RU2400576C1 - Способ придания антимикробной активности волокнам из полиэтилентерефталата - Google Patents
Способ придания антимикробной активности волокнам из полиэтилентерефталата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400576C1 RU2400576C1 RU2009123944/12A RU2009123944A RU2400576C1 RU 2400576 C1 RU2400576 C1 RU 2400576C1 RU 2009123944/12 A RU2009123944/12 A RU 2009123944/12A RU 2009123944 A RU2009123944 A RU 2009123944A RU 2400576 C1 RU2400576 C1 RU 2400576C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- colloidal
- silver
- solution
- fibers
- particles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
Способ состоит из операций вытяжки волокон в контакте с поверхностно-активным коллоидным раствором серебра, термической стабилизации и сушки. Причем дисперсионной жидкостью коллоидного раствора служит водный раствор глицерина, содержащий цитилпиридиния хлорид и борат ионы, а биметаллические коллоидные частицы представляют собой частицы серебра, на которых осаждена медь. Коллоидный раствор имеет следующий состав, мас.%: коллоидное серебро 0,1÷2,1, коллоидная медь 0,1÷3,0, цитилпиридиния хлорид 0,01÷0,03, борат ионы 0,1÷0,2, глицерин 20÷60, вода - остальное. Введение такого раствора в структуру микрополостей, образующихся в волокнах по механизму крейзинга, придает им повышенную антимикробную активность. 3 табл.
Description
Изобретение соответствует области производства синтетических волокон, снабженных системой микропор, в которые введено антимикробное вещество.
Растущий интерес к антимикробным химическим волокнам для текстильной промышленности инициировал несколько технологических направлений их создания. Одним из них является введение в полимерную основу волокон ионов серебра с возможностью их высвобождения в условиях повышенной влажности. Текстильные изделия из волокон, модифицированных ионами серебра, проявляют бактериостатический эффект, не нарушающий бактериального баланса кожи, но купирующий размножение болезнетворных бактерий. Серебросодержащие волокна малотоксичны, не раздражают кожу, в смесовых тканях предотвращают микробиальную порчу натуральных волокон - шерсти, хлопка, шелка. Основным требованием к текстильным изделиям, изготовленным с вложением антимикробных волокон, является сохранение микробоцидности на протяжении возможно большего периода эксплуатации, в том числе, после многократных стирок.
Совокупность методов получения синтетических волокон и волокнистых материалов, модифицированных ионами серебра, можно разделить на следующие группы.
А. Наполнение полимерных связующих металлосодержащими частицами. Известен способ получения волокон с бактерицидной активностью [Патент JP 2905629 Волокно с дезодорирующей и бактерицидной активностью / Kawamoto Masao МПК D01F 1/10. Опубл. 1999] из термопластов, наполненных частицами фосфатов серебра и стабилизаторов. Способ [Патент JP 2945264. Волокно с антимикробными свойствами и способ его производства / Koizumi Tadayoshi. МПК D01F 1/10. Опубл. 1999] предусматривает наполнение волокнообразующего полиэфира частицами цеолита, несущими ионы серебра. Антибактериальная полимерная композиция [Патент JP 3266174. Антибактериальная полимерная композиция / Aikawa Kazuyshi, Maejima Rie. МПК C08L 101/00. Опубл 2002] получена смешиванием смолы и частиц химических соединений серебра. Бактерицидные волокна изготавливают из ацетата целлюлозы, наполненного фосфатами Ag0,005Li0,995Zr2(PO4)3, Ag0,01(NH4)0,99.Zr2(PO4)3 или Ag0,05Na0,95Zr2(PO4)3 [Патент JP 3247293 Бактерицидное волокно на основе ацетата целлюлозы и текстильные материалы с их использованием / Yamada Koichi и др. МПК D01F 2/28. Опубл. 2002]. Известен способ получения противогрибковой полимерной композиции на основе винилароматических соединений, которую модифицируют препаратами серебра в процессе смешивания и совместной переработки [Патент JP 3271362. Противогрибковая полимерная композиция / Motai Masaaki, Hamazaki Chie, Ischikana Munehiko и др. МПК C08L 51/04. Опубл 2002].
Общим недостатком этих методов является нерациональный расход дорогостоящих соединений серебра, которые равномерно распределены в объеме волокон, в то время как антимикробный эффект обеспечивает лишь малая часть добавок, локализованных в поверхностном слое волокон.
Б. Получение серебросодержащих волокон по растворной технологии. Для придания антимикробной активности акриловые волокна, подвергнутые желированию, обрабатывают водным раствором соли серебра, а затем сушат и проводят термический отпуск [Патент JP 2841092. Способ изготовления бактерицидного акрилового волокна / Yamamori Hisayoshi и др. МПК D01F 6/54. Опубл. 1998]. Волокна с длительно сохраняющейся бактерицидностью получают путем обработки карбоксилированного гранулята акрилового сополимера катионами серебра, растворения полученного продукта в соответствующем растворителе и прядением раствора через фильеру [Патент JP 2849754. Способ получения бактерицидного акрилового волокна / Hiraoka Saburo и др. МПК D01F 6/18. Опубл. 1999]. Аналогичный способ изготовления бактерицидного целлюлозного волокна [Патент JP 3051709. Способ изготовления бактерицидного целлюлозного волокна / Nakamura Kenji и др. МПК D01F 1/10. Опубл. 2000] состоит в формовании волокон из раствора целлюлозы в трет-амино-N-оксиде, наполненного содержащими серебро цеолитами или фосфатами.
Эта группа методов имеет узкое применение и отличается значительной трудоемкостью.
В. Обработка текстильных материалов растворами, содержащими ионы серебра. Согласно патенту [Патент JP 3273269. Способ бактерицидной и фунгицидной обработки волокнистого материала / Eguchi Haruichiro, Washimi Takao. МПК D06M 11/83. Опубл. 2002] волокнистый материал погружают в водный раствор хлорида олова и соляной кислоты, промывают водой, а затем обрабатывают водным раствором нитрата серебра. Способ получения серебросодержащих целлюлозных материалов (х/б ткань и пряжа, льняное волокно и полотна) состоит в пропитке исходного материала водным раствором AgNO3 при 85-150°C в течение 1-4 ч [Патент РФ 2256675. Способ получения серебросодержащих целлюлозных материалов / Котельникова Н.Е. Лашкевич О.В., Панарин Е.Ф. МПК C08L 1/02, C08K 3/28, C08B 1/00. Опубл. 2005].
Недостатки этих методов 1) ограниченность применения, 2) большой расход дорогостоящих препаратов серебра, 3) значительное ослабление микробоцидной активности материалов после стирок.
В течение последних десятилетий ведущее положение на мировом рынке синтетических волокон занимают полиэфирные, в частности полиэтилентерефталатные (ПЭТФ), волокна. Их вложение в пряжу на основе натуральных волокон придает изготовленным из нее текстильным изделиям несминаемость, износостойкость, формоустойчивость. Этот вид волокон получают экструзией волоконных заготовок с последующими ориентационной вытяжкой, тепловой стабилизацией и другими стандартными операциями обработки волокон. Известны антимикробные ПЭТФ волокна, изготавливаемые экструзией из смеси гранул обычного ПЭТФ и гранулята со специальными свойствами (masterbatch), полученного из ПЭТФ и дисперсного серебра [Проспект фирмы «Когеа Consuming Science Research Center» - Сеул, 2005].
Их недостатком является присущий методам группы «A» нерациональный расход серебра, большая часть которого оказывается «замурованной» в объеме волокон и не работает как антимикробный агент.
Прототипом изобретения служит способ изготовления антимикробных волокон из ПЭТФ [Патент BY 11260. Способ изготовления антимикробных волокон из полиэтилентерефталата / Пинчук Л.С., Гольдаде В.А., Винидиктова Н.С., Борисевич И.В., Игнатовская Л.В., Новиков В.П., Храмцов С.Н. МПК D01F 6/92, D01M 11/00 Опубл. 2008]. Наряду с традиционными операциями обработки экструдированного волокна (замасливание, вытяжка, термическая стабилизация и др.) он содержит оригинальную операцию нанесения на пучок подвергаемых вытяжке волокон модифицирующей поверхностно-активной жидкости. Последняя представляет собой стабилизированный поверхностно-активным веществом (ПАВ) и поливиниловым спиртом (ЛВС) коллоидный раствор серебра в этиленгликоле. Концентрация частиц серебра в растворе 1,5÷3,0 мас.%, средний размер частиц составляет 10÷15 нм.
Недостатки прототипа:
- применение модификатора на основе драгоценного металла - серебра - заметно увеличивает стоимость обработанных им волокон,
- модифицирующая жидкость не содержит иных, кроме серебра, антисептических компонентов;
- в состав модифицирующей жидкости входят дорогостоящие компоненты - полимеры (поливиниловый спирт) и органические растворители (полиэтиленгликоль).
Задачи, поставленные при создании изобретения:
1) снизить стоимость коллоидного раствора за счет уменьшения концентрации в нем серебра;
2) дополнительно ввести в раствор частицы другого, более дешевого, чем серебро, металла;
3) обогатить дисперсионную жидкость антисептическими компонентами. Поставленные задачи решаются тем, что известный способ изготовления антимикробных волокон из ПЭТФ, включающий операцию их вытяжки в коллоидном растворе серебра, осуществляют с применением модифицирующей жидкости нового состава. Она представляет собой коллоидный раствор биметаллических частиц: на поверхности коллоидных частиц серебра осаждены наноразмерные частицы меди. Жидкостью-носителем частиц служит водный раствор глицерина, дополнительно содержащий антисептические компоненты - хлоридный стабилизатор коллоидных частиц и гидроборатные продукты реакций восстановления металлов из солей. Состав коллоидного раствора биметаллических частиц, мас.%:
| коллоидное серебро | 0,1÷2,1 |
| коллоидная медь | 0,1÷3,0 |
| цитилпиридиний хлорид | 0,01÷0,03 |
| борат ион | 0,1÷0,2 |
| глицерин | 20÷60 |
| вода | остальное |
Сущность изобретения состоит в том, что биметаллические частицы демонстрируют комплексное антисептическое действие серебро - против грибов, бактерий и вирусов, медь - против грибов, особенно плесневых. Это позволяет снизить (по сравнению с прототипом) концентрацию серебра в растворе. Кроме того, жидкость-носитель частиц дополнительно содержит новые антисептические компоненты: борную кислоту, являющуюся побочным продуктом реакций восстановления металлов из их солей, и цитилпиридиний, основное назначение которого - стабилизация коллоидных частиц. Высоковязкий глицерин в составе жидкости-носителя обеспечивает устойчивость коллоидной системы, хорошо смачивает ПЭТФ и входит в группу многоатомных спиртов, инициирующих крейзинг полимеров.
Примеры осуществления способа.
ПЭТФ волокна марки A (ТУ 6-13-0204077-92-88) в процессе вытяжки со степенью ε=3,5 на стенде, моделирующем процесс переработки ПЭТФ волокон, окунали в раствор приведенного выше состава. В контакт с раствором приводили участок образования шейки на растягиваемом волокне.
Модифицирующий раствор был изготовлен в ГНПО «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению». Азотнокислое серебро и азотнокислую медь, растворенные в смеси вода+глицерин (концентрация AgNO3 0,1÷2,1 мас.%, Cu(NO3)2 0,1÷3,0 мас.%), восстанавливают эквимолярным количеством гидробората натрия в водно-глицериновом растворе. В смесь добавляют цитилпиридиния хлорид (0,1÷0,2%) для стабилизации коллоидных частиц. Побочным продуктом реакций восстановления металлов является борная кислота.
Согласно способу-прототипу растягиваемые волокна окунали в коллоидный раствор серебра в этиленгликоле, стабилизированный ПАВ и ПВС. Концентрация частиц серебра со средним размером 10÷15 нм оставляла 1,5÷3,0 мас.%.
Микробиологическое тестирование волокно проводили в соответствии с ГОСТ 9/048-88, 9.802-84 и методическими указаниями Минздрава РБ №28-6/32. Использовали штаммы бактерий Staphylococcus aureas (St), Pseudomonas aerugenosa (Ps) и грибов Aspergillus niger (As), Penicillium funiculosum (Pn). Регистрировали ширину H зоны задержки роста микроорганизмов вокруг образца (отрезок пучка волокон длиной 10 мм), помещенного на агар-агаровую питательную среду.
Устойчивость антимикробной активности волокон в процессе тепловлажностной обработки (стирки) определяли, регистрируя H после каждого цикла обработки. Цикл состоит из следующих операций. Образцы помещали в моющий раствор (5 г стирального порошка на 1 л воды) при T=50÷55°C, приводили их в движение с помощью магнитной мешалки, обрабатывая в течение 7 мин, ополаскивали (1 мин) в проточной воде, сушили при комнатной температуре.
В Табл.1 приведены составы растворов, которыми обрабатывали волокна, и расшифровка аббревиатур компонентов; в Табл.2 - соответствующие этим составам исходные значения H; в Табл.3 - результаты сравнительной оценки устойчивости антимикробной активности образцов при стирках волокон, обработанных лучшим из новых составов, и составом по способу-прототипу.
Анализ данных таблиц приводит к следующим заключениям.
1. Оптимальная концентрация КС в модифицирующем растворе соответствует 0,1÷2,1 мас.% (составы 2, 3), поскольку меньшая концентрация KC (1) обусловливает значительное уменьшение H, а большая (4) не приводит к усилению антимикробной активности волокон.
2. По той же причине оптимальные концентрации KM 0,01÷3,0 мас.% (10, 11). Изъятие из раствора ЦХ (9), стабилизирующего коллоидные частицы, практически лишает его антимикробной активности.
3. Концентрация БИ, являющихся побочным продуктом реакций восстановления КС и КМ из солей, зависит от количества реагентов и изменяется в пределах от 0,1 (min количество солей, состав 13) до 0,2 мас.% (max количество солей, состав 14).
4. Оптимальная концентрация Гл 20-60 мас.%, т.к. большая (65%) и меньшая (15%) концентрации заметно снижают H, по-видимому, из-за недостаточной коллоидной стабильности и малой подвижности коллоидного раствора.
5. Превосходство нового способа над способом-прототипом очевидно при анализе данных Табл.3 волокна, обработанные лучшим из разработанных составов (19), подавляют рост тест-культур после 50 стирок, по способу-прототипу (20) - утрачивают антимикробную активность после 25-30 стирок.
Концентрация серебра в модифицирующем растворе, соответствующем новому способу, меньше, чем в способе-прототипе. Кроме того, в новом растворе отсутствуют присущие раствору-прототипу полимерные добавки и органические растворители Это позволило на ~15% снизить себестоимость нового модифицирующего раствора, не снижая его эффективности.
Новая модифицирующая жидкость содержит коллоидные частицы меди, являющиеся бактерицидным агентом. Антисептическое действие нового раствора усиливается благодаря обогащению жидкости-носителя борной кислотой, образующейся при восстановлении из солей серебра и меди, а также присутствию цитилпиридиния, выполняющего две функции - стабилизатора коллоидных частиц и антисептика.
Таким образом, задачи, поставленные при создании изобретения, решены.
Способ придания антимикробной активности ПЭТФ волокнам найдет применение в производстве химических волокон, предназначенных для получения многофункциональных текстильных нитей, тканей и изделий.
| Таблица 2 | ||||
| №№ составов | H (мм) в зависимости от вида микроорганизмов | |||
| St | Ps | As | Pn | |
| 1 | 2,1 | 2,3 | 2,1 | 2,1 |
| 2 | 4,0 | 4,1 | 3,9 | 3,3 |
| 3 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,5 |
| 4 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,5 |
| 5 | 3,3 | 3,2 | 3,0 | 2,9 |
| 6 | 4,0 | 4,0 | 3,8 | 3,3 |
| 7 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,5 |
| 8 | 4,4 | 4,1 | 3,9 | 3,5 |
| 9 | 1,7 | 1,5 | 1,4 | 1,3 |
| 10 | 44 | 4,1 | 4,0 | 3,5 |
| 11 | 4,5 | 4,1 | 3,9 | 3,5 |
| 12 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,5 |
| 13 | 1,8 | 1,5 | 1,3 | 1,2 |
| 14 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,5 |
| 15 | 3,5 | 3,4 | 3,3 | 2,9 |
| 16 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,4 |
| 17 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,4 |
| 18 | 3,7 | 3,5 | 3,2 | 2,8 |
| 19 | 4,5 | 4,1 | 4,0 | 3,5 |
| Таблица 3 | ||||||||
| Вид микроорганизмов | H (мм) для составов 19 и 20 (прототип) в зависимости от числа стирок | |||||||
| исходные значения | после 10 стирок | после 20 стирок | посте 50 стирок | |||||
| 19 | 20 | 19 | 20 | 19 | 20 | 19 | 20 | |
| St | 4,5 | 3,9 | 4,0 | 2,5 | 2,5 | 1,3 | 1,7 | 0 |
| Ps | 4,1 | 3,8 | 3,7 | 2,4 | 2,4 | 1,2 | 1,3 | |
| As | 4,0 | 3,6 | 3,3 | 2,1 | 2,3 | 0,9 | 2,0 | |
| Pn | 3,5 | 3,3 | 3,1 | 1,9 | 2,0 | 0,5 | 1,8 | |
Claims (1)
- Способ придания антимикробной активности волокнам из полиэтилентерефталата, состоящий из операций вытяжки волокон в контакте с поверхностно-активным коллоидным раствором серебра, термической стабилизации и сушки, отличающийся тем, что дисперсионной жидкостью коллоидного раствора служит водный раствор глицерина, содержащий цитилпиридиния хлорид и борат ионы, а биметаллические коллоидные частицы представляют собой частицы серебра, на которых осаждена медь, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
коллоидное серебро 0,1÷2,1 коллоидная медь 0,1÷3,0 цитилпиридиний хлорид 0,01÷0,03 борат ион 0,1÷0,2 глицерин 20÷60 вода остальное
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BY20081648 | 2008-12-19 | ||
| BYA20081648 | 2008-12-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2400576C1 true RU2400576C1 (ru) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009123944/12A RU2400576C1 (ru) | 2008-12-19 | 2009-06-23 | Способ придания антимикробной активности волокнам из полиэтилентерефталата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2400576C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525545C2 (ru) * | 2012-10-02 | 2014-08-20 | ООО "Инновационные Технологии Льнопереработки" | Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала |
| WO2019199264A1 (ru) * | 2018-04-13 | 2019-10-17 | Юрий Мыколайовыч БАЧЫНСЬКЫЙ | Слоистая подложка для покрытий |
| RU2717268C1 (ru) * | 2019-06-13 | 2020-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ получения полимерных изделий с антибактериальными свойствами на основе полукристаллических полимеров |
-
2009
- 2009-06-23 RU RU2009123944/12A patent/RU2400576C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525545C2 (ru) * | 2012-10-02 | 2014-08-20 | ООО "Инновационные Технологии Льнопереработки" | Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала |
| WO2019199264A1 (ru) * | 2018-04-13 | 2019-10-17 | Юрий Мыколайовыч БАЧЫНСЬКЫЙ | Слоистая подложка для покрытий |
| RU204936U1 (ru) * | 2018-04-13 | 2021-06-18 | Юрий Мыколайовыч Бачынськый | Слоистая подложка для покрытий |
| RU2717268C1 (ru) * | 2019-06-13 | 2020-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ получения полимерных изделий с антибактериальными свойствами на основе полукристаллических полимеров |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107326470B (zh) | 一种抗菌持久改性聚酯纤维的加工方法 | |
| Pekhtasheva et al. | Biodegradation and biodeterioration of some natural polymers | |
| TWI392780B (zh) | Wet melt with a mold, antibacterial and deodorant function of cellulose non-woven system | |
| US20080131471A1 (en) | Method of Transferring Bacteriostatic Properties to a Product in an Aqueous Solution | |
| WO2006049478A1 (en) | Anti-microbial fiber products | |
| DE60302211T2 (de) | Verwendung von zinksulfid als akarizide | |
| DE102007019768A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer bioaktiven Cellulosefaser mit hohem Weißgrad | |
| CN102071573A (zh) | 纺织品防霉剂 | |
| CN103147286A (zh) | 一种纺织品防霉剂及其制备方法 | |
| RU2400576C1 (ru) | Способ придания антимикробной активности волокнам из полиэтилентерефталата | |
| CN111850726B (zh) | 一种利用富勒烯制备抗菌型纤维布料的方法 | |
| CN111455493A (zh) | 一种抗菌抗病毒面料及其制备方法和应用 | |
| CN104499271A (zh) | 一种抗菌涤纶织物的制备方法 | |
| CA3018153C (en) | Article comprising an antioxidizing agent and a bacteriostatic agent and a production process thereof | |
| CN110952156A (zh) | 一种抗菌防污型涤纶复合纤维的制备方法 | |
| RU2640277C2 (ru) | Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала | |
| TW201437444A (zh) | 具有天然抗菌、除臭及負離子功能竹纖維素纖維之製法 | |
| CN102561029A (zh) | 一种纺织品防霉剂 | |
| Ikenna et al. | Use of Novel and Environmental Friendly Natural Polymer and Its Alumina Nano-composite Synthesized from Rhynchophorus phoenicis in Waste Water Treatment | |
| CN113152089A (zh) | 一种抗菌织物的制备方法 | |
| CN110965143B (zh) | 一种具有抗菌除臭性能的纤维及其制备方法 | |
| RU2288983C1 (ru) | Способ получения антимикробных нетканых текстильных материалов | |
| JP3792984B2 (ja) | 繊維類の抗菌・抗カビ加工方法 | |
| RU2324776C2 (ru) | Целлюлозное волокно | |
| US20060008515A1 (en) | Anti-microbial chitosan composition for textile products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120624 |