR1010262B GR20210100244A GR20210100244A GR1010262B GR 1010262 B GR1010262 B GR 1010262B GR 20210100244 A GR20210100244 A GR 20210100244A GR 20210100244 A GR20210100244 A GR 20210100244A GR 1010262 B GR1010262 B GR 1010262B
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- antibacterial
- superhydrophobic
- fabrics
- products
- cotton
- Prior art date
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 title claims description 5
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 title abstract description 9
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 12
- -1 fatty acid anion Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 8
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 7
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 claims description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 2
- 150000002891 organic anions Chemical class 0.000 claims 2
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 10
- 241000700605 Viruses Species 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 6
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract description 5
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 abstract 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 6
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 6
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 6
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910007932 ZrCl4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229940067232 ethanol 0.3 ml/ml medicated liquid soap Drugs 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 235000019476 oil-water mixture Nutrition 0.000 description 2
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000004624 Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- HIWLEZRZSNLZDH-FIFQZATGSA-A [Zr+4].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O Chemical compound [Zr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description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000007815 allergy Effects 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003253 viricidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M16/00—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/184—Carboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
- D06M13/188—Monocarboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/263—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/04—Vegetal fibres
- D06M2101/06—Vegetal fibres cellulosic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
- D06M2200/10—Repellency against liquids
- D06M2200/12—Hydrophobic properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills
Abstract
Description
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION
Μέθοδος ταυτόχρονης αδιαβροχοποίησης και εισαγωγής αντιβακτηριδιακών/αντιικών ιδιοτήτων σε βαμβακερά υφάσματα Method of simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial/antiviral properties in cotton fabrics
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται. σε μία νέα τεχνολογία αιχμής για την μετατροπή συμβατικών βαμβακερών υφασμάτων σε υπερυδρόφοβα καί αντίβακτηρίδίακά-αντιικά. Η νέα τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ποικιλίας προστατευτικών μέσων έναντι βακτηρίων καί ιών που δεν περιορίζονται σας μάσκες προσώπου, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή στολών, χειρουργικών σκούφων, σκεπασμάτων, ποδοναρίων κ.λ.π Παράλληλα, τα υπερυδρόφοβα βαμβακερά υφάσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές απομάκρυνσης ακάρθατου πετρελαίου καί υπολλει,μάτων υδρογονανθράκων από το νερό. The present invention relates. in a new state-of-the-art technology for converting conventional cotton fabrics into superhydrophobic and antibacterial-antiviral ones. The new technology can be used to produce a variety of protective agents against bacteria and viruses that are not limited to face masks, but can also be used to make uniforms, surgical caps, drapes, foot pads, etc. At the same time, superhydrophobic cotton fabrics can to be used in applications for removing crude oil and hydrocarbon residues from water.
Το βαμβάκι είναι ένα εύκολα διαθέσιμο υλικό, αλλά τα υφάσματα από βαμβάκι δεν προσφέρουν επαρκή προστασία από βακτήρια καί ιούς καθώς δίαβρέχονταί εύκολα από το νερό καί υδρατμούς. Ως αποτέλεσμα, η έκθεση σε σταγονίδια μολυσμένων βιολογικών υγρών (όπως το σάλιο) παρέχει ένα μέσο για την επιβίωση βακτηρίων καί ιών. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, χρησιμοποιούνται πλαστικές επικαλύψεις ή καλύμματα (προλυπυλενίου) για την προστασία του χρήστη που απωθούν τα βιολογικά υγρά καί αποφεύγουν την επαφή ή την έκθεση. Ωστόσο, τα πλαστικά δεν είναι υπερυδρόφοβα (γωνία επαφής με το νερό: 90-100°) καί ο εξοπλισμός που είναι βασισμένος σε αυτά δεν έχει ή έχει περιορισμένη αντιβακτηριακή ή αντιική δράση καί δεν μπορεί να επαναχρησίμοποίηθεί. Παράλληλα, πλαστικά χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως για εφαρμογές απομάκρυνσης πετρελαίου, αλλά δεδομένου ότι είναι περιορισμένης υδροφοβίκότητας δεν παρουσιάζουν τη βέλτιστη απόδοση καί παράλληλα δεν θεωρούνται περιβαλλοντικά αποδεκτά. Κατά συνέπεια, υπάρχει ανάγκη για ανάπτυξη υλικών με υπερυδρόφοβες ιδιότητες (γωνία επαφής με το νερό> 150°) με ενι,σχυμένη ικανότητα για απομάκρυνση πετρελαιοειδών από το νερό. Cotton is an easily available material, but cotton fabrics do not offer sufficient protection against bacteria and viruses as they are easily soaked by water and water vapor. As a result, exposure to droplets of contaminated biological fluids (such as saliva) provides a means for bacteria and viruses to survive. To overcome this problem, plastic coatings or covers (polypropylene) are used to protect the user that repel biological fluids and avoid contact or exposure. However, plastics are not superhydrophobic (water contact angle: 90-100°) and equipment based on them has no or limited antibacterial or antiviral activity and cannot be reused. At the same time, plastics are also commonly used for oil removal applications, but since they are of limited hydrophobicity, they do not perform optimally and are not considered environmentally acceptable. Consequently, there is a need to develop materials with superhydrophobic properties (water contact angle > 150°) with enhanced ability to remove oil from water.
Παρά τη μεγάλη πρόοδο που έχει σημειωθεί σχετικά με την αποτελεσματική επιφανειακή υπερυδρόφοβη ή/καί αντιβακτηριαδική-αντιική επικάλυψη βαμβακερών υφασμάτων, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλοί περιορισμοί σας υπάρχουσες τεχνικές για την ανάπτυξη τέτοιων επιστρώσεων. [1] Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται κάποια βασικά χαρακτηριστικά των μεθόδων που έχουν χρησιμοποιηθεί για την εισαγωγή υπερυδρόφοβων ιδιοτήτων σε βαμβακερά υφάσματα καί τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά για τη νέα μέθοδο που έχουμε αναπτύξει. Despite the great progress that has been made in the effective superhydrophobic and/or antibacterial-antiviral surface coating of cotton fabrics, there are still many limitations in existing techniques for developing such coatings. [1] The table below presents some basic characteristics of the methods that have been used to introduce superhydrophobic properties into cotton fabrics and the corresponding characteristics for the new method we have developed.
Πίνακας 1. Σύγκριση βασικών χαρακτηριστικών γνωστών μεθόδων με τη νέα μέθοδο για την εισαγωγή υπερυδρόφοβων ιδιοτήτων σε βαμβακερά υφάσματα. Table 1. Comparison of key features of known methods with the new method for introducing superhydrophobic properties into cotton fabrics.
Από τα δεδομένα του πίνακα φαίνεται ότι πολλές από τις αναφερόμενες τεχνικές χρησιμοποιούν τοξίκά και. δαπανηρά φθορίωμένα αντιδραστήρια, ενώ μερικές από αυτές χρησιμοποιούν επίσης εξείδίκευμένο εξοπλισμό (π.χ. συσκευή λέιζερ, επεξεργασία πλάσματος κ.λπ.).[2-7] Επιπλέον, σχεδόν όλες OL γνωστές στρατηγικές βασίζονται στην ανάπτυξη/ εναπόθεση υπερυδροφοβίκών νάνο/ μίκροσωματίδίων στην επιφάνεια του βαμβακιού. [3-7] Στην τελευταία περίπτωση, τα εναποτίθέμενα σωματίδια μπορεί να ξεπλυθούν λόγω της γήρανσης του υλικού ή κατά την έκπλυση τους με υγρά, με αποτέλεσμα την απώλεια υπερυδροφοβίκότητας, την απελευθέρωση νανοϋλίκών στο περιβάλλον καί την έκθεση των τελικών χρηστών σε νανουλίκά. Οί μέθοδοί που επάγουν την υπερυδροφοβίκότητα χωρίς εναπόθεση σωματιδίων είναι αυτές που βασίζονται σε αντιδράσεις πολύ μερισμού που πραγματοποιούνται απευθείας στην επιφάνεια του βαμβακιού. [2] Ωστόσο, Οί μέθοδοί πολύ μερισμού είναι χρονοβόρες καί περιλαμβάνουν ακριβά / τοξίκά αντιδραστήρια καί εξείδίκευμένες διαδικασίες. Επίσης, σύμφωνα με αποτελέσματα προέρευνας, Οί μέθοδοί επικάλυψης υφασμάτων που δεν απαιτούν χρήση πολύπλοκων διαδικασιών (π.χ. χρησιμοποιούν χαμηλού κόστους μη τοξίκά υλικά, όπως απλά μεταλλικά άλατα καί όχι τοξίκούς οργανικούς διαλυτές) οδηγούν μεν στην ενσωμάτωση αντίβακτηρίακών ή αντιικών ιδιοτήτων, αλλά δεν προσφέρουν αδίαβροχοποίήση.[8] From the data in the table it appears that many of the mentioned techniques use toxic and. expensive fluorinated reagents, while some of them also use specialized equipment (e.g., laser device, plasma treatment, etc.).[2-7] In addition, almost all OL known strategies are based on the growth/deposition of superhydrophobic nano/microparticles in cotton surface. [3-7] In the latter case, the deposited particles may be washed away due to aging of the material or when washed with liquids, resulting in the loss of superhydrophobicity, the release of nanomaterials into the environment and the exposure of end users to nanomaterials. Methods that induce superhydrophobicity without particle deposition are those based on polymerization reactions carried out directly on the cotton surface. [2] However, multipartition methods are time-consuming and involve expensive/toxic reagents and specialized procedures. Also, according to preliminary research results, fabric coating methods that do not require the use of complex processes (e.g. use low-cost non-toxic materials, such as simple metal salts and not toxic organic solvents) lead to the incorporation of antibacterial or antiviral properties, but not offer waterproofing.[8]
Οί παρόντες εφευρέτες ανέπτυξαν μία μέθοδο για την ταυτόχρονη αδίαβροχοποίήση καί εισαγωγή αντίβακτηρίακών καί ενδεχομένως αντίίίκών ιδιοτήτων σε βαμβακερά υφάσματα, που βασίζεται στη μόνιμη χημική τροποποίηση βαμβακερών υλικών με μία υπερυδρόφοβη επικάλυψη που διαμορφώνεται από χαμηλού κόστους αντίβακτηρίακά/αντίίίκά μεταλλικά ιόντα καί ανιόντα λιπαρών οξέων. Από τον πίνακα 1 φαίνεται ότι η νέα μέθοδος που παρουσιάζεται εδώ έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις γνωστές τεχνικές. Συγκεκριμένα, η νέα τεχνολογία προσφέρει μερικά μοναδικά χαρακτηριστικά σε σύγκριση με τις στρατηγικές που χρησιμοποιούνται σήμερα: α) η σύνθεση δεν βασίζεται σε πολύπλοκα (νάνο) υλικά ή εξείδίκευμένα αντιδραστήρια καί περιλαμβάνει αποκλειστικά υδατικά διαλύματα καί όχι τοξίκούς καί υψηλού κόστους οργανικούς διαλύτες, β) τα απόβλητα της διαδικασίας τροποποίησης είναι μη τοξίκά, γ) η επικάλυψη είναι χημικά ενσωματωμένη στο ύφασμα χωρίς τη χρήση νανο-μίκρο στερεών σωματιδίων. Ως εκ τούτου, τα υλικά είναι σταθερά σε ένα ευρύ φάσμα μεθόδων καθαρισμού καί «απολύμανσης», δ) το τροποποιημένο ύφασμα είναι πολύ -λειτουργικό συνδυάζοντας υπερυδροφοβίκότητα καί αντίβακτηρίδίακή δράση, ε) η διαδικασία τροποποίησης είναι εύκολα υλοποιήσιμη καί επεκτάσίμη στη μαζική παραγωγή. Σε αντίθεση με τις αντιδράσεις πολύ μερισμού που απαιτούν πολύ χρόνο καί ακρίβά/τοξίκά αντιδραστήρια, [2] η νέα μέθοδος ολοκληρώνεται σε λιγότερο από 1 ώρα με χρήση μη τοξίκών καί χαμηλού κόστους αντιδραστηρίων. The present inventors have developed a method for the simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial and potentially antiviral properties into cotton fabrics, based on the permanent chemical modification of cotton materials with a superhydrophobic coating formed from low-cost antibacterial/antiviral metal ions and fatty acid anions. From table 1 it can be seen that the new method presented here has significant advantages over the known techniques. In particular, the new technology offers some unique features compared to the strategies used today: a) the synthesis is not based on complex (nano) materials or specialized reagents and includes exclusively aqueous solutions and not toxic and high-cost organic solvents, b) the wastes of the modification process are non-toxic, c) the coating is chemically incorporated into the fabric without the use of nano-micro solid particles. Therefore, the materials are stable to a wide range of cleaning and "disinfection" methods, d) the modified fabric is highly functional combining superhydrophobicity and antibacterial activity, e) the modification process is easily implementable and scalable to mass production. In contrast to polymerization reactions that require a long time and expensive/toxic reagents, [2] the new method is completed in less than 1 hour using non-toxic and low-cost reagents.
Με τη νέα τεχνολογία τα βαμβακερά υφάσματα τροποποιούνται με μία πολύλείτουργίκή επίστρωση που συνδυάζει υπερυδροφοβίκότητα καί αντίβακτηρίδίακές, ενδεχομένως δε καί με αντιικές ιδιότητες. Έτσι, τα συμβατικά βαμβακερά υφάσματα μετατρέπονταί σε ένα αδιαπέραστο φράγμα για βιολογικά υγρά, ελαχιστοποιούν την ανάπτυξη βακτηρίων καί ενδεχομένως καί ιών αποτρέποντας τον σχηματισμό βίομεμβράνης καί προσφέρουν βακτηριοκτόνο καί ενδεχομένως ίοκτόνο δράση. Παράλληλα, τα υπερυδρόφοβα βαμβακερά υλικά είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά ως φίλτρα για την απομάκρυνση ακατέργαστου πετρελαίου καί υπολειμμάτων υδρογονανθράκων από το νερό τόσο υπό στατικές συνθήκες όσο καί υπό συνθήκες ροής. With the new technology, cotton fabrics are modified with a multifunctional coating that combines superhydrophobicity and antibacterial, and possibly also with antiviral properties. Thus, conventional cotton fabrics become an impermeable barrier for biological fluids, minimize the growth of bacteria and possibly viruses by preventing the formation of a biofilm and offer a bactericidal and possibly virucidal effect. At the same time, superhydrophobic cotton materials are particularly effective as filters for the removal of crude oil and hydrocarbon residues from water under both static and flow conditions.
Τα τροποποιημένα υφάσματα με μεταλλικά ιόντα καί ανιόντα λιπαρών οξέων εν δυνάμει μπορεί να παρουσιάζουν ιδιότητες απενεργοποίησης ιών μέσω του σχηματισμού ισχυρών δεσμών ένταξης μεταξύ μεταλλικών ιόντων καί αμίνοξέων που υπάρχουν στο εξωτερικό πρωτεΐνίκό «κέλυφος» των ιών, απενεργοποιώντας έτσι τους ιούς μέσω της μόνιμης ακίνητοποίησης τους στην επιφάνεια του υφάσματος καθιστώντας τους μη-μεταδοτίκούς. [9,10] Fabrics modified with metal ions and fatty acid anions may potentially exhibit virus-inactivating properties through the formation of strong binding bonds between metal ions and amino acids present in the outer protein "shell" of viruses, thus inactivating viruses through their permanent immobilization in the surface of the fabric making them non-contagious. [9,10]
Μια επίδειξη της νέας τεχνολογίας κατά την εφαρμογή της σε απλό (εμπορικά διαθέσιμο) βαμβακερό ύφασμα παρουσιάζεται στο Σχέδιο 1. Η τροποποίηση των υφασμάτων με τη νέα τεχνολογία ολοκληρώνεται σε λιγότερο από μία ώρα μέσω θερμικής κατεργασίας (στους 70°C) του υφάσματος σε υδατικό διάλυμα μεταλλικού ιόντος που χρησιμοποιείται ως συνδετικός παράγοντας για την κατασκευή της επικάλυψης, ακολουθούμενη από βύθιση σε υδατικό διάλυμα ανιόντος λιπαρού οξέος (ή άλλου ανίονίκού επίφανείοδραστίκού) σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ιόντα σιδήρου χρησιμοποιούνται ως συνδετικός παράγοντας λόγω της χαμηλής τοξίκότητάς τους, της υψηλής βίοσυμβατότητας καί του χαμηλού κόστους. Ανιόντα λιπαρών οξέων (ή ενδεχομένως ανίονίκά τασίενεργά) καί, τα οποία δεν είναι τοξίκά καί βίοαποίκοδομήσίμα, προσφέρουν ένα μέσο για τη χαμηλού κόστους καί σχεδόν αυθόρμητη τροποποίηση των επιφανειών. Τα περισσότερα από αυτά τα ανιόντα περίέχονταί σε φυσικά καί εμπορικά προϊόντα (π.χ. σαπούνια, απορρυπαντικά, καλλυντικά έλαια, φυσικά εκχυλίσματα κ.λπ.) καί είναι άμεσα διαθέσιμα με χαμηλό κόστος. A demonstration of the new technology when applied to a plain (commercially available) cotton fabric is shown in Figure 1. The modification of fabrics with the new technology is completed in less than an hour by heat treatment (at 70°C) of the fabric in an aqueous solution metal ion used as a binding agent to make the coating, followed by immersion in an aqueous solution of a fatty acid anion (or other anionic surfactant) at ambient temperature. Iron ions are used as a binding agent due to their low toxicity, high biocompatibility and low cost. Fatty acid anions (or possibly anionic surfactants) and, which are non-toxic and biodegradable, offer a means of low-cost and almost spontaneous surface modification. Most of these anions are contained in natural and commercial products (eg soaps, detergents, cosmetic oils, natural extracts, etc.) and are readily available at low cost.
Εκτός από την υπερυδρόφοβη επικάλυψη με ιόντα σίδήρου-ανίόντα λιπαρών οξέων, με την παρούσα εφεύρεση είναι δυνατός ο εμπλουτισμός με έναν αποτελεσματικό αντίβακτηρίακό / αντιικό παράγοντα όπως Cu<2+>, Zn<2+>, Zr<4+>ή Βi<3+>. Αυτά τα μεταλλικά ιόντα (χωριστά καί σε μίγματα) προστίθενται σε διάφορα ποσοστά μειώνοντας κατάλληλα τη συγκέντρωση του συνδετικού παράγοντα (δηλ. Fe<3+>). Τα συγκεκριμένα μεταλλικά ιόντα χρησιμοποιούνται επειδή α) σε αντίθεση με άλλους αντίμίκροβίακούς παράγοντες, όπως ενώσεις τεταρτοταγούς αμμωνίου, δεν προκαλούν δερματικές παθήσεις καί αλλεργίες καί έχουν χαμηλή ή καθόλου τοξικότητα, β) τα περισσότερα μεταλλικά ιόντα σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς ένταξης με αμίνοξέα καί πρωτεΐνες (που περιβάλλουν το νουκλεϊκό οξύ των ιών) ακίνητοποίώντας ενδεχομένως ίους, [ 11 ] γ) σχηματίζουν αδιάλυτα στο νερό (υδρόφοβα) σύμπλοκα με μία ποικιλία ανίονίκών τασίενεργών καί ανιόντων λιπαρών οξέων, καί δ) τα σύμπλοκά τους είναι γνωστά για τις αντίβακτηρίακές, αντιμυκητιασικές καί αντιικες ιδιότητες (ή συνδυασμούς αυτών). [12-16] Μία επίδειξη των υψηλών αντίβακτηρίακών ιδιοτήτων του πρωτότυπου βαμβακιού με επικάλυψη ζιρκονίου που έχει παρασκευαστεί με την παρούσα εφεύρεση παρουσιάζεται στο Σχέδιο 2. In addition to the superhydrophobic coating with iron ions-fatty acid anions, with the present invention it is possible to enrich with an effective antibacterial / antiviral agent such as Cu<2+>, Zn<2+>, Zr<4+> or Bi<3 +>. These metal ions (separately and in mixtures) are added in various percentages by appropriately reducing the concentration of the binding agent (ie Fe<3+>). The specific metal ions are used because a) unlike other antimicrobial agents, such as quaternary ammonium compounds, they do not cause skin diseases and allergies and have low or no toxicity, b) most metal ions form strong integration bonds with amino acids and proteins (which surround the nucleic acid of viruses) possibly immobilizing viruses, [ 11 ] c) form water-insoluble (hydrophobic) complexes with a variety of anionic surfactants and anionic fatty acids, and d) their complexes are known for their antibacterial, antifungal and antiviral properties ( or combinations thereof). [12-16] A demonstration of the high antibacterial properties of the prototype zirconium-coated cotton prepared by the present invention is shown in Figure 2.
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΧΕΔΙΩΝ ΣΧΕΔΙΟ 1. Υπερύδροφοβο βαμβακερό ύφασμα που παράχθηκε με την παρούσα εφεύρεση. Αριστερά: Το μη τροποποιημένο ύφασμα δίαβρέχεταί πλήρως από το νερό. Δεξιά: Το τροποποιημένο ύφασμα (Fe<3+>-ολεΐκό) είναι πλήρως αδιάβροχο. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS DRAWING 1. Superhydrophobic cotton fabric produced by the present invention. Left: The unmodified fabric is completely soaked by water. Right: The modified fabric (Fe<3+>-oleic) is fully waterproof.
ΣΧΕΔΙΟ 2. Ανάπτυξη βακτηρίων Staphylococcus aureus σε μη τροποποιημένο βαμβακερό ύφασμα (αριστερά) καί αντί-βακτηρίδίακή δράση του βαμβακερού υφάσματος τροποποιημένου με ΖΓ<4+>-ολεΐκό (δεξιά). FIGURE 2. Growth of Staphylococcus aureus bacteria on unmodified cotton fabric (left) and antibacterial activity of cotton fabric modified with ZG<4+>-oleic (right).
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ EXAMPLES
Ι.Ένα κομμάτι βαμβακερού υφάσματος (διαστάσεων 3, 5x3, 5 cm<2>) μεταφέρεταί σε υδατικό διάλυμα FeCl3(0,5-3 g/200 mL) καί το μίγμα θερμαίνεται υπό μαγνητίκή ανάδευση στους 70 °C για 30 min. Στην συνέχεια το ύφασμα απομακρύνεται από το διάλυμα του FeCl3, έχοντας αποκτήσει μία κεραμέρυθρη απόχρωση λόγω της επικάλυψης με τα ιόντα Fe<3+>. Μετά από έκπλυση του υφάσματος με άφθονο νερό, το ύφασμα μεταφέρεταί σε υδατικό διάλυμα ολεΐκού νατρίου (0,75-1,5 g / 200 mL) καί το μίγμα αναδεύεται σε θερμοκρασία δωματίου για 10min (έως 1,5 ώρες). Το ύφασμα στη συνέχεια εκπλένεταί με νερό καί ξηραίνεται στους 100 °C για 2-3 h. Η γωνία συνεπαφής νέρου του υφάσματος βρέθηκε >150°, το οποίο φανερώνει ότι το αρχικά υδρόφιλο ύφασμα (γωνία συνέπαφης νερού = 0°) έχει μετατραπεί σε υπερυδρόφοβο. I. A piece of cotton fabric (dimensions 3.5x3.5 cm<2>) is transferred to an aqueous solution of FeCl3 (0.5-3 g/200 mL) and the mixture is heated under magnetic stirring at 70 °C for 30 min. The fabric is then removed from the FeCl3 solution, having acquired a ceramic-red hue due to the coating with Fe<3+> ions. After rinsing the fabric with plenty of water, the fabric is transferred to an aqueous solution of sodium oleate (0.75-1.5 g / 200 mL) and the mixture is stirred at room temperature for 10 min (up to 1.5 hours). The fabric is then washed with water and dried at 100 °C for 2-3 h. The water contact angle of the fabric was found to be >150°, which reveals that the initially hydrophilic fabric (water contact angle = 0°) has become superhydrophobic.
2. Η παραπάνω διαδικασία επαναλαμβάνεται με τη μόνη διαφορά ότι χρησιμοποιείται υδατικό διάλυμα ZrCl4(0,05-0,3 g/200 mL) αντί διαλύματος FeCl3. Το ύφασμα με επικάλυψη ζιρκονίου που τροποποιείται με την παραπάνω διαδικασία παρουσιάζει γωνία συνεπαφής νέρου >150°. Το ύφασμα επίσης βρέθηκε δραστικό έναντι του βακτηρίου Staphylococcus aureus, δείχνοντας ότι. η επικάλυψη ζίρκονίου-ολεΐκού προσδίδει αντίβακτηρίδίακή δράση στο ύφασμα. Σε αντίθεση το βακτήριο αναπτύσσεται πάνω στο μη τροποποιημένο βαμβακερό ύφασμα. 2. The above procedure is repeated with the only difference that an aqueous solution of ZrCl4 (0.05-0.3 g/200 mL) is used instead of a FeCl3 solution. The zirconium-coated fabric modified by the above process exhibits a water contact angle of >150°. The fabric was also found to be active against the bacterium Staphylococcus aureus, showing that. the zirconium-oleate coating imparts an antibacterial effect to the fabric. In contrast, the bacterium grows on unmodified cotton fabric.
3. Επίσης η παραπάνω διαδικασία τροποποίησης με Zr<4+>καί ολεΐκό πραγματοποιήθηκε καί σε βαμβακερή μάσκα προστασίας με διαστάσεις 9x18 cm<2>. Σε αυτή την περίπτωση η μάσκα κατεργάστηκε πρώτα με διάλυμα ZrCl4(0,2-1 g/400 mL) στους 70 °C για 30 min. Στη συνέχεια η μάσκα με επικάλυψη Zr<4+>κατεργάζεται με διάλυμα ολεΐκού νατρίου (3 g / 400 mL) για 10 min σε θερμοκρασία δωματίου. Η μάσκα στη συνέχεια εκπλένεταί με νερό καί ξηραίνεται στους 100 °C. Η γωνία συνεπαφής νερού της τροποποιημένης μάσκας βρέθηκε >150°. 3. Also, the above modification process with Zr<4+> and oleic was carried out on a cotton protective mask with dimensions of 9x18 cm<2>. In this case the mask was first treated with ZrCl4 solution (0.2-1 g/400 mL) at 70 °C for 30 min. Then the Zr<4+> coated mask is treated with sodium oleate solution (3 g / 400 mL) for 10 min at room temperature. The mask is then rinsed with water and dried at 100 °C. The water contact angle of the modified mask was found to be >150°.
4. Η παραπάνω διαδικασία επαναλαμβάνεται με τη χρήση υδατικού διαλύματος Cu(CH3COO)2(0,75-2 g/200 mL). Το ύφασμα με επικάλυψη χαλκού που τροποποιείται με την παραπάνω διαδικασία παρουσιάζει γωνία συνεπαφής νέρου >150°. 4. The above procedure is repeated using an aqueous solution of Cu(CH3COO)2 (0.75-2 g/200 mL). The copper-coated fabric modified by the above process exhibits a water contact angle of >150°.
5. Η απομόνωση υφάσματος με μίγμα μεταλλικών ιόντων γίνεται με ανάλογη διαδικασία όπως περίγράφεταί παραπάνω με τη διαφορά ότι χρησιμοποιείται μίγμα μεταλλικών αλάτων, όπως FeCl3/ZrCl4(αναλογίες 1/5-1/3), Cu(CH3COO)2/FeCl3/ (αναλογία 3/10). 5. Fabric isolation with a mixture of metal ions is done with a similar process as described above with the difference that a mixture of metal salts is used, such as FeCl3/ZrCl4 (ratio 1/5-1/3), Cu(CH3COO)2/FeCl3/ (ratio 3/10).
6. Για να εκτιμήσουμε την δυνατότητα παραγωγής υπερυδρόφοβων υφασμάτων σε μεγάλη κλίμακα, πραγματοποιήσαμε τη σύνθεση των τροποποιημένων υφασμάτων υπό τις βελτιστοποιημένες πειραματικές συνθήκες (1,85 mmol Fe<3+>στους 70 °C για 30 λεπτά καί 2,7 mmol ελάίκό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για 10 λεπτά) χρησιμοποιώντας μεγαλύτερου μεγέθους βαμβακερά υφάσματα (Μ x Υ x Π = 12 χ 12 χ 0,05 cm, Εμβαδόν = 144 cm<2>, Επιφάνεια = 290,4 cm<2>). Μετά από κάθε σύνθεση, τα ίδια διαλύματα αντιδραστηρίων (Fe<3+>καί διαλύματα ελάίκού) επαναχρησίμοποίήθηκαν για την τροποποίηση πρόσθετων βαμβακερών υφασμάτων. Παρατηρήσαμε ότι τα διαλύματα μπορούν να επαναχρησίμοποίηθούν για τουλάχιστον πέντε φορές, παράγοντας έτσι υπερυδρόφοβα βαμβακερά υφάσματα με επιφάνεια τουλάχιστον 1452 cm<2>(ή 0,15 m<2>). Αυτά τα αποτελέσματα φανερώνουν οτί η συνθετική διαδικασία είναι εύκολο να πραγματοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα καθώς μπορεί να επιτευχθεί χωρίς να ανανεωθούν τα διαλύματα αντιδραστηρίων για αρκετές φορές, μειώνοντας έτσι σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας καί την παραγωγή αποβλήτων. Είναι σημαντικό, όλα τα υλικά (Fe<3+>, ελάίκό καί βαμβάκι), που δεν καταναλώνονται μετά τη σύνθεση, είναι ανακυκλώσίμα (δηλαδή μπορούν να αγοραστούν από ανακυκλώσίμες πηγές ή να ανακυκλωθούν μετά τη χρήση), ελαχιστοποιώντας την παραγωγή αποβλήτων καί μειώνοντας το συνολικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα της διαδικασίας. 6. To assess the possibility of large-scale production of superhydrophobic fabrics, we synthesized the modified fabrics under the optimized experimental conditions (1.85 mmol Fe<3+>at 70 °C for 30 min and 2.7 mmol elay at ambient for 10 minutes) using larger size cotton fabrics (L x H x W = 12 x 12 x 0.05 cm, Area = 144 cm<2>, Surface = 290.4 cm<2>). After each synthesis, the same reagent solutions (Fe<3+>and oleate solutions) were reused to modify additional cotton fabrics. We observed that the solutions can be reused for at least five times, thereby producing superhydrophobic cotton fabrics with a surface area of at least 1452 cm<2> (or 0.15 m<2>). These results reveal that the synthetic process is easy to carry out on a large scale as it can be achieved without renewing the reagent solutions several times, thus significantly reducing energy consumption and waste generation. Importantly, all materials (Fe<3+>, olive and cotton), which are not consumed after synthesis, are recyclable (i.e. they can be purchased from recyclable sources or recycled after use), minimizing waste generation and reducing total environmental footprint of the process.
7. Τα τροποποιημένα υπερυδρόφοβα υφάσματα μελετήθηκαν ως προς τη σταθερότητα τους με ένα ευρύ φάσμα μεθόδων καθαρισμού καί απολύμανσης, συμπεριλαμβανομένης α) της χρήσης αντισηπτικών προϊόντων (προπανόλης, αίθανόλης), β) έκθεσης σε υπεριώδες φως (φυσικό ή τεχνητό), γ) θερμική επεξεργασία (π.χ. σιδέρωμα σε > 100°C, θέρμανση σε φούρνο στους 100°C), δ) πλύσιμο χωρίς σαπούνι στους 60°C καί δ) καθαρισμού με φυσίκόπράσινο σαπούνι στους 40 °C. Τα τροποποιημένα υπερυδρόφοβα υφάσματα διατηρούν την υπερυδροφοβίκότητα τους μετά από τουλάχιστο 50 χρήσεις προπανόλης ή αίθανόλης, έκθεση τους σε φυσικό ή υπεριώδες φως για τουλάχιστο 50 φορές, θέρμανση ή σιδέρωμα τους στους 100- °C για τουλάχιστο 20 φορές-καί καθαρισμό με φυσίκό-πράσίνο σαπούνι ή άλλα ήπια καθαρίστίκά στους 30-40 °C για τουλάχιστον 20 φορές. 7. The modified superhydrophobic fabrics were studied for their stability with a wide range of cleaning and disinfection methods, including a) the use of antiseptic products (propanol, ethanol), b) exposure to UV light (natural or artificial), c) heat treatment (eg ironing at > 100°C, heating in an oven at 100°C), d) washing without soap at 60°C and d) cleaning with natural green soap at 40°C. Modified superhydrophobic fabrics retain their superhydrophobicity after at least 50 uses of propanol or ethanol, exposure to natural or UV light for at least 50 times, heating or ironing at -100°C for at least 20 times - and cleaning with natural-green soap or other mild detergents at 30-40 °C for at least 20 times.
8. Τροποποιημένα υπερυδρόφοβα υφάσματα διαμέτρου 6 cm παρασκευάστηκαν με χρήση Fe<3+>-ολείκού νατρίου σύμφωνα την ανωτέρω διαδικασία καί μελετήθηκαν ως προς την ικανότητα τους να απομακρύνουν τοξίκούς υδρογονάνθρακες από απόβλητα πετρελαιοειδών. Αρχικά τα τροποποιημένα υφάσματα εμβαπτίστηκαν σε ακατέργαστο πετρέλαιο καί 8. Modified superhydrophobic fabrics of 6 cm diameter were prepared using sodium Fe<3+>-oleate according to the above procedure and studied for their ability to remove toxic hydrocarbons from waste petroleum. Initially the modified fabrics were soaked in crude oil and
διαπιστώθηκε ότι μπορούν να απορροφήσουν 4,5 φορές το βάρος τους σε found that they can absorb 4.5 times their weight in
πετρέλαιο. Στη συνέχεια μελετήθηκε η ικανότητα των τροποποιημένων oil. The ability of the modified ones was then studied
υφασμάτων να κατακρατούν πετρελαϊκούς υδρογονάνθρακες καί ακατέργαστο fabrics to retain petroleum hydrocarbons and crude
πετρέλαιο υπό συνθήκες ροής. Μίγματα ακατέργαστου πετρέλαίού-νερού oil under flow conditions. Crude oil-water mixtures
περιεκτικότητας 2-8% (ν/ν) σε ακατέργαστο πετρέλαιο διηθήθηκαν από of 2-8% (v/v) crude oil content were filtered from
τροποποιημένα φίλτρα. Μελετήθηκε επίσης η απόδοση της απομάκρυνσης για modified filters. The removal efficiency was also studied for
διαφορετικούς όγκους υδατικούς δείγματος (100-1000 mL), υπό διαφορετικές different volumes of aqueous sample (100-1000 mL), under different
ταχύτητες ροής (0,86-12 L/h) Τα αποτελέσματα που φαίνονται στον πίνακα 2 flow rates (0.86-12 L/h) The results shown in table 2
δείχνουν ότι τα τροποποιημένα υφάσματα είναι ικανά να συγκρατούν το show that the modified fabrics are able to retain the
>99.0% των υδρογονανθράκων. >99.0% of hydrocarbons.
ΠΙΝΑΚΑΣ 2. Αποτελέσματα διήθησης μίγματος ακατέργαστου πετρελαίουνερού από τροποποιημένα καί μη τροποποιημένα φίλτρα.<1>TABLE 2. Results of filtration of crude oil-water mixture by modified and unmodified filters.<1>
Συγκέντρωση Συγκέντρωση Απόδοση υδρογονανθράκων σε μίγμα υδρογονανθράκων στο απομάκρυνσης ακατέργαστου πετρελαίου- νερό μετά από διήθηση με υδρογονανθράκων<3>νερού υπερυδρόφοβο φίλτρο<2>Concentration Concentration Yield of hydrocarbons in a mixture of hydrocarbons in the removal of crude oil-water after filtration with a hydrocarbon<3>water superhydrophobic filter<2>
1000-5000mg/L <15 mg/L >99,0% 1000-5000mg/L <15 mg/L >99.0%
<1>Η συγκέντρωση των υδρογονανθράκων προσδιορίστηκε σύμφωνα με την <1>The concentration of hydrocarbons was determined according to
μέθοδο ASTM<®>D7066 (με τετραχλωροεθυλένίο ως διαλύτη εκχύλισης). method ASTM<®>D7066 (with tetrachlorethylene as extraction solvent).
<2>Βαμβακερό φίλτρο τροποποιημένο με Fe<3+>- ολεϊκό νάτριο. Όγκος δείγματος <2>Cotton filter modified with Fe<3+>- sodium oleate. Sample volume
100-1000 mL, Ταχύτητα διήθησης 0,86-12 L/h. 100-1000 mL, Filtration rate 0.86-12 L/h.
<3>Η απόδοση απομάκρυνσης υδρογονανθράκων υπολογίστηκε με βάση τον <3>Hydrocarbon removal efficiency was calculated based on
τύπο: A = (Αρχική συγκέντρωση-Τελίκή συγκέντρωση)<χ>100 / Αρχική formula: A = (Initial concentration-Final concentration)<x>100 / Initial
συγκέντρωση concentration
<4>Βαμβακερό φίλτρο χωρίς τροποποίηση. Όγκος δείγματος 100 mL, Ταχύτητα <4>Cotton filter without modification. 100 mL sample volume, Speed
διήθησης 0,86 L/h. of filtration 0.86 L/h.
ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΣΤΙΚΟΤΗΤΑ INDUSTRIAL APPLICABILITY
Η παρούσα εφεύρεση προσφέρει μία μέθοδο για τροποποίηση βαμβακερών υφασμάτων στα οποία εισάγονται. ταυτόχρονα υπερυδρόφοβες καί αντίβακτηρίδίακές καί ενδεχομένως αντίίκές ιδιότητες. Οί εφαρμογές των τροποποιημένων υφασμάτων αφορούν την παραγωγή μίας ποικιλίας προστατευτικού εξοπλισμού (μάσκες προσώπου, σκουφιά, ποδονάρία, κλινοσκεπάσματα, γάντια κλπ με υπερυδρόφοβες, αντίβακτηρίδίακές καί ενδεχομένως αντίίκές ιδιότητες), αντίβακτηρίδίακών καί ενδεχομένως αντίίκών The present invention provides a method for modifying cotton fabrics into which they are inserted. at the same time superhydrophobic and antibacterial and possibly anti-inflammatory properties. The applications of the modified fabrics concern the production of a variety of protective equipment (face masks, caps, footgear, bedding, gloves, etc. with superhydrophobic, antibacterial and possibly anti-bacterial properties), antibacterial and possibly anti-bacterial
φίλτρων σε συσκευές αερισμού καί κλιματισμού, αντίβακτηρίδίακών καί ενδεχομένως αντίίκών υλικών επικάλυψης σε στερεές επιφάνειες κλπ. Παράλληλα, πέρα από ίατρίκο-τεχνολογίκές εφαρμογές, τα υπερυδρόφοβα υφάσματα μπορεί να βρουν καί περιβαλλοντικές εφαρμογές όπως στην κατεργασία αποβλήτων πετρελαιοειδών καθώς είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά filters in ventilation and air-conditioning devices, antibacterial and possibly anti-aging coating materials on solid surfaces, etc. At the same time, in addition to medical-technological applications, superhydrophobic fabrics may also find environmental applications such as in the treatment of petroleum waste as they are particularly effective
στην απομάκρυνση υπολειμμάτων πετρελαϊκών υδρογονανθράκων. in the removal of petroleum hydrocarbon residues.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ BIBLIOGRAPHY
[1] Ρ. J. Brown and Κ. Stevens, in Nanofibers and nanotechnology in textiles, 2007, Woodhead Publishing Limited. [1] P. J. Brown and K. Stevens, in Nanofibers and nanotechnology in textiles, 2007, Woodhead Publishing Limited.
[2] B. Deng et. al., Laundering durability of superhydrophobic cotton fabric, Adv. Mater., 2010, 22, 5473-5477. [2] B. Deng et al. al., Laundering durability of superhydrophobic cotton fabric, Adv. Mater., 2010, 22, 5473-5477.
[3] P. Nguyen-Tri et. al., Robust superhydrophobic cotton fibers prepared by simple dip-coating approach using chemical and plasma-etching pretreatments, ACS Omega, 2019, 4, 7829-7837. [3] P. Nguyen-Tri et. al., Robust superhydrophobic cotton fibers prepared by simple dip-coating approach using chemical and plasma-etching pretreatments, ACS Omega, 2019, 4, 7829-7837.
[4] H. Wang et. al., Selective, spontaneous one-way oil-transport fabrics and their novel use for gauging liquid surface tension, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 22874-22880. [4] H. Wang et. al., Selective, spontaneous one-way oil-transport fabrics and their novel use for gauging liquid surface tension, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 22874-22880.
[5] B. Wang et. al., Methodology for robust superhydrophobic fabrics and sponges from in situ growth of transition metal/metal oxide nanocrystals with thiol modification and their applications in oil/water separation, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5, 1827-1839. [5] B. Wang et. al., Methodology for robust superhydrophobic fabrics and sponges from in situ growth of transition metal/metal oxide nanocrystals with thiol modification and their applications in oil/water separation, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5, 1827-1839.
[6] Y. Zhao et. al., Superhydrophobic cotton fabric fabricated by electrostatic assembly of silica nanoparticles and its remarkable buoyancy, Appl. Surf. Sci., 2010, 256, 6736-6742. [6] Y. Zhao et. al., Superhydrophobic cotton fabric fabricated by electrostatic assembly of silica nanoparticles and its remarkable buoyancy, Appl. Surf. Sci., 2010, 256, 6736-6742.
[7] W. A. Daoud et. al., Pulsed laser deposition of superhydrophobic thin Teflon films on cellulosic fibers, Thin Solid Films, 2006, 515, 835-837. [7] W.A. Daoud et. al., Pulsed laser deposition of superhydrophobic thin Teflon films on cellulosic fibers, Thin Solid Films, 2006, 515, 835-837.
[8] Η. H. Kuhn, P. K. Kang, Textile surface coatings of iron oxide and aluminum oxide, U.S. patent: US005928720A. [8] H. H. Kuhn, P. K. Kang, Textile surface coatings of iron oxide and aluminum oxide, U.S. patent: US005928720A.
[9] S. Raha et. al, Is copper beneficial for COVID-19 patients?, Medical Hypotheses 2020; 42: 109814. [9] S. Raha et. al, Is copper beneficial for COVID-19 patients?, Medical Hypotheses 2020; 42: 109814.
[10] J. M. Zuniga, A. Cortes, The role of additive manufacturing and antimicrobial polymers in the COVID-19 pandemic, Expert Review of Medical Devices, 2020, 17, 477-481. [10] J. M. Zuniga, A. Cortes, The role of additive manufacturing and antimicrobial polymers in the COVID-19 pandemic, Expert Review of Medical Devices, 2020, 17, 477-481.
[11] O. Yamauchi, A. Odani, Stability constants of metal complexes of amino acids with charged side chains -part i: positively charged side chains, Pure & Appl. Chem, 1996, 68, 469. [11] O. Yamauchi, A. Odani, Stability constants of metal complexes of amino acids with charged side chains - part i: positively charged side chains, Pure & Appl. Chem, 1996, 68, 469.
[12] K. Imai et. al., Inactivation of high and low pathogenic avian influenza virus H5 subtypes by copper ions incorporated in zeolite-textile materials, Antiviral Res., 2012, 93, 225. [12] K. Imai et al. al., Inactivation of high and low pathogenic avian influenza virus H5 subtypes by copper ions incorporated in zeolite-textile materials, Antiviral Res., 2012, 93, 225.
[13] Z. U. lyigundogdu et. al., Developing novel antimicrobial and antiviral textile products, Appl. Biochem. Biotechnol., 2017,181,1155-1166. [13] Z. U. lyigundogdu et. al., Developing novel antimicrobial and antiviral textile products, Appl. Biochem. Biotechnol., 2017,181,1155-1166.
[14] S. L. Jangra et. al., Antimicrobial activity of zirconia (Zr02) nanoparticles and zirconium complexes, J. Nanosci. Nanotechnol. 2012; 12\ 7105. [14] S. L. Jangra et. al., Antimicrobial activity of zirconia (ZrO2) nanoparticles and zirconium complexes, J. Nanosci. Nanotechnol. 2012? 12\ 7105.
[15] Y. Su et. al., Zinc-based biomaterials for regeneration and therapy, Trends in Biotechnology, 2019; 37: 428. [15] Y. Su et al. al., Zinc-based biomaterials for regeneration and therapy, Trends in Biotechnology, 2019; 37: 428.
[16] R. Wang et. al, Chapter Six - Bismuth drugs as antimicrobial agent, Advances in Inorganic Chemistry, 2020; 75: 183. [16] R. Wang et. al, Chapter Six - Bismuth drugs as antimicrobial agents, Advances in Inorganic Chemistry, 2020; 75: 183.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20210100244A GR1010262B (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Method for the simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial /antiviral properties in cotton fabrics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20210100244A GR1010262B (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Method for the simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial /antiviral properties in cotton fabrics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR1010262B true GR1010262B (en) | 2022-06-30 |
Family
ID=82848649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20210100244A GR1010262B (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Method for the simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial /antiviral properties in cotton fabrics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| GR (1) | GR1010262B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115012093A (en) * | 2022-07-05 | 2022-09-06 | 晋江康邦拓新材料科技有限公司 | Antibacterial and water-repellent fabric and processing method thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005063309A2 (en) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Bki Holding Corporation | Fibers of variable wettability and materials containing the fibers |
-
2021
- 2021-04-06 GR GR20210100244A patent/GR1010262B/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005063309A2 (en) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Bki Holding Corporation | Fibers of variable wettability and materials containing the fibers |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115012093A (en) * | 2022-07-05 | 2022-09-06 | 晋江康邦拓新材料科技有限公司 | Antibacterial and water-repellent fabric and processing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6851648B2 (en) | Antibacterial coating for long-term sterilization of the surface | |
| RU2667894C2 (en) | Heteropolyoxometalates | |
| Haider et al. | Preparation of silver nanoparticles and their industrial and biomedical applications: a comprehensive review | |
| Bogdan et al. | Chances and limitations of nanosized titanium dioxide practical application in view of its physicochemical properties | |
| TWI478873B (en) | Stable nano titania sols and a process for their production | |
| JP2009527486A (en) | Production of antibacterial surfaces using dendrimer biocides | |
| Liu et al. | Characterization and mechanism for the protection of photolytic decomposition of N-halamine siloxane coatings by titanium dioxide | |
| KR20100106425A (en) | An antimicrobial porous substrate and a method of making and using the same | |
| GR1010262B (en) | Method for the simultaneous waterproofing and introduction of antibacterial /antiviral properties in cotton fabrics | |
| EP1824913A2 (en) | Immobilizing anti-microbial compounds on elastomeric articles | |
| CA3171692A1 (en) | Microbial reduction coating compositions and methods of use thereof | |
| Jeong et al. | Photobiocidal-triboelectric nanolayer coating of photosensitizer/silica-alumina for reusable and visible-light-driven antibacterial/antiviral air filters | |
| Ying et al. | Antibacterial modification of cellulosic materials | |
| Song et al. | Antimicrobial efficiency and surface interactions of quaternary ammonium compound absorbed on dielectric barrier discharge (DBD) plasma treated fiber-based wiping materials | |
| KR101409491B1 (en) | Eco-Friendly Fabrics for Clothing Comprising Functions of Antibacterial and Deodorization and Manufacturing Methods Thereof | |
| WO2012059943A2 (en) | Pale yellow coloured aqueous dispersion of silver nanoparticles, a process for preparation and compositons thereof | |
| Rao et al. | Research advances in the fabrication of biosafety and functional leather: A way-forward for effective management of COVID-19 outbreak | |
| CN114073921A (en) | Composite microsphere and preparation method and application thereof | |
| KR20200058475A (en) | Metal copper fine particles and manufacturing method thereof | |
| KR20090081479A (en) | Multi Functional Mop | |
| CA3034286A1 (en) | Preparation of sulfonamide-containing antimicrobials and substrate treating compositions of sulfonamide-containing antimicrobials | |
| KR101829031B1 (en) | Fiber with antibacterial, bactericidal, far-infrared radiation emissive and anion emissive | |
| JP2024513334A (en) | Compositions and methods for surface decontamination | |
| WO2017203299A1 (en) | Self-sanitising compositions and method for the production thereof | |
| CN104650672A (en) | Photocatalyst air antiseptic disinfectant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PG | Patent granted |
Effective date: 20220707 |