PL229441B1

PL229441B1 - Sposób nadawania tekstyliom właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami

Info

Publication number: PL229441B1
Application number: PL410876A
Authority: PL
Inventors: Izabela Oleksiewicz; Romualda Koźmińska
Original assignee: Inst Wlokiennictwa
Priority date: 2015-01-05
Filing date: 2015-01-05
Publication date: 2018-07-31
Also published as: PL410876A1

Abstract

Sposób nadawania tekstyliom wielokierunkowych właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami polega na tym, że sporządza się lekko kwaśną kąpiel wykończalniczą o pH w zakresie od 4,5 - 5, w skład której wchodzi wodny roztwór repelentu na bazie permetryny, w ilości nie mniej niż 20 g/l, samosieciujący środek wiążący na bazie kopolimerów akrylowych, w ilości nie mniej niż 50 g/l i środek antybakteryjny, korzystnie na bazie zdyspergowanej soli srebra, w ilości nie mniej niż 9 g/l, którą napawa się materiały włókiennicze. Korzystnie, aby do kąpieli napawającej środek antybakteryjny dodawany był jako ostatni komponent, przy jednoczesnym mieszaniu kąpieli. Następnie, w końcowym etapie procesu wykończenia materiałów włókienniczych, po odżęciu poddaje się je procesowi suszenia, w temperaturze od 75°C - 90°C, oraz dogrzewania w temperaturze od 100°C - 150°C, w czasie od 1 - 2 minut.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nadawania tekstyliom, wykonanym z włókien naturalnych lub chemicznych albo mieszanek tych włókien, z wyjątkiem włókien poliakrylonitrylowych i polipropylenowych, wielokierunkowych właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami przy zastosowaniu jedno kąpielowego procesu wykończalniczego, co w istotny sposób wpływa na ekonomikę procesu.

Znane są sposoby nadawania materiałom włókienniczym właściwości antymikrobowych, które polegają na wprowadzaniu w strukturę włókna lub nanoszeniu na włókno związków o właściwościach antybakteryjnych i antygrzybicznych, najczęściej w drodze redukcji różnymi związkami chemicznymi rozpuszczalnych w wodzie soli srebra.

Znane są też sposoby uzyskiwania właściwości ochronnych przed owadami polegające na tym, że wyroby włókiennicze poddaje się obróbce chemicznej roztworami zawierającymi środki odstraszające owady.

Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P-3 84485 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 włókiennicze techniką napawania. Sporządzona kompozycja może także posłużyć do antybakteryjnego wykończenia tekstyliów techniką drukowania, powlekania lub natryskiwania. Sposób wytwarzania komponentu kompozycji w postaci nanocząstek srebra polega na tym, że do wodnego roztworu soli srebra o temperaturze 20-60°C wkrapla się powoli roztwór wodny podsiarczynu sodowego i 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.

Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P-387686 sposób impregnacji tkanin cząstkami nanosrebra polega na tym, że tkaniny modyfikuje się substancjami modyfikującymi, takimi jak: kwas octowy i/lub roztwór wodorotlenku sodu z chlorkiem benzoilu i/lub roztworami polimerów, takimi jak: poliakryloamid, poliwinylopirolidon, alkohol poliwinylowy, kwas poliakrylowy tak, aby na powierzchnię tkaniny wprowadzić, w miejsce grup -OH, grupy funkcyjne przynależne do substancji modyfikującej, lub zmniejszyć ilość powierzchniowych grup -OH. Zmodyfikowane tkaniny impregnuje się roztworem koloidalnym o zawartości od 100 do 2000 mg Ag/dm³, otrzymanym przez redukcję soli srebrowej za pomocą borowodorku sodu lub kwasu cytrynowego. Z tkanin usuwa się wodę, korzystnie poprzez suszenie gazem obojętnym.

Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P-387881 sposób nadawania właściwości antymikrobowych i antygrzybicznych płaskim wyrobom włókienniczym z włókien celulozowych oraz ich mieszanek z włóknami syntetycznymi, polega na tym, że wyrób włókienniczy wpierw napawa się wodnym roztworem środka redukującego lub powleka bądź nadrukowuje pastą drukarską zawierającą środek redukujący i po wysuszeniu wyrób napawa się wodnym roztworem soli srebra lub powleka bądź nadrukowuje pastą drukarską Zawierającą sól srebra, po czym suszy się i ewentualnie dogrzewa.

Znany z opisu patentowego PL 179483 sposób nadawania włóknom chemicznym właściwości antybakteryjnych polega na tym, że do makrocząsteczek włókien, przed napawaniem ich roztworem antybiotyku 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.

Znany jest z opisu patentowego PL 196213 sposób nadawania włóknom poliestrowym właściwości antybakteryjnych, metodą inicjowania reakcji z włóknami na drodze napawania roztworem nadtlenku benzoilu w toluenie, gdzie jako środek o działaniu antybakteryjnym stosuje się wodny roztwór azotanu srebra.

Znany jest z opisu patentowego US 2006/0278534 A1 sposób otrzymywania nanosrebra na powierzchni włókien syntetycznych, w drodze adsorpcji srebra w procesie elektrolizy.

Znany z opisu patentowego PL 392252 (A1) sposób nadawania wyrobom włókienniczym właściwości odstraszających insekty polega na tym, że wyroby włókiennicze poddaje się działaniu wodnego roztworu permetryny, zawierającego kwasy organiczne, środek zwilżający, środek przeciwpienny oraz

PL 229 441 Β1 środek wiążący. Po czym po odżęciu wyroby włókiennicze poddaje się suszeniu w temperaturze minimalnej 110°Ć, a następnie kondensacji w temperaturze od 120°C do 145°C w czasie od 3 minut do 45 sekund.

Znany jest z opisu patentowego JP 2005113332 (A) sposób otrzymywania środka antykleszczowego do zastosowań na tekstylia. Środek ten na bazie estru alkenylowego kwasu 2-hydroksypropionowego pozwala na uzyskanie właściwości odstraszających kleszcze od tekstyliów i deklarowany jest jako bezpieczny w kontakcie ze skórą.

Znany jest z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P-350507 środek ochronny drewna i materiałów drewnopodobnych przed korozją biologiczną. Bazą tego środka są estry metylowe nienasyconych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego o własnościach biobójczych. Dodatkowo w skład oleistej bazy estrowej wchodzą fungicydy oraz insektycydy, na przykład permetryna. Zgodnie z wynalazkiem środek zabezpiecza drewno i materiały drewnopochodne przed grzybami, pleśniami, sinizną, bielą i owadami, nie oddziaływując ujemnie na środowisko.

Celem wynalazku było uzyskanie złożonych właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i jednocześnie mikroorganizmami materiałów włókienniczych, a zadaniem technicznym postawionym do rozwiązania było zastosowanie jedno kąpielowego procesu wykończenia środkami o działaniu antybakteryjnym oraz działaniu antykleszczowym i antyowadowym do wykończeń materiałów włókienniczych.

Sposób nadawania tekstyliom wielokierunkowych właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami poprzez obróbkę chemiczną materiałów włókienniczych w kąpieli zawierającej permetrynę i środek wiążący , suszenie dogrzewanie, według wynalazku odznacza się tym, że sporządza się lekko kwaśną kąpiel wykończalniczą o pH w zakresie od 4,5-5, w skład której wchodzi wodny roztwór repelentu na bazie permetryny w ilości nie mniej niż 20 g/l, samosieciujący środek wiążący na bazie kopolimerów akrylowych w ilości nie mniej niż 50 g/l i środek antybakteryjny, korzystnie na bazie zdyspergowanej soli srebra w ilości nie mniej niż 9 g/l, którą napawa się materiał włókiennicze. Korzystnie aby do kąpieli napawającej środek antybakteryjny dodawany był jako ostatni komponent, przy jednoczesnym mieszaniu kąpieli. Następnie w końcowym etapie procesu wykończenia materiały włókiennicze po odżęciu poddaje się procesowi suszenia, w temperaturze od 75°C do 90°C, oraz dogrzewania w temperaturze od 100°C do 150°C, w czasie 1-2 minut.

Przedmiot wynalazku pozwala na jedno kąpielowe nadawanie tekstyliom wielokierunkowych właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami. Nadane właściwości ochronne przed owadami, kleszczami i jednocześnie mikroorganizmami, według wynalazku, odznaczają się wysoką skutecznością działania, a materiały włókiennicze wykończone sposobem stanowiącym przedmiot wynalazku wykazują wysoką aktywność antyinsektową i antykleszczową oraz antymikrobową, odporną na wielokrotne procesy konserwacji.

Przedmiot wynalazku omówiony zostanie na przykładzie sposobu uzyskania, według wynalazku, materiałów włókienniczych o funkcjach ochronnych jednocześnie przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami, a wykonanych z włókien naturalnych albo włókien chemicznych, lub mieszanek tych włókien, za wyjątkiem włókien poliakrylonitrylowych i polipropylenowych.

Sposób nadawania tekstyliom właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami, w przykładowym stosowaniu według wynalazku, odznacza się tym, że sporządza się lekko kwaśną kąpiel wykończalniczą o pH 4,5-5, stanowiącą wodny roztwór repelentu na bazie permetryny w ilości nie mniej niż 20 g/l, samosieciującego środka wiążącego na bazie kopolimerów akrylowych w ilości nie mniej niż 50 g/l i środka antybakteryjnego, korzystnie na; bazie zdyspergowanej soli srebra w ilości nie mniej niż 9 g/l, którą napawa się materiały Włókiennicze. Środek antybakteryjny dodawany jest jako ostatni komponent kąpieli, przy jednoczesnym mieszaniu w celu zapewnienia prawidłowości procesu aplikacji związków chemicznych. Następnie po napawaniu materiału włókienniczego kąpielą wykończalniczą poddaje się go odżęciu i suszy się w temperaturze od 75°C-90°C, oraz dogrzewa w temperaturze w zakresie od 100°C-150°C w czasie od 1-2 minut.

Materiał włókienniczy po procesie wykończenia wykazuje aktywność antykleszczową i antyowadową oraz antymikrobową, odporną na wielokrotne procesy konserwacji. Ocenę ochrony przed kleszczami i owadami określono na podstawie ilościowej zawartości permetryny na materiałach włókienniczych. Natomiast ocenę bioaktywności materiału włókienniczego przeprowadzono wobec bakterii gram

PL 229 441 Β1 dodatniej Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty) ponieważ, spośród dwóch gatunków gronkowców zasiedlających powierzchnię naszej skóry i nabłonka śluzowego, jest najczęstszym patogenem odpowiedzialnym za zakażenia szpitalne i pozaszpitalne u ludzi.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej wyjaśniony w niżej podanych przykładach, które nie ograniczają zakresu wykorzystania wynalazku.

Przykład I

Dzianinę wykonaną z przędzy 100% wagowych bawełnianej (20 tex) techniką dziania rządkowego, splotem lewoprawym o masie powierzchniowej 155 g/m², wstępnie poddano procesowi prania w niejonowym środku piorącym. Następnie dzianina ta została poddana procesowi wykończenia na urządzeniach laboratoryjnych metodą napawania kąpielą o pH 5, zawierającej:

- 28 g/l wodnego roztworu repelentu na bazie permetryny,

- 60 g/l samosieciującego środka wiążącego na bazie kopolimerów akrylowych,

- 9 g/l środka antybakteryjnego na bazie zdyspergowanej soli srebra.

Parametry techniczno-technologiczne procesu wykończenia obejmowały:

- stopień odżęcia - 85% wagowych materiału,

- suszenie w temperaturze 90°C,

- dogrzewanie w temperaturze 150°C w czasie 1,5 minuty.

W celu sprawdzenia odporności nadanych cech ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami dzianina została poddana procesowi prania w 40°C - zgodnie z PN-EN ISO 6330 2002 (6A).

Badania cech antyowadowych i antykleszczowych materiałów dziewiarskich obejmowały badanie ilościowej zawartości permertyny - składnika odstraszającego owady, które przeprowadzono dla dzianiny bezpośrednio po aplikacji środków chemicznych jak również sprawdzono odporność repelentu antyowadowego i antykleszczowego na procesy prania. Badania zostały przeprowadzone według metody opartej na technice wysoko sprawnej chromatografii cieczowej (HPLC).

Badania aktywności biologicznej dzianin zostały wykonane metodą jakościową zgodnie z procedurą amerykańskiej normy AATCC 100-1998, wobec drobnoustrojów typu Staphylococcus aureus NCTC4163.

Uzyskane wartości wskaźników użytkowych obejmujące wyniki badań dzianin z testu mikrobiologicznego i oceny zawartości permetryny zostały zamieszczone w tabeli 1.

Tabela 1. Wyniki badań wskaźników użytkowych w zakresie właściwości antyowadowych, antykleszczowych i antybakteryjnych badanych dzianin.

Skład surowcowy dzianin	Zawartość permetryny [mg/m²]	Właściwości antybakteryjne po 20 cyklach praniach
po napawaniu	po 20 cyklach praniach	Aktywność bakteriostatyczna	Redukcja bakterii [%]	Ocena
100% wagowych włókien bawełnianych	862	734	4,0	> 99,99	dobra

Wartości badanych wskaźników wskazują na uzyskanie wielokierunkowych cech ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami i ich odporność na procesy konserwacji. Z uwagi na brak wymagań normatywnych, które określałyby zawartość permetryny pozwalającą na skuteczne odstraszanie kleszczy i owadów, i na podstawie światowych wyników badań uznaje się, że dla materiałów włókienniczych wystarczającą ilością środka do odstraszania owadów i kleszczy jest minimum 200 mg/m². Wysoki stopień redukcji dla badanej bakterii wskazuje na dobre działanie antybakteryjne badanych dzianin.

Przykład II

Do wykończenia kąpielą zawierającą, według wynalazku, środek antykleszczowy i antyowadowy oraz antybakteryjny wykonano dzianinę rządkową o splocie pluszowym, stosując przędzę mieszankową o składzie surowcowym: 58% wagowych bawełny + 42% wagowych poliestru, o masie liniowej 20 tex. Wykonana dzianina charakteryzowała się masą powierzchniową 180 g/m².

Proces wykończenia dzianiny przeprowadzono metodą napawania z zastosowaniem sporządzonej kąpieli o pH 4,5 zawierającej:

- 26 g/l wodnego roztworu repelentu na bazie permetryny,

PL 229 441 Β1

- 50 g/l samosieciującego środka wiążącego na bazie kopolimerów akrylowych,

- 5 g/l środka antybakteryjnego zawierający kationową substancję czynną - tretylenoglikolomonometyloeter.

Proces napawania przeprowadzono przy 85% wagowych odżęciu materiału. Następnie dzianinę wysuszono w temperaturze 90°C i dogrzano w temperaturze 150°C w czasie 2 minut.

Pierwszy etap obróbki wykończalniczej obejmował proces prania w 40°C- zgodnie z PN-EN ISO 6330 2002 (6A). Badania aktywności biologicznej dzianin zostały wykonane metoda jakościową zgodnie z procedurą amerykańskiej normy AATCC 100-1998, wobec drobnoustrojów typu Staphylococcus aureus NCTC 4163. Badania ilościowej zawartości permertyny zostały przeprowadzone według metody opartej na technice wysoko-sprawnej chromatografii cieczowej (HPLC).

Badania cech ochronnych przed owadami i kleszczami oraz bakteriami prowadzono dla materiałów dziewiarskich bezpośrednio po procesie napawania oraz po procesie ich prania. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Wyniki badań wskaźników użytkowych w zakresie właściwości antyowadowych, antykleszczowych i antybakteryjnych badanych dzianin.

Skład surowcowy dzianiny	Zawartość permetryny [mg/m²]	Właściwości antybakteryjne po 20 cyklach prania
po napawaniu	po 20 cyklach praniach	Aktywność bakteriostatyczna	Redukcja bakterii [%]	Ocena
58% wagowych włókien bawełny+42% wagowych włókien poliestrowych	779	369	>4,7	>99,99	dobra

Uzyskane wartości wskaźników użytkowych ocenianych dzianin w zakresie wartości badanych wskaźników wskazują na uzyskanie funkcji ochronnych, odpornych na procesy konserwacji, zabezpieczających przed ukąszeniami owadów czy kleszczy oraz nadmiernym rozwojem

Claims

1. Sposób nadawania tekstyliom wielokierunkowych właściwości ochronnych przed owadami, kleszczami i mikroorganizmami poprzez obróbkę chemiczną materiałów włókienniczych w kąpieli zawierającej permetrynę i środek wiążący, suszenie i dogrzewanie, znamienny tym, że sporządza się lekko kwaśną kąpiel wykończałniczą o pH w zakresie od 4,5-5, w skład której wchodzi wodny roztwór repelentu na bazie permetryny w ilości nie mniej niż 20 g/l, samosieciujący środek wiążący na bazie kopolimerów akrylowych w ilości nie mniej niż 50 g/l i środek antybakteryjny, korzystnie na bazie zdyspergowanej soli srebra w ilości nie mniej niż 9 g/l, którą napawa się materiały włókiennicze, korzystnie aby do kąpieli napawającej środek antybakteryjny dodawany był jako ostatni komponent, przy jednoczesnym mieszaniu kąpieli, następnie w końcowym etapie procesu wykończenia materiałów włókienniczych po odżęciu poddaje się je procesowi suszenia, w temperaturze od 75°C-90°C, oraz dogrzewania w temperaturze od 100°C-150°C, w czasie od 1-2 minut.