PL234317B1

PL234317B1 - Sposób apreturowania tkanin w procesie ich prania i urządzenie do nanoszenia apretury

Info

Publication number: PL234317B1
Application number: PL417080A
Authority: PL
Inventors: Adam Łoś
Original assignee: Eko Styl Rental Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2020-02-28
Also published as: PL417080A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób apreturowania tkanin w procesie ich prania i urządzenie do nanoszenia apretury, znajdujące zastosowanie zwłaszcza w pralniach przemysłowych, w szczególności w odniesieniu do pościeli używanej w szpitalach, hotelach, pensjonatach, itp. oraz do odzieży roboczej.

Znane są różne sposoby modyfikacji powierzchni tkanin czy włókien bawełnianych lub syntetycznych, polegające na pokrywaniu ich warstwą impregnatu nadającego im oczekiwane właściwości, na przykład własności antyseptyczne, wodoodporne bądź trudnopalne. Znane i od dawna wykorzystywane jest także antybakteryjne działanie srebra. Znane jest również antybakteryjne działanie srebra i miedzi.

Z opisu patentu nr PL.215349 znany jest sposób impregnacji tkanin cząstkami nanosrebra polegający 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 powierzchni 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. Z kolei z publikacji Sonochemical coating of textile fabrics with antibacterial nanoparticles, autorstwa Beddow J., i innych - .International Congress on Ultrasonics,: Gdańsk 2011. AIP Conference Proceedings, Vol. 1433, 400-403 (2012) ujawnia sposób otrzymywania tkanin o właściwościach przeciwbakteryjnych poprzez wykorzystanie ultradźwięków. Nanocząstki tlenków metali takich jak ZnO oraz CuO zostały osadzone na powierzchni włókien tkaniny metodą sonochemiczną. Obydwa tlenki metali wykazywały wysoką aktywność przeciwbakteryjną przeciw wszystkim bakteriom testowym. Sposób przygotowania włókien pokrytych nanocząstkami tlenków metali (ZnO, MgO oraz CuO) poprzez zastosowanie nowatorskiej metody z wykorzystaniem ultradźwięków znany jest również z patentu nr US 2011 /0097957 A1. W innym opisie patentu nr PL.220012 przedstawiony został sposób antybakteryjnego apreturowania tkanin cząstkami srebra w pełnym procesie ich prania. W etapie zmiękczania tkaniny są traktowane mieszaniną preparatu zawierającego srebro koloidalne i/lub srebro jonowe oraz preparatu zmiękczającego zawierającego środki powierzchniowo czynne tak, aby mieszanina zawierała od 100 do 5000 mg Ag/dm³ i/lub tkaniny po etapie odwirowania są spryskiwane mieszaniną zawierającą srebro koloidalne i/lub jonowe, środki powierzchniowo czynne i/lub glicerynę i/lub skrobię roślinną i/lub poliwinylopirolidon i/lub polialkohol winylowy tak, aby mieszanina zawierała od 100 do 5000 mg Ag/dm³, przy czym wielkość cząstek srebra jest nie większa niż 100 nm, po czym z tkanin usuwa się wodę w procesie suszenia oraz utrwala nanocząstki srebra na powierzchni tkaniny za pomocą wysokiej temperatury w procesie maglowania lub prasowania. Kolejny opis zgłoszenia wynalazku nr P.404181 prezentuje sposób, w którym podczas etapu zmiękczania i/lub po etapie odwirowania tkaniny są traktowane preparatem zawierającym nanocząstki miedzi, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II) o średnich rozmiarach 20-50 nm lub nanocząstki miedzi, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II) i nanocząstek srebra, także w postaci tlenku srebra(I) i/lub jonów srebra(I) o średnich rozmiarach 20-50 nm, tak aby stosunek wagowy metali wynosił od 10:1 do 1:10, przy czym nanocząstki miedzi lub nanocząstki miedzi i srebra wprowadza się w ilościach zapewniających zawartość nanocząstek miedzi lub nanocząstek miedzi i srebra w ilości 10-1000 mg miedzi lub miedzi i srebra na 1 kg suchej tkaniny, a ponadto podczas etapu zmiękczania do kąpieli piorącej wprowadza się znany dodatek środka zmiękczającego, a po etapie odwirowania wprowadza się znane środki uszlachetniające, po czym z tkanin usuwa się wodę w procesie suszenia oraz utrwala nanocząstki miedzi lub miedzi i srebra oraz tlenków tych metali na powierzchni tkaniny za pomocą wysokiej temperatury w procesie prasowania lub maglowania. E. Garcia Ramirez, M. Mondragon-Chaparro, O. Zelaya-Angel, Band gap coupling in photocatalytic activity in ZnO-TiO2 thin films, Appl. Phys. A 108 (2012) 291-297 wykazali, że tlenek tytanu(IV) jak i tlenek cynku(II) wykazują zarówno właściwości fotokatalityczne jak i bakteriobójcze, zaś M. Raffi, F. Hussain, T.M. Bhatti, J.I. Akhter, A. Hameed, M.M. Hasan, Antibacterial characterization of silver nanoparticles against E. coli ATCC-15224, J. Mater. Sci. Technol. 24 (2) (2008) 192-196, stwierdzili, że mieszanina ZnO-TiO2 wykazuje lepsze właściwości fotokatalityczne i bakteriobójcze niż pojedyncze tlenki. Z kolei Ibanescu (Busila) M., Musat V., Textor T., Badilita V., Mahltig B., Photocatalytic and antimicrobial Ag/ZnO nanocomposites for functionalization of textile fabrics, J. Alloys Comp.610 (2014) 244-249, zauważyli że zastosowanie dodatku srebra do takich półprzewodników jak TiO2, CuO lub ZnO powoduje zwiększenie ich aktywności. Wykazali też, że zastosowanie nanokompozytów typu

PL 234 317 B1

Ag/ZnO do modyfikacji tkanin bawełnianych oraz bawełniano-poliestrowych powoduje zwiększenie aktywności bakteriobójczej oraz fotokatalitycznej (efekt powierzchni samoczyszczącej). Nanokompozyty Ag/ZnO zostały otrzymane poprzez redukcje jonów srebra w obecności nanocząstek ZnO zawieszonych w izopropanolu. Nanokompozyty Ag/ZnO zostały naniesione na powierzchnie włókien konwencjonalna techniką pad-dry-cure (napawanie-suszenie-stabilizacja).

Wytwarzanie tkanin medycznych o właściwościach bakteriobójczych w instalacji pilotowej zostało opisane przez zespół Perelshtein I., Lipovsky A., Perkas N., Tzanov T., Arguirova M., Leseva M., Gedanken A., Making the hospital a safer place by sonochemical coating of all its textiles with antibacterial nanoparticles, Ultrasonics Sonochemistry 25 (2015) 82-88. Nanocząstki ZnO oraz CuO nanoszono z roztworu etanol-woda (9:1 obj.:obj.) oraz z zawiesiny wodnej. W badaniach zastosowano nowatorską metodę syntezy sonochemicznej połączonej z jednoczesną depozycją nanocząstek ZnO lub CuO na powierzchnię tkaniny. W metodzie sonochemicznej tkaniny jest zanurzana w wodnym roztworze (lub roztworze etanol-woda) zawierającym prekursory tlenków metali (tj. odpowiednio octan cynku lub octan miedzi) i poddawana działaniu ultradźwięków przez 30 min. Po podniesieniu temperatury roztworu do 60°C (po około 5 min sonifikacji), do kąpieli wprowadzano 25% wodny roztwór amoniaku aż do uzyskania pH = 8. Kąpiel następnie schładzano do temperatury 30°C i w tym warunkach poddawano dalej działaniu ultradźwięków. Aktywność bakteriobójcza tkaniny modyfikowanej nanocząstkami ZnO została oceniona w warunkach szpitalnych poprzez ocenę redukcji zakażeń szpitalnych. W prowadzonych badaniach w przypadku 21 pacjentów zastosowano prześcieradła, odzież dla pacjentów oraz pościel wykonaną z tkaniny modyfikowanej nanocząsteczkami ZnO. Dla porównania 16 pacjentów wykorzystywano tkaniny niemodyfikowane. Badania prowadzono w szpitalu Pirogov Hospital Sofia w Bułgarii. Stwierdzono, że w przypadku zastosowania tkanin modyfikowanych nanocząstkami ZnO powoduje zmniejszenie ilości A. baumanni (szczepy lekooporne).

Z opisu patentowego CN.103498331 (A) znany jest sposób otrzymywania hydrozolu zawierającego nano TiO2 oraz ZnO oraz zastosowanie tego hydrozolu do procesu wykańczania tkanin. Hydrozol zawiera następujące komponenty: hydrozol TiO2, hydrozol ZnO, jony Ag+ lub La³⁺ w ilości od 0,1 do 1%, podczas gdy stosunek hydrozolu TiO2 do hydrozolu ZnO wynosi 1 :(0-5).

Znane są również urządzenia do nanoszenia cieczy na powierzchnię innych materiałów za pomocą obracających się wałków nanoszących częściowo zanurzonych w nanoszonej cieczy lub urządzenia do natrysku cieczy na powierzchnię innego materiału.

Nieoczekiwanie okazało się, że zastosowanie w trakcie procesu prania tkanin apretury z nanocząstkami co najmniej trzech metali i/lub ich tlenków wybranych spośród Cu, Ag, Ag2O, CuO, ZnO i TiO2 w odpowiednio dobranej formie i ilościach powoduje nie tylko zwiększenie aktywności bakteriobójczej pranych tkanin, lecz także spowoduje zmniejszenie zużycia środków piorących o około 3% oraz korzystnie wpłynie na utrzymanie stanu higieny tunelu pralniczego, tak, że zużycie powierzchniowych środków dezynfekcyjnych na utrzymanie stanu higieny tunelu spadnie o min. 25%.

Sposób apreturowania tkanin w procesie ich prania, w trakcie którego tkaniny podlegają praniu wstępnemu, praniu zasadniczemu, płukaniu z odwodnieniem, a następnie neutralizacji i/lub krochmaleniu i/lub zmiękczaniu, odwirowaniu końcowemu oraz suszeniu, maglowaniu lub prasowaniu, przy czym tkaniny są traktowane preparatem zawierającym:

(a) nanocząstki miedzi o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II) i nanocząstki srebra o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku srebra(I) i/lub jonów srebra(I), i nanocząstki TiO2 o średnich rozmiarach 30-60 nm (b) nanocząstki miedzi o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II) i nanocząstki srebra o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku srebra(I) i/lub jonów srebra(I), i nanocząstki ZnO o średnich rozmiarach 30-60 nm (c) nanocząstki miedzi o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II), i nanocząstki TiO2 o średnich rozmiarach 30-60 nm i nanocząstki ZnO o średnich rozmiarach 30-60 nm (d) nanocząstki srebra o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku srebra(I) i/lub jonów srebra(I), i nanocząstki TiO2 o średnich rozmiarach 30-60 nm i nanocząstki ZnO o średnich rozmiarach 30-60 nm, według wynalazku polega na tym, że nanocząstki co najmniej trzech metali i/lub ich tlenków wybranych spośród Cu, Ag, Ag2O, CuO, ZnO i TiO2 wprowadza się na tkaninę jako preparat w postaci zawiesiny nanocząstek w wodzie, zawierającej nanokompozyty o budowie typu rdzeń-porowata otoczka, przy czym rdzeń jest utworzony z TiO2 lub ZnO, a porowata otoczka z Cu/CuO lub Ag/Ag2O, w ilościach

PL 234 317 B1 zapewniających zawartość nanocząstek każdego z metali i/lub ich tlenków w ilości 10-1000 mg na 1 kg suchej tkaniny, a wzajemny stosunek wagowy metali wynosi od 10:1 do 1:10 dla Cu:Ag, od 50:1 do 5:1 dla Ti:Cu, od 50:1 do 5:1 dla Ti:Ag, od 50:1 do 5:1 dla Zn:Cu oraz od 50:1 do 5:1 dla Zn:Ag, przy czym impregnacja nanocząstkami metali ma miejsce podczas odwirowania i/lub po etapie odwirowania przy użyciu urządzenia do nanoszenia apretury z nanokompozytami, a następnie nanocząstki miedzi i srebra i dwutlenku tytanu i tlenku cynku utrwala się na powierzchni tkaniny w procesie maglowania lub prasowania w temperaturze 180-230°C.

Korzystnie, wielkość nanocząstek miedzi i srebra wynosi 10-20 nm zaś wielkość nanocząstek dwutlenku tytanu i tlenku cynku wynosi od 40 do 60 nm.

Na technologię prania z nadawaniem właściwości bakteriobójczych materiałom tekstylnym składają się następujące etapy:

a) Pranie bielizny - wstępne

b) Pranie zasadnicze z dezynfekcją

c) Płukanie z odwodnieniem

d) Odwirowanie końcowe z impregnacją preparatami Cu i/lub Ag i/lub TiO2 i/lub ZnO

e) Odwirowanie końcowe i impregnacja preparatami Cu i/lub Ag i/lub TiO2 i/lub ZnO na urządzeniu do ich nanoszenia.

i/lub

f) Suszenie, maglowanie lub prasowanie z jednoczesną immobilizacją i utrwaleniem nanocząstek miedzi i/lub srebra i/lub TiO2 i/lub ZnO.

W proponowanym procesie, po przeprowadzonej operacji prania zachodzi operacja maglowania bielizny odwodnionej do wartości ok. 45% zawartości wilgotności resztkowej. Tkaniny poddane procesom prania oraz odwadniania zostaną poddawane obróbce mechaniczno-termicznej w operacji maglowania lub prasowania wraz z immobilizacją nanocząstek miedzi i/lub srebra i/lub tlenków tych metali i/lub TiO2 i/lub ZnO na tkaninach. Maglowanie lub prasowanie tkanin zachodzi w temperaturze ok. 180-230°C (w zależności od typu tkaniny). Pod wpływem działania wysokiej temperatury odparowaniu ulega wodny rozpuszczalnik, a nanokompozyty typu ZnO/Cu/CuO/Ag/Ag2O lub TiO2/Cu/CuO/Ag/Ag2O lub TiO2/ZnO/Cu/CuO lub TiO2/ZnO/Ag/Ag2O zostaną „wprasowane” w tkaninę.

Dzięki wykorzystaniu wynalazku tkaniny uzyskują właściwości bakteriobójcze, bakteriostatyczne, grzybobójcze a także samoczyszczące (fotokatalityczne) a właściwości te są odnawiane w każdym cyklu prania i maglowania.

Urządzenie do nanoszenia apretury z nanocząstkami zaopatrzone w wałki nanoszące i dysze natryskowe, charakteryzuje się tym, że w obudowie usytuowany jest co najmniej jeden napędzany wałek podający z wałkiem dociskowym, a następnie w wannie zanurzone są co najmniej dwa zespoły napędzanych wałów nanoszących z wałkami dociskowymi, przy czym prędkość obrotowa wałków podających i nanoszących zapewnia posuw tkaniny w zakresie 0-60 m/min. i jest skorelowana z prędkością obrotową wałów magla, ponadto, pomiędzy zespołami wałów nanoszących i dociskowych usytuowane są co najmniej dwa wałki przenoszące lub podajnik taśmowy, a nad wałkami przenoszącymi usytuowany jest równolegle do osi wałów co najmniej jeden, korzystanie od 2 do 3, rząd dysz natryskowych o kącie natrysku a = 45-120°, których wydajność wynosi 1-50, korzystnie 1-5 dcm³/min, a wielkość kropel natryskiwanego preparatu z nanocząstkami w postaci zawiesiny wodnej mieści się w zakresie 100-500, korzystnie 100-300 μm, a ponadto urządzenie wyposażone jest w czujnik obecności tkaniny. Za wałkami nanoszącymi usytuowany jest zespół dwóch napędzanych końcowych wałków dociskowych a pomiędzy tymi wałami zamontowane są co najmniej dwa wałki przenoszące lub podajnik taśmowy. Wszystkie wałki urządzenia mają szerokość odpowiadającą szerokości wałów magla.

Urządzenie do nanoszenia apretury z nanocząstkami jest przedstawione schematycznie na rysunku, a przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony bliżej w przykładach jego wykonania.

P r z y k ł a d 1. W celu otrzymania poszew z tkaniny bawełnianej o właściwościach bakterioi grzybobójczych modyfikowanej mieszaniną nanokompozytu ZnO/Cu/CuO/Ag o strukturze typu rdzeń z tlenku cynku(II) i otoczka porowata z miedzi, i tlenku miedzi(II) i srebra na powierzchni każdej z warstw poszew, 10 kg suchych poszew poddawano następującym procesom:

a) procesowi prania wstępnego w 30 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan o temperaturze 70°C

b) procesowi prania zasadniczego w 30 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan o temperaturze 70°C

PL 234 317 B1

c) procesowi prania z dezynfekcją w 30 l roztworu zawierającego 40 g środka dezynfekująco-wybielającego PENTA-ACTIV

d) procesowi 2-krotnego płukania w 30 l wody

e) procesowi płukania w 30 l roztworu zawierającego 8 g środka Tenapre Exquist

f) procesowi wirowania

g) procesowi impregnacji nanocząstkami w urządzeniu do nanoszenia apretury z nanocząstkami. Urządzenie posiada obudowę 1 w której usytuowany jest napędzany wałek podający 2 z współpracującym z nim wałkiem dociskowym 2' a za wałkami zamontowane są zanurzone w wannie 3 z impregnatem trzy zespoły napędzanych wałów nanoszących 4 z wałkami dociskowymi 41, których prędkość obrotowa zapewnia prędkość przesuwu poszew wynoszącą 20 m/min. Pomiędzy zespołami wałów nanoszących 4 i dociskowych 41 usytuowane są po cztery wałki przenoszące 5· Nad wałkami przenoszącymi 5 usytuowany jest równolegle do osi wałów 2, 21, 4, 4' jeden rząd dysz natryskowych 6, o kącie natrysku a = 100° i wydajności wynoszącej 5 dcm³/min, a wielkość kropel natryskiwanego preparatu z nanocząstkami w postaci zawiesiny wodnej wynosi 200 μm. Urządzenie ponadto wyposażone jest w czujnik obecności tkaniny 7, który współpracuje z dyszami 6. Poza wanną 3, usytuowany jest zespół napędzanych końcowych wałków dociskowych 8, 81· Wszystkie wałki 2, 21, 4, 41, 5, 8, 8' urządzenia mają szerokość odpowiadającą szerokości wałów magla, który stanowi następne urządzenie w ciągu technologicznym. W urządzeniu na powierzchnię górnej warstwy tkaniny poszew nanoszone są poprzez natrysk pod kątem natrysku 90° z dysz 6 krople zawiesiny impregnatu, a na powierzchnię dolnej warstwy tkaniny poszew - za pomocą wałów nanoszących 4 zawiesina zawierająca 1000 mg ZnO/dm³ w postaci nanocząstek ZnO/Cu/CuO/Ag o strukturze typu rdzeńotoczka porowata, gdzie stosunek wagowy Zn do Cu oraz Ag wynosi 25:1:1 o wielkości nanocząstek ZnO od 40 do 60 nm, w ilości 2 litrów roztworu na 10 kg tkaniny bawełnianej.

h) procesowi suszenia i maglowania w temperaturze 180°C.

W efekcie zastosowanego procesu zawartość miedzi na powierzchni tkaniny wynosiła 300 mg Zn/kg tkaniny w postaci nanocząstek ZnO/Cu/CuO/Ag o strukturze typu rdzeń-otoczka porowata.

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP 334, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanocząstkami ZnO/Cu/CuO/Ag, o strukturze typu rdzeń z tlenku cynku(II) i otoczka porowata z miedzi, i tlenku miedzi(II) i srebra, powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów do 99% (w zależności od typu badanego mikroorganizmu).

Właściwości samoczyszczące otrzymanych tkanin badano na roztworze błękitu metylenowego (C = 0,01 mM). Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanocząstkami ZnO/Cu/CuO/Ag, o strukturze typu rdzeń z tlenku cynku(II) i otoczka porowata z miedzi, i tlenku miedzi(II) i srebra, powoduje degradację błękitu metylenowego do 95% pod wpływem promieniowania z zakresu widzialnego (900 W/m²) po upływie 12 h.

P r z yk ła d 2. W celu otrzymania prześcieradeł z jednowarstwowej tkaniny bawełnianej o właściwościach bakterio- i grzybobójczych modyfikowanej mieszaniną nanokompozytu typu TiO2/Cu//CuO/Ag/Ag2O (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z Cu/CuO/Ag/Ag2O) na powierzchni tkaniny bawełnianej, 10 kg suchej tkaniny bawełnianej poddawano następującym procesom:

d) procesowi 2-krotnego płukania w 30 l wody

f) procesowi odwirowania

g) procesowi impregnacji nanocząstkami w urządzeniu do apreturowania opisanym w przykładzie 1, poprzez nanoszenie przy wyłączonym natrysku dyszami 6 wyłącznie wałkami 4 urządzenia na powierzchnię tkaniny zawiesiny zawierającego: 1200 mg TiO2/dm³

PL 234 317 B1 w postaci nanokompozytu TiO2/Cu/CuO/Ag/Ag2O (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z Cu/CuO/Ag/Ag2O), gdzie stosunek wagowy Ti do Cu wynosi 10:1 oraz stosunek wagowy Ti do Ag wynosi 10:1, korzystnie o wielkości cząstek od 40 do 65 nm, w ilości 1 litr roztworu na 5 kg tkaniny bawełnianej

h) procesowi suszenia i maglowania w temperaturze 180°C.

W efekcie zastosowanego procesu zawartość TiO2, miedzi i srebra immobilizowana na powierzchni tkaniny wynosiła 150 mg TiO2/kg tkaniny, 15 mg Cu/kg tkaniny w postaci Cu/CuO oraz 15 mg Ag/kg tkaniny w postaci Ag/Ag2O.

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP 334, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Stwierdzono, że tkanina modyfikowana TiO2/Cu/CuO/Ag/Ag2O (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z Cu/CuO/Ag/Ag2O), powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów od 95 do 99% (w zależności od typu badanego mikroorganizmu).

Właściwości samoczyszczące otrzymanych tkanin badano na roztworze błękitu metylenowego (C = 0,02 mM). Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanocząstkami TiO2/Cu/CuO/Ag/Ag2O (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z Cu/CuO/Ag/Ag2O), powoduje degradację błękitu metylenowego do 98% pod wpływem promieniowania z zakresu widzialnego (900 W/m²) po upływie 12 h.

P r z y k ł a d 3. W celu otrzymania dwuwarstwowej (poszwy) tkaniny bawełnianej o właściwościach bakterio- i grzybobójczych modyfikowanej mieszaniną nanokompozytu typu TiO2/ZnO/Cu/Ag (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z ZnO powierzchniowo modyfikowana klastrami Cu/Ag) na powierzchni dwuwarstwowej tkaniny bawełnianej, 10 kg suchej tkaniny bawełnianej poddawano następującym procesom:

d) procesowi 2-krotnego płukania w 30 l wody

f) procesowi odwirowania

g) procesowi impregnacji nanocząstkami w urządzeniu opisanym w przykładzie 1 poprzez jednoczesne nanoszenie wałkami 4 i natrysk przy użyciu dysz 6 na powierzchnię tkaniny roztworu zawierającego: 800 mg TiO2/dm³ w postaci nanokompozytu TiO2/ZnO/Cu/Ag (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z ZnO powierzchniowo modyfikowana klastrami Cu/Ag), gdzie stosunek wagowy Ti do Zn wynosi 10:1 oraz stosunek wagowy Ti do Cu oraz Ti do Ag wynosi 25:1, o wielkości cząstek Cu/Ag od 5 do 10 nm, w ilości 1 litr roztworu na 5 kg tkaniny bawełnianej. Roztwór do impregnacji jest podawany na powierzchnię tkaniny poprzez rozpylanie roztworu za pomocą dysz 6 pod kątem natrysku 120° z prędkością 2 dm³/min w postaci kropel o wielkości 300 μm.

h) procesowi suszenia i maglowania w temperaturze 180°C.

W efekcie zastosowanego procesu zawartość TiO2, miedzi i srebra immobilizowana na powierzchni tkaniny wynosiła 150 mg TiO2/kg tkaniny, 15 mg Zn/kg tkaniny oraz 6 mg Cu w postaci nanocząstek bimetalicznych typu Cu/Ag.

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP 334, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Stwierdzono, że tkanina modyfikowana TiO2/ZnO/Cu/Ag/ (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z ZnO powierzchniowo modyfikowana klastrami Cu/Ag), powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów od 95 do 100% (w zależności od typu badanego mikroorganizmu).

Właściwości samoczyszczące otrzymanych tkanin badano na roztworze błękitu metylenowego (C = 0,02 mM). Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanocząstkami TiO2/ZnO/Cu/Ag (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) i otoczka porowata z ZnO powierzchniowo modyfikowana klastrami Cu/Ag), powoduje degradację błękitu metylenowego do 95% pod wpływem promieniowania z zakresu widzialnego (900 W/m²) po upływie 12 h.

PL 234 317 B1

P r z y k ł a d 4. W celu otrzymania jednowarstwowej tkaniny bawełnianej o właściwościach bakterio- i grzybobójczych modyfikowanej mieszaniną nanokompozytu typu ZnO/Cu²⁺/Ag+ (o strukturze typu rdzeń z tlenku cynku modyfikowany powierzchniowo jonami Cu²⁺ oraz Ag⁺) na powierzchni jednowarstwowej tkaniny bawełnianej, 10 kg suchej tkaniny bawełnianej poddawano następującym procesom:

d) procesowi 2-krotnego płukania w 30 l wody

f) procesowi odwirowania

g) procesowi impregnacji nanocząstkami w wirówce poprzez wprowadzenie do odwirowanej tkaniny (zawierającej 45% masowych wody) zawiesiny roztworu zawierającego: 400 mg ZnO/dm³ w postaci nanokompozytu ZnO/Cu²⁺/Ag⁺ (o strukturze typu rdzeń z tlenku cynku modyfikowany powierzchniowo jonami Cu²⁺ oraz Ag⁺), gdzie stosunek wagowy Zn do Cu oraz do Ag wynosi 25:1:1, o wielkości cząstek ZnO od 10 do 20 nm, w ilości 1 litr roztworu na 5 kg tkaniny bawełnianej. Roztwór do impregnacji jest podawany do wirówki ze zbiornika magazynowego a po procesie impregnacji zawracany do zbiornika magazynowego. Zawartość nanokompozytu typu ZnO/Cu²⁺/Ag⁺ w zawiesinie do impregnacji mierzona jest poprzez pomiar przewodnictwa oraz pomiar absorbancji przy długości fali 220 nm. Zawartość nanokompozytu jest uzupełniania poprzez wprowadzanie stężonej zawiesiny ZnO/Cu²⁺/Ag⁺.

h) procesowi maglowania w temperaturze 180°C.

W efekcie zastosowanego procesu zawartość ZnO, miedzi i srebra immobilizowana na powierzchni tkaniny wynosiła 75 mg Zn/kg tkaniny oraz 6 mg Cu oraz Ag w postaci jonów.

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Stwierdzono, że tkanina modyfikowana ZnO/Cu²⁺/Ag⁺ (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) modyfikowany powierzchniowo jonami Cu²⁺ oraz Ag⁺), powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów od 95 do 100% (w zależności od typu badanego mikroorganizmu).

Właściwości samoczyszczące otrzymanych tkanin badano na roztworze błękitu metylenowego (C = 0,02 mM). Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanocząstkami ZnO/Cu²⁺/Ag⁺ (o strukturze typu rdzeń z tlenku tytanu(IV) modyfikowany powierzchniowo jonami Cu²⁺ oraz Ag⁺), powoduje degradację błękitu metylenowego do 92% pod wpływem promieniowania z zakresu widzialnego (900 W/m²) po upływie 12 h.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób apreturowania tkanin w procesie ich prania, w trakcie którego tkaniny podlegają praniu wstępnemu, praniu zasadniczemu, płukaniu z odwodnieniem, a następnie neutralizacji i/lub krochmaleniu i/lub zmiękczaniu, odwirowaniu końcowemu oraz suszeniu, maglowaniu lub prasowaniu, przy czym tkaniny są traktowane preparatem zawierającym:

(a) nanocząstki miedzi o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II) i nanocząstki srebra o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku srebra(I) i/lub jonów srebra(I), i nanocząstki TiO2 o średnich rozmiarach 30-60 nm (b) nanocząstki miedzi o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II) i nanocząstki srebra o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku srebra(I) i/lub jonów srebra(I), i nanocząstki ZnO o średnich rozmiarach 30-60 nm (c) nanocząstki miedzi o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku miedzi(II) i/lub jonów miedzi(II), i nanocząstki TiO2 o średnich rozmiarach 30-60 nm i nanocząstki ZnO o średnich rozmiarach 30-60 nm

PL 234 317 B1 (d) nanocząstki srebra o średnich rozmiarach 10-50 nm, także w postaci tlenku srebra(I) i/lub jonów srebra(I), i nanocząstki TiO2 o średnich rozmiarach 30-60 nm i nanocząstki ZnO o średnich rozmiarach 30-60 nm, w ilościach zapewniających zawartość nanocząstek każdego z metali i/lub ich tlenków w zakresie 10-1000 mg na 1 kg suchej tkaniny, przy czym wzajemny stosunek wagowy metali dla Cu:Ag wynosi od 10:1 do 1:10.

znamienny tym, że nanocząstki co najmniej trzech metali i/lub ich tlenków wybranych spośród Cu, Ag, Ag2O, CuO, ZnO i TiO2 wprowadza się na tkaninę jako preparat w postaci zawiesiny nanocząstek w wodzie zawierającej nanokompozyty o budowie typu rdzeń-porowata otoczka, przy czym rdzeń jest utworzony z TiO2 lub ZnO, a porowata otoczka z Cu/CuO lub Ag/Ag2O, a wzajemny stosunek wagowy metali wynosi od 50:1 do 5:1 dla Ti:Cu, od 50:1 do 5:1 dla Ti:Ag, od 50:1 do 5:1 dla Zn:Cu oraz od 50:1 do 5:1 dla Zn:Ag, przy czym wielkość nanocząstek miedzi i srebra korzystnie wynosi 10-20 nm, i wielkość nanocząstek dwutlenku tytanu i tlenku cynku korzystnie wynosi od 40 do 60 nm, a impregnacja nanocząstkami metali ma miejsce podczas odwirowania i/lub po etapie odwirowania - przy użyciu urządzenia do nanoszenia apretury z nanokompozytami, a następnie nanocząstki miedzi i srebra i dwutlenku tytanu i tlenku cynku utrwala się na powierzchni tkaniny w procesie maglowania lub prasowania w temperaturze 180-230°C.

2. Urządzenie do nanoszenia apretury z nanocząstkami zaopatrzone w wałki nanoszące i dysze natryskowe, znamienne tym, że posiada obudowę (1) w której usytuowany jest co najmniej jeden napędzany wałek podający (2) z współpracującym z nim wałkiem dociskowym (2) a za wałkami (2, 2) zamontowane są zanurzone w wannie (3) z impregnatem co najmniej dwa zespoły napędzanych wałów nanoszących (4) z wałkami dociskowymi (4), których prędkość obrotowa zapewnia prędkość przesuwu poszew wynoszącą 0-60 m/min. Pomiędzy zespołami walów (2, 21 4, 41) usytuowane są po co najmniej dwa wałki przenoszące lub podajnik taśmowy (5). Nad wałkami przenoszącymi (5) usytuowany jest równolegle do osi wałów (4, 4) co najmniej jeden, korzystnie 2-3, rząd dysz natryskowych (6), o kącie natrysku a = 45-120° i wydajności wynoszącej 1-50 dcm³/min, korzystnie 1-5 dcm³/min, a wielkość kropel natryskiwanego preparatu z nanocząstkami w postaci zawiesiny wodnej wynosi 100-500 μm, korzystnie 100-300 μm. Urządzenie jest ponadto wyposażone w czujnik obecności tkaniny (7), który współpracuje z dyszami (6). Poza wanną (3) usytuowany jest zespół dwóch napędzanych końcowych wałków dociskowych (8, 8), a pomiędzy wałami (4, 4) a wałkami (8, 8) zamontowane są co najmniej dwa wałki przenoszące lub podajnik taśmowy (5). Wszystkie wałki (2, 21, 4, 41, 5, 8, 8) urządzenia mają szerokość odpowiadającą szerokości wałów magla, który stanowi następne urządzenie w ciągu technologicznym.

3. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że jest wyposażone w 2-3 rzędów dysz natryskowych (6).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wydajność dysz natryskowych (6) wynosi 1-5 dcm³/min, a wielkość kropel natryskiwanego preparatu z nanocząstkami wynosi korzystnie 100-300 μm.

PL 234 317 Β1