PL229041B1

PL229041B1 - Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy

Info

Publication number: PL229041B1
Application number: PL395710A
Authority: PL
Inventors: Helena TETERYCZ; Helena Teterycz; Kamil WIŚNIEWSKI; Kamil Wiśniewski; Patryk Halek; Olga RAC; Olga Rac; Dominika Oleś; Marta FIEDOT; Marta Fiedot; Grzegorz Halek
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2018-06-29
Also published as: PL395710A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, w szczególności na nić, linę, sznur, plecionkę, filc, filc tkany, włókninę, watolinę, watolinę dzianą, tkaninę, dzianinę, plecionkę, siatkę, czy też koronkę.

Znane z artykułu Daoud W. A., Xin J. H.: Sol-Gel, Sci. Technology, 29 (2004) s. 25, materiały włókiennicze o właściwościach antybakteryjnych otrzymuje się w wyniku nanoszenia na nie nanocząsteczek dwutlenku tytanu lub srebra. Znane z publikacji Zhiping Mao, Qiuping Shi, Linping Hang, Huantian Cao, The formation and UV-blockinh of needle-shaped ZnO nanorod on cotton fabric, Thin Solid Films, 517 (2009) s. 2581-2686, materiały włókiennicze o właściwościach antybakteryjnych otrzymuje się przez naniesienie na nie w pierwszej kolejności cienkiej warstwy SiO2, a następnie warstwy tlenek cynku.

Sposób nadawania włóknom poliamidowym, poliakrylonitrylowym, poliestrowym, polipropylenowym właściwości antybakteryjnych znany z polskiego opisu patentowego nr 174 680, polega na tym, że włókna poddaje się spęcznieniu rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie benzenem lub toluenem, w temperaturze 20-50°C w czasie od kilku do kilkudziesięciu minut, a po usunięciu nadmiaru rozpuszczalnika i następnie odparowaniu rozpuszczalnika z włókien, włókna napawa się kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd szeregu furanowego stosowany w ilości 0,5-1,5% wagowych, kwaśny katalizator, korzystnie w postaci roztworu wodnego kwasu octowego, aktywator reakcji napawania w postaci związku aromatycznego, korzystnie difenylu i/lub dyspergator, korzystnie w postaci mieszaniny soli skondensowanych wielordzeniowych sulfokwasów aminoaromatycznych. Włókna chemiczne nie zawierające w cząsteczce grup funkcyjnych poddaje się przed procesem spęcznienia hydrolizie, utlenieniu lub szczepieniu odpowiednimi monomerami.

Sposób nadawania właściwości antybakteryjnych włóknom syntetycznym znany z polskiego opisu patentowego nr 179 483, polega na tym, że do makrocząsteczek włókien, przed napawaniem ich roztworem natybiotyku lub antybiotyków, wprowadza się grupy kwasowe karboksylowe na drodze szczepienia, hydrolizy lub utlenienia, po czym włókna napawa się wodnym roztworem antybiotyku lub mieszaniny antybiotyków o charakterze zasadowym, o stężeniu od kilku do kilkudziesięciu procent, w temperaturze pokojowej lub podwyższonej, w czasie od kilku do kilkudziesięciu minut, po czym włókna płucze się suszy i ewentualnie sterylizuje.

Sposób nadawania włóknom poliestrowym właściwości antybakteryjnych znany z polskiego opisu patentowego nr 187 392, polega na tym, że włókna napawa się roztworem nadtlenku benzoilu w toluenie, o stężeniu 3-6%, w temperaturze 60-75°C, w czasie 15-20 minut, po czym włókna, uprzednio odżęte i ogrzane, poddaje się szczepieniu w wodnej kąpieli szczepiącej zawierającej kwas akrylowy w ilości 60-100 g/dm³ kąpieli oraz difenyl i/lub dyspergator bądź ich mieszaniny w ilości po 3,5-4,5 g/dm³ kąpieli, w temperaturze 90-97°C w czasie 45-60 minut, następnie płucze, suszy i w końcu napawa wodnym roztworem Lendacinu, Biotraksonu, Dalacinu, Biodacyny, Wankomycyny o stężeniu 15-25% w temperaturze 38-45°C w czasie 60 minut, znów płucze i suszy.

Sposób nadawania właściwości antybakteryjnych włóknom poliamidowym znany z polskiego opisu patentowego nr 197 201, polega na inicjowaniu włókien w drodze napawania ich roztworem nadtlenku benzoilu w toluenie, następnie szczepieniu włókien w wodnej kąpieli szczepiącej zawierającej kwas akrylowy lub kwas metakrylowy oraz aktywator szczepienia i/lub dyspergator, następnie płukaniu w odmineralizowanej gorącej wodzie, odżęciu i napawaniu zaszczepionych włókien wodnym roztworem azotanu srebra oraz ponownie płukaniu w odmineralizowanej wodzie i suszeniu do stałej masy.

Sposób nadawania wyrobom włókienniczym właściwości antybakteryjnych lub terapeutycznych znany z polskiego opisu patentowego nr 200 059, polega na tym, że wyroby włókiennicze w postaci przędzy, tkaniny, dzianiny, włókniny, wykonane z włókien naturalnych, sztucznych i syntetycznych lub z ich mieszanek poddaje się wstępnej modyfikacji powierzchniowej w drodze napawania roztworem polimeru naturalnego w wodzie lub w wodnym roztworze kwasu organicznego, zawierającym dodatek środka sieciującego, a następnie napawaniu roztworem wodnym środka antybakteryjnego lub terapeutycznego oraz ewentualnej sterylizacji.

Sposób wytwarzania antybakteryjnej włókniny filtracyjnej i antybakteryjna włóknina filtracyjna znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr 377305, wytwarza się metodą rozdmuchiwania stopionego polimeru bioaktywnej włókniny filtracyjnej o masie powierzchniowej 10-300 g/m², korzystnie 20-200 g/m², z naniesionym ładunkiem elektrostatycznym lub bez takiego ładunku, i zawierającej

PL 229 041 B1 substancję biobójczą w postaci jonów srebra i nieorganicznego nośnika zawierającego jony cynku, tytanu lub baru. Włóknina bioaktywna może być wytwarzana, jako samoistna lub na podłożu z włókniny innego typu, korzystnie z włókniny igłowanej bioaktywnej i jest przeznaczona do budowy bioaktywnych filtrów, a szczególnie półmasek ochronnych.

Sposób produkcji antybakteryjnego i antyalergicznego warstwowego materiału włókienniczego znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr 380928, polega na tym, że z submikroproszków SiO2/Ag lub/i SiO2/Cu sporządza się homogeniczną, nanocząstkową zawiesinę wodną lub w rozpuszczalnikach organicznych, przy czym homogenizację zawiesiny przeprowadza się w homogenizatorze ultradźwiękowym, pracującym w obszarze częstotliwości 20-30 kHz w czasie 10-60 minut w temperaturze 1830°C. W przypadku błon hydrofobowych tak uzyskaną dyspersję submikrocząstek SiO2/Ag lub/i SiO2/Cu wprowadza się powoli do tworzywa błony w początkowym etapie tworzenia, czyli do stanowiącej pastę powlekającą emulsji. Wprowadzanie homogenicznej zawiesiny odbywa się przy ciągłym mieszaniu z wykorzystaniem sił ścinających, przy obrotach mieszadła 600-1200 obr/min w czasie 15-45 minut. Następnie pastę nanosi się na pośredni nośnik papierowy lub bezpośrednio na nośnik włókienniczy i potem prowadzi się wieloetapowe suszenie w czasie 1-5 minut w temperaturze 40-130°C, a w końcowym etapie w czasie 30-60 sekund w temperaturze 160-180°C. W przypadku błon hydrofitowych, suszenie przeprowadza się w temperaturze 70-130°C w czasie 1-5 minut.

Sposób nadawania właściwości antybakteryjnych i antygrzybiczych poliamidowym wyrobom włókienniczym znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr 384155, polega na tym, że środek mikrobójczy w postaci lapacholu lub lapacholu z lawsonem nanosi się w procesie barwienia prowadzonym w środowisku etanolu, propanolu-1, propanolu-2, acetonie, 2-metoksyetanolu, 2-etoksyetanolu, w temperaturze 15-50°C przy krotności kąpieli od 1:20 do 1:50.

Sposób nadawania płaskim wyrobom włókienniczym właściwości antybakteryjnych i antygrzybicznych znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr 384484, polega na tym, że wyrób napawa się wodnym roztworem soli srebra, następnie wyżyma się roztwór za pomocą wałów wyżymających, suszy się w temperaturze 60°C, po czym napawa wodnym roztworem chlorku sodowego lub wodnym roztworem kwasu solnego, ponownie wyżyma za pomocą wałów wyżymających i w końcu co najmniej jedną stronę wyrobu poddaje się działaniu światła, korzystnie ultrafioletowego i ewentualnie sterylizuje.

Sposób wytwarzania nanocząstek srebra oraz sposób antybakteryjnego wykończenia tekstyliów przy użyciu nanocząstek srebra znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr 384485, polega na tym, że do wodnego roztworu soli srebra o temperaturze 20-60°C wkrapla się powoli roztwór wodny podsiarczynu sodowego wodorotlenku sodu, korzystnie w obecności środków ochronnych w postaci związków powierzchniowo-czynnych lub polimerów syntetycznych rozpuszczalnych w wodzie, po czym powstały osad nanocząstek srebra przemywa się wodą destylowaną następnie alkoholem i suszy w temperaturze otoczenia. Sposób antybakteryjnego wykończenia tekstyliów polega na tym, że sporządza się kompozycję zawierającą nanocząstki srebra, środki wiążące o charakterze niejonowym lub anionowym oraz wodę i kompozycję tę nanosi się na wyroby techniką napawania. Sposób antybakteryjnego wykończenia tekstyliów polega również na tym, że sporządza się kompozycję zawierającą nanocząstki srebra, środki wiążące o charakterze niejonowym lub anionowym, zagęszczenie oraz wodę i kompozycję tę nanosi się na wyroby techniką drukowania, powlekania lub natryskiwania.

Sposoby nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na różne rodzaje tkanin znane są z polskich zgłoszeń patentowych i tak według zgłoszenia nr P.391577 pokrycie antybakteryjne nanosi się na tkaninę poliestrową, według zgłoszenia nr P.391578 pokrycie antybakteryjne nanosi się na tkaninę poliamidową, według zgłoszenia nr P.391579 pokrycie antybakteryjne nanosi się na tkaninę polipropylenową a według zgłoszenia nr P.391580 pokrycie antybakteryjne nanosi się na dzianinę. Sposób polega na tym, że wodny roztwór wodny roztwór zawierający jony cynku w postaci azotanu cynku lub octanu cynku o stężeniu molowym od 0,025 do 0,075 mol/dm³ i heksametylenotetraaminy o stężeniu molowym od 0,03 do 0,05 mol/dm³ miesza się, przez co najmniej 2 godziny, po czym roztwór dokładnie sączy się, a w odsączonym roztworze zanurza się tkaninę lub dzianinę i podgrzew a do temperatury od 50°C do 98°C w czasie od 15 minut do 24 godzin w wyniku, czego na dzianinę nanosi się warstwę tlenku cynku, po czym tkaninę pokrytą warstwą tlenku cynku, wyjmuje się z roztworu azotanu cynku i heksametylenotetraaminy, płucze kilkakrotnie w wodzie destylowanej aż do zaniku jonów amonowych, i suszy.

Wyrób włókienniczy z pokryciem antybakteryjnym w postaci warstwy tlenku cynku, charakteryzują się wysoką trwałością bardzo dobrymi właściwościami antybakteryjnymi.

PL 229 041 B1

Istota sposobu, według wynalazku, polega na tym, że do odsączonego wodnego roztworu jonów cynku i heksametylenotetraaminy dodaje się chlorek amonu w ilości do 3,5% wag., i/lub octan amonu w ilości do 7% wag., i/lub azotan amonu w ilości do 7% wag. do 1,0 mol/dm³, i/lub azotan sodu w ilości do 4,5% wag., i/lub azotan potasu w ilości do 5% wag., i/lub cytrynian sodu w ilości do 10% wag., i/lub cytrynian potasu w ilości do 8% wag., i/lub cytrynian amonu w ilości do 10% wag., i/lub kwas askorbinowy w ilości do 12% wag., i/lub kwas kumarowy w ilości do 5% wag., i/lub glikol polietylenowy w ilości do 5% wag., i/lub polietylenoaminę w ilości do 5% wag., i/lub alkohol poliwinylowy w ilości do 5% wag., i/lub poliwinylopirolidon w ilości do 5% wag., i/lub polialliloaminę w ilości do 5% wag.

Korzystnie, w odsączonym roztworze zanurza się wyrób włókienniczy, który wcześniej poddaje się działaniu plazmy.

Korzystnie, miesza się wodny roztwór zawierający azotan cynku w ilości od 0,01 % do 12% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości od 0,01% wag. do 13% wag lub wodny roztwór zawierający octan cynku w ilości od 0,02% wag. do 5% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości od 0,01% wag. do 13% wag.

Korzystnym jest również to, że do odsączonego roztworu dodaje się surfaktany niejonowe w ilości od 0,001% do 15% wag.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest w przykładach nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy.

P r z y k ł a d 1

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, polega na tym, że przygotowuje się 1 dm³ wodnego roztworu zawierającego azotan cynku w ilości 0,01% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości 13% wag. Roztwór miesza się przez 0,5 godziny, po czym dokładnie sączy. Ponadto do odsączonego roztworu dodaje się chlorek amonu w ilości 5% wag. W przesączu zanurza się tkany wyrób włókienniczy, podgrzewa do temperatury 30°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 6 godzin. W tym czasie na powierzchni wyrobu włókienniczego powstają mikrostruktury tlenku cynku. Następnie wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wyjmuje się, płucze kilkakrotnie w wodzie destylowanej aż do zaniku jonów amonowych, i suszy. Wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wykazuje duże właściwości antybakteryjne zarówno podczas oświetlenia jak i w ciemności.

P r z y k ł a d 2

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, polega na tym, że przygotowuje się 1 dm³ wodny roztwór zawierający azotan cynku w ilości 0,25% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości 5% wag. Roztwór miesza się przez 1 godzinę, po czym dokładnie sączy. W przesączu zanurza się wyrób włókienniczy w postaci dzianiny, podgrzewa do temperatury 70°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 4 godziny. W tym czasie na powierzchni wyrobu włókienniczego powstają mikrostruktury tlenku cynku. Następnie wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wyjmuje się, płucze kilkakrotnie w wodzie destylowanej aż do zaniku jonów amonowych, i suszy. Wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wykazuje duże właściwości antybakteryjne zarówno podczas oświetlenia jak i w ciemności.

P r z y k ł a d 3

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, przebiega jak w przykładzie drugim, z tą różnicą, że do odsączonego roztworu dodaje octan amonu w ilości 7% wag.

P r z y k ł a d 4

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, polega na tym, że przygotowuje się 1 dm³ wodnego roztworu zawierającego azotan cynku w ilości 0,50% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości 0,01% wag. Roztwór miesza się przez 0,5 godziny, po czym dokładnie sączy. W przesączu zanurza się wyrób włókienniczy w postaci filcu, podgrzewa do temperatury 98°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 2 godziny. W tym czasie na powierzchni wyrobu włókienniczego powstają mikrostruktury tlenku cynku. Następnie wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wyjmuje się, płucze kilkakrotnie w wodzie destylowanej aż do zaniku jonów amonowych, i suszy. Wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wykazuje duże właściwości antybakteryjne zarówno podczas oświetlenia jak i w ciemności.

P r z y k ł a d 5

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, przebiega jak w przykładzie czwartym, z tą różnicą, że do odsączonego roztworu dodaje się azotan amonu w ilości 7% wag.

PL 229 041 B1

P r z y k ł a d 6

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, polega na tym, że przygotowuje się 1 dm³ wodnego roztworu zawierającego azotan cynku w ilości 12% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości od 0,01% wag. Roztwór miesza się przez godziny, po czym dokładnie sączy. W przesączu zanurza się wyrób włókienniczy w postaci siatki, podgrzewa do temperatury 95°C i utrzymuje w tej temperaturze przez godzin, aż do wytworzenia mikrostruktur tlenku cynku na powierzchni wyrobu włókienniczego. Następnie wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wyjmuje się, płu cze kilkakrotnie w wodzie destylowanej aż do zaniku jonów amonowych, i suszy. Wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wykazuje bardzo dobre właściwości antybakteryjne zarówno podczas oświetlenia jak i w ciemności.

P r z y k ł a d 7

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, przebiega jak w przykładzie szóstym, z tą różnicą, że do odsączonego roztworu dodaje się azotan sodu w ilości 4,5% wag. I azotan potasu w ilości 5% wag.

P r z y k ł a d 8

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, polega na tym, że przygotowuje się 1 dm³ wodnego roztworu zawierający 5% wag. azotanu cynku i 3% wag. heksametylenotetraaminy. Roztwór miesza się przez 3 godziny, po czym dokładnie sączy. W przesączu zanurza się wyrób włókienniczy w postaci plecionki, podgrzewa do temperatury 50°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 24 godzin. Następnie wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wyjmuje się, płucze kilkakrotnie w wodzie destylowanej i suszy. Wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wykazuje bardzo dobre właściwości antybakteryjne zarówno podczas oświetlenia jak i w ciemności.

P r z y k ł a d 9

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, przebiega jak w przykładzie ósmym, z tą różnicą, że do odsączonego roztworu dodaje się cytrynian sodu w ilości 10% wag.

P r z y k ł a d 10

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, polegający na tym, że przygotowuje się 1 dm³ wodnego roztworu zawierającego 0,05% wag. octanu cynku i 0,02% wag. heksametylenotetraaminy. Roztwór miesza się przez 2 godziny, po czym dokładnie sączy. W przesączu zanurza się wyrób włókienniczy w postaci nitki, podgrzewa do temperatury 98°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 15 minut, przy czym wyrób włókienniczy przed zanurzeniem, poddaje się działaniu plazmy tlenowej. Następnie wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wyjmuje się, płucze kilkakrotnie w wodzie destylowanej i suszy. Wyrób włókienniczy pokryty tlenkiem cynku wykazuje bardzo dobre właściwości antybakteryjne zarówno podczas oświetlenia jak i w ciemności.

P r z y k ł a d 11

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, przebiega jak w przykładzie dziesiątym, z tą różnicą, że do odsączonego roztworu dodaje się cytrynian amonu w ilości 10% wag.

W przykładach od pierwszego do jedenastego wymienione zostały tylko przykładowe surfaktanty, przy czym przeprowadzone badania i próby potwierdzają, że podczas nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na dowolny wyrób włókienniczy, do odsączonego roztworu można dodać dowolnego surfaktantu niejonowego w ilości do 15% wag., i/lub związku wybranego z grupy: chlorek amonu w ilości do 3,5% wag., octan amonu w ilości do 7% wag., azotan amonu w ilości do 7% wag., azotan sodu w ilości do 4,5% wag., azotan potasu w ilości do 5% wag., cytrynian sodu w ilości do 10% wag., cytrynian potasu w ilości do 8% wag., cytrynian amonu w ilości do 10% wag., kwas askorbinowy w ilości do 12% wag., kwas kumarowy w ilości do 5% wag., glikol polietylenowy w ilości do 5% wag., polietylenoaminę w ilości do 5% wag., alkohol poliwinylowy w ilości do 5% wag., poliwinylopirolidon w ilości do 5% wag., polialliloaminę w ilości do 5% wag.

Claims

1. Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, polegający na tym, że wodny roztwór zawierający jony cynku i heksametylenotetraaminy miesza się, po czym roztwór dokładnie sączy się, a w odsączonym roztworze zanurza się wyrób włókienniczy i podgrzewa do 98°C w czasie od 15 minut do 24 godzin w wyniku, czego na wyrób włókienniczy nanosi się warstwę tlenku cynku, po czym wyrób włókienniczy pokryty warstwą tlenku cynku,

PL 229 041 B1 wyjmuje się z roztworu jonów cynku i heksametylenotetraaminy, płucze kilkakrotnie w wodzie destylowanej, aż do zaniku jonów amonowych, i suszy, znamienny tym, że do odsączonego wodnego roztworu jonów cynku i heksametylenotetraaminy dodaje się chlorek amonu w ilości do 3,5% wag., i/lub octan amonu w ilości do 7% wag., i/lub azotan amonu w ilości do 7% wag. do 1,0 mol/dm³, i/lub azotan sodu w ilości do 4,5% wag., i/lub azotan potasu w ilości do 5% wag., i/lub cytrynian sodu w ilości do 10% wag., i/lub cytrynian potasu w ilości do 8% wag., i/lub cytrynian amonu w ilości do 10% wag., i/lub kwas askorbinowy w ilości do 12% wag., i/lub kwas kumarowy w ilości do 5% wag., i/lub glikol polietylenowy w ilości do 5% wag., i/lub polietylenoaminę w ilości do 5% wag., i/lub alkohol poliwinylowy w ilości do 5% wag., i/lub poliwinylopirolidon w ilości do 5% wag., i/lub polialliloaminę w ilości do 5% wag.

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że w odsączonym roztworze zanurza się wyrób włókienniczy, który wcześniej poddaje się działaniu plazmy.

3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że miesza się wodny roztwór zawierający azotan cynku w ilości od 0,01% do 12% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości od 0,01% wag. Do 13% wag.

4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że miesza się wodny roztwór zawierający octan cynku w ilości od 0,02% wag. do 5% wag. i heksametylenotetraaminę w ilości od 0,01% wag. do 13% wag.

5. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że do odsączonego roztworu dodaje się surfaktany niejonowe w ilości od 0,001% do 15% wag.