RU2758770C1 - Method for obtaining vinyl wallpaper with a bactericidal coating - Google Patents

Method for obtaining vinyl wallpaper with a bactericidal coating Download PDF

Info

Publication number
RU2758770C1
RU2758770C1 RU2020137112A RU2020137112A RU2758770C1 RU 2758770 C1 RU2758770 C1 RU 2758770C1 RU 2020137112 A RU2020137112 A RU 2020137112A RU 2020137112 A RU2020137112 A RU 2020137112A RU 2758770 C1 RU2758770 C1 RU 2758770C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wallpaper
silver nanoparticles
carbon matrix
silver
bactericidal
Prior art date
Application number
RU2020137112A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Андреевич Новопашин
Василий Анатольевич Мальцев
Валерий Владимирович Моисеенко
Original Assignee
Валерий Владимирович Моисеенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Владимирович Моисеенко filed Critical Валерий Владимирович Моисеенко
Priority to RU2020137112A priority Critical patent/RU2758770C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758770C1 publication Critical patent/RU2758770C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/36Biocidal agents, e.g. fungicidal, bactericidal, insecticidal agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/18Paper- or board-based structures for surface covering
    • D21H27/20Flexible structures being applied by the user, e.g. wallpaper

Abstract

FIELD: vinyl wall covering.
SUBSTANCE: invention can be used for disinfection of surfaces and air in the premises of medical institutions. The method for producing vinyl wallpaper with a bactericidal coating includes obtaining silver nanoparticles on a carbon matrix, making a biocidal suspension including silver nanoparticles, and applying the resulting suspension to the front surface of the wallpaper. Silver nanoparticles are obtained by spraying a composite graphite electrode including silver powder in a plasma of a DC electric arc discharge in an inert gas atmosphere.
EFFECT: invention provides high and long-lasting bactericidal activity of wallpaper in relation to strains of different classes of microorganisms.
5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения обоев с бактерицидным покрытием, которое препятствует образованию бактерий и грибков на поверхностях оклеенных изделий и способно также самостоятельно устранять из воздуха помещения патогенных микроорганизмов и ингибировать процесс их размножения. Изобретение может быть использовано для обеззараживания поверхностей и воздуха в помещениях, особенно, в местах скопления людей, в медицинских учреждениях.The invention relates to methods for producing wallpaper with a bactericidal coating, which prevents the formation of bacteria and fungi on the surfaces of the glued products and is also capable of independently removing pathogenic microorganisms from the room air and inhibiting the process of their reproduction. The invention can be used for disinfection of surfaces and air in rooms, especially in crowded places, in medical institutions.

Одним из вариантов решения проблем обеззараживания поверхностей и воздуха в помещениях, особенно, в местах скопления людей, в медицинских учреждениях, может стать оклеивание поверхностей обоями с бактерицидным покрытием на основе водно-дисперсных ЛКМ (лакокрасочных материалов) с наноразмерными частицами серебра, меди или золота с повышенной биоцидной активностью, которые препятствуют образованию бактерий и грибков на поверхностях, а также способны самостоятельно устранять из воздуха помещения патогенных микроорганизмов и ингибировать процесс их размножения.One of the options for solving the problems of disinfecting surfaces and air in rooms, especially in crowded places, in medical institutions, can be pasting surfaces with wallpaper with a bactericidal coating based on water-dispersed paintwork materials (paints and varnishes) with nanosized particles of silver, copper or gold with increased biocidal activity, which prevent the formation of bacteria and fungi on surfaces, and are also able to independently remove pathogenic microorganisms from the air of the room and inhibit the process of their reproduction.

Известны антибактериальные обои и способ их получения [CN 110157344, 2019-08-23, С08K 13/02; С08K 3/04; С08K 3/08; С08K 3/22; С08K 3/34; С08K 5/12; С08K 5/523; C08L 61/06; C08L 69/00; C08L 87/00; C08L 97/02; C09J 11/04; C09J 163/00; C09J 7/29; C09J 7/30; E04F 13/00]. Поверхностный слой обоев содержит наночастицы серебра, обеспечивающие их бактерицидные свойства. Способ изготовления обоев включает следующие этапы: 1) Приготовление смеси, включающей антибактериальный агент, путем механического перемешивания компонентов смеси; 2) термообработка смеси; 3) экструзионное формование.Known antibacterial wallpaper and a method of obtaining them [CN 110157344, 2019-08-23, C08K 13/02; C08K 3/04; C08K 3/08; C08K 3/22; C08K 3/34; C08K 5/12; C08K 5/523; C08L 61/06; C08L 69/00; C08L 87/00; C08L 97/02; C09J 11/04; C09J 163/00; C09J 7/29; C09J 7/30; E04F 13/00]. The surface layer of the wallpaper contains silver nanoparticles, which provide their bactericidal properties. The method for making wallpaper includes the following steps: 1) Preparing a mixture containing an antibacterial agent by mechanically mixing the components of the mixture; 2) heat treatment of the mixture; 3) extrusion molding.

В указанном решении минимальное содержание наночастиц серебра по массе составляет более 0,3% (1: 300). В предлагаемом решении - 0,01%. В указанном решении нет информации о том, как синтезированы и хранятся наночастицы серебра, нет данных по размерам наночастиц серебра, нет количественной информации об эффективности антибактериального действия и о длительности бактерицидных свойств.In this solution, the minimum content of silver nanoparticles by weight is more than 0.3% (1: 300). In the proposed solution - 0.01%. In this solution, there is no information on how silver nanoparticles are synthesized and stored, there is no data on the size of silver nanoparticles, there is no quantitative information on the effectiveness of antibacterial action and on the duration of bactericidal properties.

Известны антибактериальные обои и способ их получения [CN 102660908, 2012-09-12, В32В 33/00; D21H 27/20; E04F 13/075]. Обои содержат подложку, печатный слой, и антибактериальный слой. Антибактериальный слой образован печатной краской, содержащей следующие компоненты в частях по весу: 100 частей лака для печати на водной основе и от 0,1 части до 2 частей антибактериального агента. Краска на водной основе для печати выбирается из матового лака для печати на водной основе или прозрачного лака для печати на водной основе. Антибактериальный агент - серебро, причем приведены примеры осуществления изобретения для неорганических комплексов, таких как серебро-циркониевый-фосфат и жидкое стекло с внедренными ионами серебра. Подложка - это любая бумага из древесной массы, флизелиновая бумага и ткань.Known antibacterial wallpaper and a method of obtaining them [CN 102660908, 2012-09-12, В32В 33/00; D21H 27/20; E04F 13/075]. Wallpaper contains a backing, a printed layer, and an antibacterial layer. The antibacterial layer is formed by an ink containing the following components in parts by weight: 100 parts of a water-based printing varnish and 0.1 parts to 2 parts of an antibacterial agent. The water-based ink for printing is selected from matt water-based printing varnish or water-based clear varnish for printing. The antibacterial agent is silver, and examples of implementation of the invention are given for inorganic complexes such as silver-zirconium-phosphate and water glass with embedded silver ions. The backing is any wood pulp paper, non-woven paper and fabric.

В указанном решении антибактериальный агент добавляют в краску или лак на водной основе и смешивают механически до получения однородной суспензии. В указанном решении не используют наночастицы серебра, нет информации о долговечности бактерицидных свойств. Заявлено, что бактерицидная активность обоев превышает 99,99% для Escherichia coli, Staphylococcus aureus и других видов бактерий, но нет подтверждающей экспериментальной информации.In this solution, the antibacterial agent is added to the water-based paint or varnish and mechanically mixed until a homogeneous suspension is obtained. This solution does not use silver nanoparticles, there is no information on the durability of the bactericidal properties. It is stated that the bactericidal activity of wallpaper exceeds 99.99% for Escherichia coli, Staphylococcus aureus and other types of bacteria, but there is no supporting experimental information.

Наиболее близким по совокупности признаков является изобретение обои с бактерицидными свойствами [RU 2417281; 30.11.2009; D21H 27/20; D21H 21/36; D21H 19/36; C09J 7/04; C09D 5/14]. Общая технология изготовления обоев, согласно описанию указанного изобретения, включает:The closest in terms of the totality of features is the invention of wallpaper with bactericidal properties [RU 2417281; 11/30/2009; D21H 27/20; D21H 21/36; D21H 19/36; C09J 7/04; C09D 5/14]. The general technology for the manufacture of wallpaper, according to the description of the specified invention, includes:

1) нанесение покрытия с бактерицидным агентом на обои, например, валками или распылением; 2) удаление воды, входящей в состав лака, после нанесения покрытия путем воздействия на лицевую сторону обоев, например, теплым воздухом. Антибактериальное покрытие обоев выполняют нанесением суспензии, соотношение ингредиентов в которой составляет: 95-99,99 мас. % лака и 0,01-5 мас. % порошка пористого углеродного носителя с наночастицами серебра размерами 2-50 нм, полученной смешиванием с помощью ультразвука.1) coating the wallpaper with a germicidal agent, for example, by rolling or spraying; 2) removal of the water contained in the varnish after coating by exposing the front side of the wallpaper, for example, to warm air. Antibacterial coating of wallpaper is performed by applying a suspension, the ratio of ingredients in which is: 95-99.99 wt. % varnish and 0.01-5 wt. % powder of a porous carbon support with silver nanoparticles 2-50 nm in size, obtained by mixing using ultrasound.

Однако в описании изобретения нет информации о деталях используемого метода диспергирования, что важно для получения суспензии с высокой степенью дисперсности.However, in the description of the invention there is no information about the details of the method of dispersion used, which is important for obtaining a suspension with a high degree of dispersion.

В указанном решении упомянуто, что порошок пористого углеродного носителя с наночастицами серебра получают путем высокотемпературного испарения композитного графит-серебряного электрода известными методами при варьировании режимных параметров процесса. Однако в описании изобретения нет информации о деталях используемого метода, что влияет на качество получаемого материала.In this solution, it is mentioned that the powder of a porous carbon support with silver nanoparticles is obtained by high-temperature evaporation of a composite graphite-silver electrode by known methods with varying the operating parameters of the process. However, in the description of the invention there is no information about the details of the method used, which affects the quality of the obtained material.

В указанном решении нет количественной информации об эффективности антибактериального действия обоев с покрытием на основе суспензии с концентрацией нанопорошка Ag-C 0,01-5 мас. %. Также нет информации о длительности бактерицидных свойств покрытия. Такие сведения отсутствуют, так как не проводились исследования ни для одной из указанных концентраций суспензии, ни на одном из микроорганизмов.In this solution, there is no quantitative information about the effectiveness of the antibacterial effect of coated wallpaper based on a suspension with a concentration of Ag-C nanopowder of 0.01-5 wt. %. There is also no information on the duration of the bactericidal properties of the coating. There is no such information, since no studies were carried out for any of the indicated concentrations of the suspension, on any of the microorganisms.

Кроме того, указанное изобретение направлено на достижение другого результата, а именно, создание обоев, имеющих однослойное антибактериальное покрытие малокомпонентного состава и простую технологию изготовления.In addition, the specified invention is aimed at achieving another result, namely, the creation of wallpaper having a single-layer antibacterial coating of low-component composition and a simple manufacturing technology.

Следует отметить также, что из уровня техники известны способы получения металл-углеродных нанокомпозитов.It should also be noted that prior art methods are known for producing metal-carbon nanocomposites.

Известен способ синтеза наночастиц металлов осаждением на пористый углеродный материал [RU 2685564, 09.01.2018, B22F 9/12, С23С 14/30, B82Y 40/00]. В указанном решении синтез материала осуществляют нанесением наночастиц металла, в том числе серебра, на уже заранее подготовленную углеродную матрицу. Способ осуществляют в два этапа: синтез углеродной матрицы; нанесение наночастиц металла распылением электронным пучком в вакуумной камере.A known method for the synthesis of metal nanoparticles by deposition on a porous carbon material [RU 2685564, 09.01.2018, B22F 9/12, C23C 14/30, B82Y 40/00]. In this solution, the synthesis of the material is carried out by depositing metal nanoparticles, including silver, on an already prepared carbon matrix. The method is carried out in two stages: synthesis of a carbon matrix; deposition of metal nanoparticles by sputtering with an electron beam in a vacuum chamber.

Указанный способ имеет ряд, как технических недостатков, так и недостатков по свойствам синтезируемого материала.This method has a number of both technical drawbacks and drawbacks in the properties of the synthesized material.

Известны способы синтеза металл-углеродных нанокомпозитов в плазме дугового разряда постоянного тока, например, способ синтеза наноструктурного композиционного СеО2 - PdO материала [RU 2532756, 01.07.2013, В82В 3/00, B01J 37/34, C01F 17/00, B01J 23/63, B01J 23/44], способ синтеза порошка суперпарамагнитных наночастиц Fe2O3 [RU 2597093, 25.06.2015, C01G 49/06, В82В 3/00, B82Y 30/00, B22F 9/14, B22F 9/16, H01F 1/01].Known methods for the synthesis of metal-carbon nanocomposites in the plasma of a DC arc discharge, for example, a method for the synthesis of nanostructured composite CeO 2 - PdO material [RU 2532756, 01.07.2013, В82В 3/00, B01J 37/34, C01F 17/00, B01J 23 / 63, B01J 23/44], a method for the synthesis of a powder of superparamagnetic nanoparticles Fe 2 O 3 [RU 2597093, 25.06.2015, C01G 49/06, В82В 3/00, B82Y 30/00, B22F 9/14, B22F 9/16 , H01F 1/01].

В этих решениях используют двухстадийный метод синтеза. Первая стадия синтеза: синтез металл-углеродного наноструктурного материала в дуговом разряде при распылении композитного металл-графитового электрода в среде инертного газа. Вторая стадия: отжиг в кислородсодержащей атмосфере.These solutions use a two-step synthesis method. The first stage of synthesis: synthesis of a metal-carbon nanostructured material in an arc discharge by spraying a composite metal-graphite electrode in an inert gas. Second stage: annealing in an oxygen-containing atmosphere.

Отличие состоит в использовании другого металла при другом диапазоне определяющих параметров (ток, напряжение, давление, состав распыляемого электрода), а также простоте способа (количество стадий).The difference lies in the use of a different metal with a different range of determining parameters (current, voltage, pressure, composition of the sprayed electrode), as well as the simplicity of the method (the number of stages).

Также следует отметить, известные из уровня техники способы диспергирования в жидкости ультразвуком наночастиц металлов, например:It should also be noted that known from the prior art methods of dispersing metal nanoparticles in a liquid by ultrasound, for example:

Способ приготовления водного раствора нанокомпозита серебро-углерод [TW 201804478; 2018-02-01; B01J 19/10; B22F 9/24; Н01В 1/02; Н01В 1/04; Н01В 13/00; H01G 11/30], включающий два этапа. На первом этапе создают устойчивую водную суспензию на основе углеродных материалов, стабилизированную сульфонат-анионным поверхностно-активным веществом. На втором этапе в суспензию добавляют капельки воды с растворенной солью серебра и обрабатывают ультразвуком.A method of preparing an aqueous solution of a silver-carbon nanocomposite [TW 201804478; 2018-02-01; B01J 19/10; B22F 9/24; Н01В 1/02; Н01В 1/04; H01B 13/00; H01G 11/30], which includes two stages. At the first stage, a stable aqueous suspension based on carbon materials is created, stabilized with a sulfonate anionic surfactant. At the second stage, water droplets with dissolved silver salt are added to the suspension and treated with ultrasound.

Способ сложен в реализации. Наночастицы серебра в жидкости подвержены коагуляции, так как они не покрыты углеродной матрицей, следовательно, их бактерицидная активность падает в зависимости от скорости их коагуляции и роста их размеров.The method is difficult to implement. Silver nanoparticles in a liquid are subject to coagulation, since they are not covered with a carbon matrix, therefore, their bactericidal activity decreases depending on the rate of their coagulation and their growth in size.

Способ синтеза магнитной жидкости на основе воды и магнитных наночастиц на углеродной матрице [RU 2635621; 18.12.2015; H01F 1/44; В82В 3/00; B82Y 40/00; B82Y 99/00], включающий стабилизацию магнитных наночастиц поверхностно-активным веществом, сепарацию и ультразвуковое диспергирование полученного раствора. Изобретение позволяет синтезировать магнитную жидкость, устойчивую к коагуляции магнитных частиц.A method of synthesizing a magnetic fluid based on water and magnetic nanoparticles on a carbon matrix [RU 2635621; 12/18/2015; H01F 1/44; В82В 3/00; B82Y 40/00; B82Y 99/00], including stabilization of magnetic nanoparticles with a surfactant, separation and ultrasonic dispersion of the resulting solution. The invention makes it possible to synthesize a magnetic fluid resistant to the coagulation of magnetic particles.

В указанном решении в качестве одного из компонентов диспергируемого раствора используют порошок магнитных наночастиц на углеродной матрице, полученный плазменно-дуговым методом при распылении железо-графитового электрода при соответствующих параметрах процесса. Для создания устойчивой водной суспензии на основе железо-углеродного порошка используют ПАВ (неонол).In this solution, as one of the components of the dispersible solution, a powder of magnetic nanoparticles on a carbon matrix, obtained by the plasma-arc method by spraying an iron-graphite electrode with appropriate process parameters, is used. A surfactant (neonol) is used to create a stable aqueous suspension based on iron-carbon powder.

Указанный способ сходен с этапом диспергирования серебро-углеродного нанопорошка и базовой жидкости в заявляемом изобретении по ряду признаков:The specified method is similar to the stage of dispersing the silver-carbon nanopowder and the base fluid in the claimed invention in a number of ways:

• используют порошок наночастиц металла на углеродной матрице;• use powder of metal nanoparticles on a carbon matrix;

• порошок получен плазменно-дуговым методом при распылении композитного металл-графитового электрода;• powder obtained by plasma-arc method by spraying a composite metal-graphite electrode;

• диспергирование осуществляют ультразвуком;• dispersion is carried out by ultrasound;

• полученную дисперсию отстаивают и сливают.• the resulting dispersion is defended and drained.

Однако указанный способ предназначен для получения жидкости с другими компонентами и для использования в других целях.However, this method is intended to obtain a liquid with other components and for other purposes.

Предлагаемый способ включает в качестве этапов ряд известных из уровня техники способов, но при этом достигается новый результат, а именно, обои с бактерицидным покрытием, обладающие высокой и длительной бактерицидной активностью по отношению к штаммам разных классов микроорганизмов.The proposed method includes, as steps, a number of methods known from the prior art, but at the same time a new result is achieved, namely, wallpaper with a bactericidal coating, which has a high and long-term bactericidal activity against strains of different classes of microorganisms.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения виниловых обоев с бактерицидным покрытием, обладающих высокой и длительной бактерицидной активностью по отношению к штаммам разных классов микроорганизмов, которые являются патогенными по отношению к млекопитающим и к человеку, и пригодных для использования в производственных и бытовых помещениях, в детских и медицинских учреждениях, в местах большого скопления людей и т.д.The objective of the present invention is to provide a method for producing vinyl wall-paper with a bactericidal coating having a high and long-term bactericidal activity against strains of different classes of microorganisms that are pathogenic in relation to mammals and humans, and suitable for use in industrial and domestic premises, in children's and medical institutions, in crowded places, etc.

Поставленная задача решается тем, что предлагается способ получения виниловых обоев с бактерицидным покрытием, включающий следующие этапы:The problem is solved by the fact that a method is proposed for producing vinyl wallpaper with a bactericidal coating, which includes the following steps:

1. получение антибактериального агента, представляющего собой наночастицы серебра на углеродной матрице, путем распыления в плазме электрического дугового разряда постоянного тока в атмосфере инерного газа при давлении 1-500 торр, токе разряда 100-300 А и напряжении на разряде 15-35 В композитного электрода, представляющего собой графитовый стержень, в просверленную полость которого запрессована смесь порошков серебра и графита с содержанием серебра от 1 до 100 мас. %,1.Production of an antibacterial agent, which is silver nanoparticles on a carbon matrix, by sputtering a DC electric arc discharge in an inert gas atmosphere at a pressure of 1-500 Torr, a discharge current of 100-300 A and a discharge voltage of 15-35 V of a composite electrode , which is a graphite rod, into the drilled cavity of which a mixture of silver and graphite powders with a silver content of 1 to 100 wt. %,

2. получение биоцидной суспензии путем выполнения следующих действий:2. Obtaining a biocidal suspension by performing the following actions:

- введение в базовую жидкость, которая представляет собой водно-дисперсный лакокрасочный материал, разведенный водой до условной вязкости, составляющей не более 35 секунд, наночастиц серебра на углеродной матрице, так, чтобы концентрация наночастиц серебра на углеродной матрице к базовой жидкости составляла от 1 до 5 мас. %,- introduction of silver nanoparticles on a carbon matrix into the base liquid, which is a water-dispersed paint and varnish material diluted with water to a conditional viscosity of no more than 35 seconds, so that the concentration of silver nanoparticles on a carbon matrix to the base liquid is from 1 to 5 wt. %,

- обработка полученного состава в ультразвуковой ванне мощностью 60-1200 Вт и частотой 15-40 кГц в течение 10-600 минут при непрерывном перемешивании мешалкой с частотой вращения 1-20 Гц,- processing of the resulting composition in an ultrasonic bath with a power of 60-1200 W and a frequency of 15-40 kHz for 10-600 minutes with continuous stirring with a mixer with a rotation frequency of 1-20 Hz,

- отстаивание в течение не менее 4 часов,- settling for at least 4 hours,

- сливание, не допуская перетекания осадка,- draining, preventing overflow of sediment,

- разбавление базовой жидкостью так, чтобы концентрация наночастиц серебра на углеродной матрице в конечном продукте составляла от 0,1 до 0,01 мас. %,- dilution with the base liquid so that the concentration of silver nanoparticles on the carbon matrix in the final product is from 0.1 to 0.01 wt. %,

3. нанесение полученной биоцидной суспензии на лицевую поверхность обоев и термообработка нанесенного слоя.3. application of the resulting biocidal suspension to the front surface of the wallpaper and heat treatment of the applied layer.

Согласно изобретению, инертный газ, в атмосфере которого синтезируют наночастицы серебра на углеродной матрице, выбирают из группы: Не, Ne, Ar, Kr, Хе.According to the invention, the inert gas, in the atmosphere of which silver nanoparticles are synthesized on a carbon matrix, is selected from the group: He, Ne, Ar, Kr, Xe.

Согласно изобретению, наночастицы серебра на углеродной матрице, синтезированные указанным способом, имеют размеры от 1 до 500 нм.According to the invention, the nanoparticles of silver on a carbon matrix synthesized by this method have sizes from 1 to 500 nm.

Согласно изобретению, водно-дисперсный лакокрасочный материал выбирают из группы:According to the invention, the water-dispersed paint and varnish material is selected from the group:

- прозрачное связующее SI-WALL серии 794ХХХ;- transparent binder SI-WALL 794XXX series;

- связующее для перламутра SI-WALL серии 794ХХХ;- binder for SI-WALL mother-of-pearl 794XXX series;

- глянцевое связующее серии FTD 9ХХХ - FOLCO® AQUAFLEX FTD 9ХХХ VERSCHNITT;- glossy binder of the FTD 9XXX series - FOLCO® AQUAFLEX FTD 9XXX VERSCHNITT;

- глянцевое связующее серии FSC 10-ХХХ - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-ХХХ EFFEKTBINDEMITTEL;- glossy binder of the FSC 10-XXX series - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-XXX EFFEKTBINDEMITTEL;

- матовое связующее серии FSC 10-ХХХ - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-ХХХ EFFEKTBINDEMITTEL;- matt binder of the FSC 10-XXX series - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-XXX EFFEKTBINDEMITTEL;

- краска полиграфическая на водной основе для глубокой печати серии 7.63ХХ - Aquasafe GR GlitterInk Concentrate 7.63ХХ;- water-based printing ink for gravure printing of the 7.63XX series - Aquasafe GR GlitterInk Concentrate 7.63XX;

- краска полиграфическая на водной основе для глубокой печати серии 7.64ХХ - Aquasafe GR GlossInk Concentrate 7.64XX;- water-based printing ink for gravure printing of the 7.64XX series - Aquasafe GR GlossInk Concentrate 7.64XX;

- краска полиграфическая на водной основе для трафаретной печати серии 80.50ХХ - Aquasafe R/S Glosslnk 80.50ХХ.- water-based printing ink for screen printing series 80.50XX - Aquasafe R / S Glosslnk 80.50XX.

Согласно изобретению, полученные обои с бактерицидным покрытием проявляют бактерицидную активность 90% и более (за время экспозиции 60 минут) в течение минимум 3,4 лет в отношении микроорганизмов из группы: Candida ablicans; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Pseudomonas aeruginosa; Enterococcus faecalis; Staphylococcus epidermidis.According to the invention, the obtained wallpaper with a bactericidal coating exhibit a bactericidal activity of 90% or more (for an exposure time of 60 minutes) for at least 3.4 years against microorganisms from the group: Candida ablicans; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Pseudomonas aeruginosa; Enterococcus faecalis; Staphylococcus epidermidis.

Получаемые виниловые обои представляют собой материал для облицовки стен и потолков внутри помещений, основу которого составляет флизелин или бумага, а верхним слоем выступает поливинилхлорид, поверх которого нанесено покрытие с антибактериальным агентом для придания обоям бактерицидных свойств.The resulting vinyl wallpaper is a material for lining walls and ceilings indoors, the basis of which is non-woven or paper, and the top layer is polyvinyl chloride, on top of which a coating with an antibacterial agent is applied to impart bactericidal properties to the wallpaper.

В качестве антибактериального агента используют наночастицы серебра размерами 1-500 нм на углеродной матрице (углеродном пористом носителе). Углеродный пористый носитель имеет удельную плотность 0,03-0,1 г/см3, удельную поверхность 50-200 м2/г, размер пор 5-50 нм. Содержание наночастиц серебра в углеродном пористом носителе составляет 1-60 мас. %.Silver nanoparticles with sizes of 1-500 nm on a carbon matrix (carbon porous carrier) are used as an antibacterial agent. The porous carbon support has a specific density of 0.03-0.1 g / cm 3 , a specific surface area of 50-200 m 2 / g, and a pore size of 5-50 nm. The content of silver nanoparticles in the porous carbon support is 1-60 wt. %.

Наночастицы серебра на углеродной матрице синтезируют распылением в плазме электрического дугового разряда постоянного тока в атмосфере инерного газа (Не, Ne, Ar, Kr, Хе) композитного электрода, представляющего собой графитовый стержень с просверленной полостью, наполненной смесью порошков серебра и графита, содержание серебра в которой составляет от 1 до 100 мас. %. Распыление композитного электрода осуществляют при давлении буферного газа 1-500 торр, токе разряда 100-300 А и напряжении на разряде 15-35 В.Silver nanoparticles on a carbon matrix are synthesized by spraying in the plasma of an electric arc discharge of a direct current in an atmosphere of an inert gas (He, Ne, Ar, Kr, Xe) of a composite electrode, which is a graphite rod with a drilled cavity filled with a mixture of silver and graphite powders, the silver content in which is from 1 to 100 wt. %. Sputtering of the composite electrode is carried out at a buffer gas pressure of 1-500 Torr, a discharge current of 100-300 A, and a discharge voltage of 15-35 V.

Выбранный способ синтеза серебросодержащего бактерицидного нанопорошка позволяет получать наночастицы серебра, которые надежно удерживаются углеродной матрицей, предотвращая их коагуляцию и сохраняя свою бактерицидную активность. Устойчивость наночастиц серебра на углеродной матрице к коагуляции серебряных наночастиц позволит осуществлять транспортировку и длительное их хранение в виде порошка.The chosen method for the synthesis of a silver-containing bactericidal nanopowder makes it possible to obtain silver nanoparticles, which are reliably held by a carbon matrix, preventing their coagulation and retaining their bactericidal activity. The stability of silver nanoparticles on a carbon matrix to coagulation of silver nanoparticles will allow their transportation and long-term storage in the form of a powder.

Выбранный способ синтеза серебросодержащего бактерицидного нанопорошка, кроме того, позволяет управлять размерами синтезируемых наночастиц путем варьирования параметров процесса. Известно, что, чем меньше размеры наночастиц, тем их бактерицидная активность выше [

Figure 00000001
G.,
Figure 00000002
N.,
Figure 00000003
F., Martinez-Mendoza J., Ruiz F. Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes // J. Nanoparticle Res. - 2008. - V. 10, No 8. - P. 1343-1348].The chosen method for the synthesis of a silver-containing bactericidal nanopowder, in addition, makes it possible to control the size of the synthesized nanoparticles by varying the process parameters. It is known that the smaller the size of nanoparticles, the higher their bactericidal activity [
Figure 00000001
G.,
Figure 00000002
N.,
Figure 00000003
F., Martinez-Mendoza J., Ruiz F. Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes // J. Nanoparticle Res. - 2008. - V. 10, No 8. - P. 1343-1348].

Бактерицидная активность полученного серебросодержащего нанопорошка была исследована на штаммах ряда микроорганизмов:The bactericidal activity of the obtained silver-containing nanopowder was investigated on strains of a number of microorganisms:

1. Candida ablicans - дрожжеподобные грибы;1. Candida ablicans - yeast-like fungi;

2. Staphylococcus aureus - золотистый стафилококк;2. Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus;

3. Escherichia coli - кишечная палочка;3. Escherichia coli - Escherichia coli;

4. Pseudomonas aeruginosa - синегнойная палочка;4. Pseudomonas aeruginosa - Pseudomonas aeruginosa;

5. Enterococcus faecalis - энтерококки;5. Enterococcus faecalis - enterococci;

6. Staphylococcu sepidermidis - эпидермальный стафилококк.6. Staphylococcu sepidermidis - epidermal staphylococcus.

Для исследования бактерицидных свойств 20 мг синтезированного материала помещали в емкость 20 мл физ. раствора на 6 часов. Вторая емкость содержала просто физ. раствор. В обе емкости добавляли одинаковое количество бактерий Staphylococcus aureus и выдерживали в течение 6 часов. После этого пробы из обеих емкостей помещали в питательную среду, в которой происходило размножение бактерий. Каждая живая бактерия формировала колонию. Через две недели эти колонии было видно глазом. Количество колоний пропорционально исходному количеству живых бактерий. Поэтому отношение числа живых бактерий в «контрольном» эксперименте к числу живых бактерий, которые находились в физ. растворе с синтезированным материалом, характеризует бактерицидные свойства синтезированного нанопорошка. На фиг. 1 и 2 приведены фотографии количества колоний в этих экспериментах.To study the bactericidal properties, 20 mg of the synthesized material was placed in a 20 ml container of nat. solution for 6 hours. The second container contained just physical. solution. The same amount of Staphylococcus aureus bacteria was added to both containers and kept for 6 hours. After that, samples from both containers were placed in a nutrient medium, in which bacteria multiplied. Each living bacterium formed a colony. After two weeks, these colonies were visible with the eye. The number of colonies is proportional to the original number of living bacteria. Therefore, the ratio of the number of living bacteria in the "control" experiment to the number of living bacteria that were in physical. solution with the synthesized material, characterizes the bactericidal properties of the synthesized nanopowder. FIG. Figures 1 and 2 show photographs of the number of colonies in these experiments.

На фиг. 1 - контроль (без нанопорошка).FIG. 1 - control (without nanopowder).

На фиг. 2 - уменьшение числа колоний после взаимодействия с нанопорошком Ag-C.FIG. 2 - decrease in the number of colonies after interaction with Ag-C nanopowder.

Подсчет числа колоний показал, что в условиях настоящего эксперимента, наличие синтезированного нанопорошка серебра на углеродной матрице привело к гибели более 99% бактерий.Counting the number of colonies showed that under the conditions of the present experiment, the presence of synthesized silver nanopowder on a carbon matrix led to the death of more than 99% of bacteria.

Биоцидную суспензию получают путем диспергирования базовой жидкости и серебросодержащего бактерицидного нанопорошка (наночастиц серебра на углеродной матрице) с использованием ультразвука.A biocidal suspension is obtained by dispersing a base liquid and a silver-containing bactericidal nanopowder (silver nanoparticles on a carbon matrix) using ultrasound.

В качестве базовой жидкости используют водно-дисперсионные лакокрасочные материалы (ЛКМ), разбавленные водой до достижения необходимой величины вязкости. Условная вязкость базовой жидкости для изготовления биоцидной суспензии, измеренная вискозиметром ВЗ-4, должна быть не более 35 секунд. Если вязкость больше, базовую жидкость разбавляют водой до достижения необходимой величины вязкости. Увеличение вязкости выше этой величины приводит к заметному затуханию ультразвуковых волн, что приводит к не удовлетворительной диспергации серебряно-углеродного материала и снижению биоцидной эффективности суспензии.As a base liquid, water-dispersive paints and varnishes (LKM) are used, diluted with water until the required viscosity is reached. The relative viscosity of the base liquid for the manufacture of a biocidal suspension, measured with a VZ-4 viscometer, should be no more than 35 seconds. If the viscosity is higher, the base fluid is diluted with water until the required viscosity is reached. An increase in viscosity above this value leads to a noticeable attenuation of ultrasonic waves, which leads to unsatisfactory dispersion of the silver-carbon material and a decrease in the biocidal efficiency of the suspension.

Лакокрасочные материалы для использования в биоцидной суспензии, выбирают из следующего списка:Paints and varnishes for use in a biocidal suspension are selected from the following list:

- прозрачное связующее SI-WALL серии 794ХХХ;- transparent binder SI-WALL 794XXX series;

- связующее для перламутра SI-WALL серии 794ХХХ;- binder for SI-WALL mother-of-pearl 794XXX series;

- глянцевое связующее серии FTD 9ХХХ - FOLCO® AQUAFLEX FTD 9ХХХ VERSCHNITT;- glossy binder of the FTD 9XXX series - FOLCO® AQUAFLEX FTD 9XXX VERSCHNITT;

- глянцевое связующее серии FSC 10-ХХХ - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-ХХХ EFFEKTBINDEMITTEL;- glossy binder of the FSC 10-XXX series - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-XXX EFFEKTBINDEMITTEL;

- матовое связующее серии FSC 10-ХХХ - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-ХХХ EFFEKTBINDEMITTEL;- matt binder of the FSC 10-XXX series - FOLCO® AQUAFLEX FSC 10-XXX EFFEKTBINDEMITTEL;

- краска полиграфическая на водной основе для глубокой печати серии 7.63ХХ - Aquasafe GR GlitterInk Concentrate 7.63XX;- water-based printing ink for gravure printing of the 7.63XX series - Aquasafe GR GlitterInk Concentrate 7.63XX;

- краска полиграфическая на водной основе для глубокой печати серии 7.64ХХ - Aquasafe GR Glosslnk Concentrate 7.64XX;- water-based printing ink for gravure printing of the 7.64XX series - Aquasafe GR Glosslnk Concentrate 7.64XX;

- краска полиграфическая на водной основе для трафаретной печати серии 80.50ХХ - Aquasafe R/S Glosslnk 80.50ХХ.- water-based printing ink for screen printing series 80.50XX - Aquasafe R / S Glosslnk 80.50XX.

Каждый, из приведенных выше, лакокрасочный материал имеет паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) №1907/2006 (REACH) и внесенной в Регламент (Евросоюз) поправкой 2015/830.Each of the above paints and varnishes has a safety data sheet in accordance with Regulation (EC) No 1907/2006 (REACH) and amended by Regulation (EU) 2015/830.

В базовую жидкость вводят наночастицы серебра на углеродной матрице таким образом, чтобы концентрация наночастиц серебра на углеродной матрице к базовой жидкости составляла от 1 до 5 мас. %. Затем осуществляют диспергирование ультразвуком полученного состава.Silver nanoparticles on a carbon matrix are introduced into the base liquid so that the concentration of silver nanoparticles on the carbon matrix to the base liquid is from 1 to 5 wt. %. Then, the resulting composition is dispersed by ultrasound.

Применение ультразвука дает возможность получить монодисперсную суспензию. Однородность и высокая степень дисперсности обеспечивает более высокую биологическую доступность наночастиц серебра. Кроме того, суспензии, полученные с помощью ультразвука, отличаются большей устойчивостью при хранении, чем полученные путем механического диспергирования.The use of ultrasound makes it possible to obtain a monodisperse suspension. The homogeneity and high degree of dispersion provides a higher bioavailability of silver nanoparticles. In addition, suspensions obtained using ultrasound are more stable during storage than those obtained by mechanical dispersion.

Получали биоцидную суспензию следующим образом.Received a biocidal suspension as follows.

В термостойкий стеклянный стакан, в который налита базовая жидкость, засыпали бактерицидный нанопорошок, при этом бактерицидный нанопорошок составлял одну часть, а базовая жидкость - 10 частей. Стакан устанавливали в ультразвуковую ванну мощностью 60-1200 Вт и частотой 15-40 кГц. Обработку ультразвуком осуществляли в течение 10-600 минут при непрерывном перемешивании мешалкой с частотой вращения 1-20 Гц. Полученную суспензию отстаивали в течение не менее 4 часов. После этого полученную суспензию переливали в чистую герметичную посуду, не допуская перетекания осадка, который в небольшом количестве выпадал на дне стакана.A bactericidal nanopowder was poured into a heat-resistant glass beaker, into which the base liquid was poured, while the bactericidal nanopowder was one part, and the base liquid was 10 parts. The glass was placed in an ultrasonic bath with a power of 60-1200 W and a frequency of 15-40 kHz. Ultrasonic treatment was carried out for 10-600 minutes with continuous stirring with a stirrer with a rotation frequency of 1-20 Hz. The resulting suspension was defended for at least 4 hours. After that, the resulting suspension was poured into a clean sealed vessel, preventing the overflow of sediment, which in a small amount dropped out at the bottom of the glass.

Для нанесения на обои, полученную суспензию разбавляли базовой жидкостью так, чтобы концентрация бактерицидного нанопорошка в конечном продукте (биоцидной суспензии) составляла от 0,1 до 0,01 мас. %.For application to wallpaper, the resulting suspension was diluted with a base liquid so that the concentration of the bactericidal nanopowder in the final product (biocidal suspension) was from 0.1 to 0.01 wt. %.

Такая биоцидная суспензия пригодна для нанесения на обои с приданием им бактерицидных свойств, дает возможность создавать на поверхности обоев прочную прозрачную полимерную пленку, содержащую наночастицы серебра, служащие бактерицидным агентом, обеспечивающим обеззараживание воздуха в помещении. Суспензия пригодна для нанесения на любые виды обоев: виниловые, бумажные, текстильные, флизелиновые.Such a biocidal suspension is suitable for application to wallpaper with giving them bactericidal properties, makes it possible to create on the surface of the wallpaper a durable transparent polymer film containing silver nanoparticles, which serve as a bactericidal agent that decontaminates the air in the room. The suspension is suitable for application to any type of wallpaper: vinyl, paper, textile, non-woven.

После нанесения суспензии на лицевую поверхность виниловых обоев, покрытие подвергают термообработке, что приводит к удалению воды и полимеризации компонент лака. Покрытие обоев представляет собой эластичную полимерную пленку, которая придает обоям бактерицидные свойства и при этом не влияет на цвет и внешний вид обоев. Покрытие химически инертно и экологически безопасно.After applying the slurry to the front surface of the vinyl wallpaper, the coating is heat treated, which removes water and polymerizes the varnish component. The covering of the wallpaper is an elastic polymer film, which gives the wallpaper bactericidal properties without affecting the color and appearance of the wallpaper. The coating is chemically inert and environmentally friendly.

Бактерицидные свойства виниловых обоев с покрытием на основе наночастиц серебра на углеродной матрице исследовались для образцов обоев, как только изготовленных, так и после процедуры искусственного старения, которая соответствует требованиям Роспотребнадзора и соответствует определенной долговечности бактерицидных свойств.The bactericidal properties of vinyl wall coverings with a coating based on silver nanoparticles on a carbon matrix were investigated for wallpaper samples, both made and after artificial aging, which meets the requirements of Rospotrebnadzor and corresponds to a certain durability of bactericidal properties.

Процесс ускоренного старения был сделан по ГОСТ 9.401-2018 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов». Срок службы рассчитан на основе пункта 6.5.9 «Расчет предполагаемого срока службы» ГОСТ 9.401-2018.The accelerated aging process was carried out in accordance with GOST 9.401-2018 “Unified system of protection against corrosion and aging (ESZKS). Paint and varnish coatings. General requirements and methods of accelerated tests for resistance to climatic factors ". The service life is calculated on the basis of clause 6.5.9 "Calculation of the estimated service life" GOST 9.401-2018.

При тестировании на бактерицидную активность бактерии наносились на поверхность обоев. При этом контролировалось количество оставшихся живых бактерий после определенного времени.When tested for bactericidal activity, bacteria were applied to the surface of the wallpaper. At the same time, the number of remaining living bacteria was monitored after a certain time.

1. Оценка бактериальной активности виниловых обоев с покрытием на основе наночастиц серебра на углеродной матрице.1. Evaluation of the bacterial activity of vinyl wallpaper coated with silver nanoparticles on a carbon matrix.

Материалы:Materials:

1) тест-штамм Staphylococcus aureus АТСС25923;1) test strain Staphylococcus aureus ATCC25923;

2) образцы обоев:2) wallpaper samples:

• покрытые суспензией, содержащей 0,1 мас. % углерод-серебряного материала (обозначено на фиг. 3, как 100%),• coated with a suspension containing 0.1 wt. % carbon-silver material (denoted in Fig. 3 as 100%),

• покрытые суспензией, содержащей 0,05% мас. % углерод-серебряного материала (обозначено на фиг. 3 как 50%),• coated with a suspension containing 0.05% wt. % carbon-silver material (denoted in Fig. 3 as 50%),

• контрольный образец, покрытый суспензией без бактерицидного компонента.• a control sample coated with a suspension without a bactericidal component.

Метод оценки бактерицидной активностиMethod for assessing bactericidal activity

Штамм S. aureus хранили в жидкой бессолевой среде LB с 25%-ным глицерином при -70°С. Перед использованием культуры высевали на агаризованную среду LB (Difco, США) и инкубировали при 37°С сутки. Далее засевали жидкую питательную среду LB для получения ночной бульонной культуры. Для оценки бактерицидной активности обоев использовали образцы обоев площадью 4 см2, на которые наносили 25 мкл суспензионной культуры, содержащей 1×105 КОЕ S. aureus. Суспензию равномерно распределяли шпателем по обработанной серебром поверхности обоев и инкубировали при комнатной температуре. Время экспозиции составляло 0, 30 и 60 мин. Затем каждый образец помещали в 10 мл физиологического раствора и перемешивали, далее готовили последовательные десятикратные разведения суспензии и высевали на агаризованную среду LB. Чашки Петри инкубировали при 37°С в течение суток и подсчитывали количество выросших колоний. Эксперимент повторяли дважды, каждый раз в трех технических повторах.The S. aureus strain was stored in a liquid salt-free LB medium with 25% glycerol at -70 ° C. Before use, the cultures were plated on LB agar medium (Difco, USA) and incubated at 37 ° C for one day. Next, LB liquid nutrient medium was inoculated to obtain an overnight broth culture. To assess the bactericidal activity of the wallpaper, wallpaper samples with an area of 4 cm 2 were used , on which 25 μl of a suspension culture containing 1 × 10 5 CFU of S. aureus was applied. The suspension was evenly spread with a spatula over the silver-treated wallpaper surface and incubated at room temperature. The exposure time was 0, 30, and 60 minutes. Then each sample was placed in 10 ml of saline and mixed, then successive tenfold dilutions of the suspension were prepared and plated on agar LB medium. Petri dishes were incubated at 37 ° C for a day and the number of grown colonies was counted. The experiment was repeated twice, each time in three technical repetitions.

Эффективность бактерицидного действия покрытия оценивали, рассчитывая процент выживших клеток по формуле: (Количество колоний на образце с покрытием / Количество колоний на контрольном образце)×100%. Данные всех экспериментов усреднялись.The bactericidal efficacy of the coating was evaluated by calculating the percentage of surviving cells using the formula: (Number of colonies on a coated sample / Number of colonies on a control sample) × 100%. The data from all experiments were averaged.

Результатыresults

На фиг. 3 показан процент выживших клеток (колоний) на экспериментальных образцах в зависимости от времени экспозиции, где 1 - (отмечено синим цветом) образец, содержащий 0,05% по массе углерод-серебряного материала (обозначено на фиг. 3 как 50%), 2 - (отмечено красным цветом) образец содержащий 0,1% по массе углерод-серебряного материала (обозначено на фиг. 3 как 100%).FIG. 3 shows the percentage of surviving cells (colonies) on experimental samples depending on the exposure time, where 1 - (marked in blue) a sample containing 0.05% by weight of carbon-silver material (indicated in FIG. 3 as 50%), 2 - (marked in red) a sample containing 0.1% by weight of carbon-silver material (indicated in FIG. 3 as 100%).

Было выявлено, что оба варианта покрытия обладают бактерицидным эффектом, но у образца со 100%-ным покрытием этот эффект выражен сильнее. Для обоев с 50%-ным покрытием бактерицидный эффект различался статистически не значимо при времени экспозиции 30 и 60 минут. Для обоев со 100%-ным покрытием, увеличение времени экспозиции с 30 до 60 минут статистически значимо повысило бактерицидный эффект: процент выживших клеток уменьшился с 15% до 8%.It was found that both versions of the coating have a bactericidal effect, but this effect is more pronounced in the sample with 100% coverage. For wallpaper with 50% coverage, the bactericidal effect did not differ statistically significantly at exposure times of 30 and 60 minutes. For wallpapers with 100% coverage, increasing the exposure time from 30 to 60 minutes significantly increased the bactericidal effect: the percentage of surviving cells decreased from 15% to 8%.

ЗаключениеConclusion

Экспериментальные образцы обоев с покрытием на основе наночастиц серебра обладают бактерицидным эффектом при экспонировании бактерий на поверхности обоев в течение 60 минут:Experimental samples of wallpaper coated with silver nanoparticles have a bactericidal effect when bacteria are exposed on the surface of the wallpaper for 60 minutes:

1. 100%-ное покрытие (0.1 масс. % бактерицидного порошка в суспензии) обеспечивает гибель более 90% клеток S. aureus (уменьшение количества жизнеспособных бактерий в 12,5 раз);1. 100% coverage (0.1 wt.% Bactericidal powder in suspension) ensures the death of more than 90% of S. aureus cells (decrease in the number of viable bacteria by 12.5 times);

2. 50%-ное покрытие (0.05 масс. % бактерицидного порошка в суспензии) обеспечивает гибель более 65% клеток S. aureus (уменьшение количества жизнеспособных бактерий в 3 раза).2. 50% coating (0.05 wt.% Bactericidal powder in suspension) ensures the death of more than 65% of S. aureus cells (reducing the number of viable bacteria by 3 times).

2. Оценка бактериальной активности искусственно состаренных виниловых обоев с покрытием на основе наночастиц серебра на углеродной матрице. 2. Evaluation of the bacterial activity of artificially aged vinyl wallpaper coated with silver nanoparticles on a carbon matrix.

Материалы:Materials:

1) тест-штамм Staphylococcus aureus АТСС 259231) test strain Staphylococcus aureus ATCC 25923

2) образцы обоев:2) wallpaper samples:

• искусственно состаренные обои «OldAg» с покрытием, содержащим наночастицы серебра,• artificially aged wallpaper "OldAg" with a coating containing silver nanoparticles,

• контрольный образец без покрытия. Метод оценки бактерицидной активности.• uncoated control sample. Method for assessing bactericidal activity.

Штамм S. aureus хранили в жидкой бессолевой среде LB с 25%-ным глицерином при -70°С. Перед использованием культуры высевали на агаризованную среду LB (Difco, США) и инкубировали при 37°С сутки. Далее засевали жидкую питательную среду LB для получения ночной бульонной культуры. Для оценки бактерицидной активности обоев использовали образцы обоев площадью 4 см2, на которые наносили 25 мкл суспензионной культуры, содержащей 1×105 КОЕ S. aureus. Суспензию равномерно распределяли шпателем по обработанной серебром поверхности обоев и инкубировали при комнатной температуре. Время экспозиции составляло 30 и 60 мин. Затем каждый образец помещали в 10 мл физиологического раствора (0,9% NaCl) и выдерживали при постоянном перемешивании для смыва нанесенных клеток в раствор. Последовательные десятикратные разведения полученной клеточной суспензии высевали на агаризованную среду LB и инкубировали при 37°С в течение суток, после чего подсчитывали количество выросших колоний.The S. aureus strain was stored in a liquid salt-free LB medium with 25% glycerol at -70 ° C. Before use, the cultures were plated on LB agar medium (Difco, USA) and incubated at 37 ° C for one day. Next, LB liquid nutrient medium was inoculated to obtain an overnight broth culture. To assess the bactericidal activity of the wallpaper, wallpaper samples with an area of 4 cm 2 were used , on which 25 μl of a suspension culture containing 1 × 10 5 CFU of S. aureus was applied. The suspension was evenly spread with a spatula over the silver-treated wallpaper surface and incubated at room temperature. The exposure time was 30 and 60 min. Then each sample was placed in 10 ml of physiological solution (0.9% NaCl) and kept under constant stirring to wash the deposited cells into the solution. Sequential tenfold dilutions of the resulting cell suspension were plated on agar LB medium and incubated at 37 ° C for a day, after which the number of grown colonies was counted.

Эксперимент повторяли дважды, выполняя от трех до шести технических повторов в каждой серии экспериментов.The experiment was repeated twice, performing from three to six technical repetitions in each series of experiments.

На фиг. 4 представлены результаты, а именно, количество живых клеток после экспозиции в течение 30 и 60 минут в зависимости от типа покрытия.FIG. 4 shows the results, namely, the number of living cells after exposure for 30 and 60 minutes, depending on the type of coating.

Результаты показывают, что тестируемый образец «OldAg» проявил наибольшую бактерицидную активность после экспозиции 60 минут, обеспечившей гибель более 90% клеток относительно контрольного образца обоев (без покрытия). Искусственное состаривание образца обоев «OldAg» с нанесенными наночастицами серебра, имитирующее их хранение, не ухудшило его бактерицидные свойства.The results show that the test sample "OldAg" showed the highest bactericidal activity after 60 minutes exposure, which provided more than 90% cell death relative to the control wallpaper sample (uncoated). Artificial aging of the OldAg wallpaper sample with applied silver nanoparticles, simulating their storage, did not worsen its bactericidal properties.

Экспозиция 30 минут не оказала статистически значимого влияния на бактерицидные свойства образцов.Exposure for 30 minutes did not have a statistically significant effect on the bactericidal properties of the samples.

ЗаключениеConclusion

Экспериментальные образцы обоев «OldAg»c покрытием на основе наночастиц серебра обладают бактерицидным эффектом при экспонировании бактерий на поверхности обоев в течение 60 минут: этот образец обоев после воздействия, имитирующего старение образца, обеспечил гибель 91% нанесенных на поверхность клеток S. aureus (уменьшение количества жизнеспособных бактерий в 11 раз), то есть бактерицидные свойства не ухудшились.Experimental samples of "OldAg" wallpaper coated with silver nanoparticles have a bactericidal effect when bacteria are exposed on the surface of the wallpaper for 60 minutes: this sample of wallpaper, after exposure to simulating aging of the sample, ensured the death of 91% of S. aureus cells applied to the surface (a decrease in the number viable bacteria 11 times), that is, the bactericidal properties did not deteriorate.

Исходя из проведенных исследований и расчета срока службы на основе пункта 6.5.9 «Расчет предполагаемого срока службы» ГОСТ 9.401-2018 бактерицидная активность покрытия обоев сохраняется минимум 3,4 года.Based on the studies carried out and the calculation of the service life on the basis of clause 6.5.9 "Calculation of the estimated service life" GOST 9.401-2018, the bactericidal activity of the wallpaper coating is maintained for at least 3.4 years.

Таким образом, полученные предложенным способом виниловые обои, обладают высокой, 90% и более, и длительной, минимум 3, 4 года, бактерицидной активностью по отношению к патогенным микроорганизмам, и могут быть рекомендованы для использованы в местах большого скопления людей, в том числе в детских и медицинских учреждениях, в производственных и бытовых помещениях, и т.п.Thus, the vinyl wallpaper obtained by the proposed method has a high, 90% or more, and long-term, at least 3, 4 years, bactericidal activity against pathogenic microorganisms, and can be recommended for use in places of large concentrations of people, including in children's and medical institutions, in industrial and domestic premises, etc.

Claims (13)

1. Способ получения виниловых обоев с бактерицидным покрытием, включающий:1. A method of obtaining vinyl wall-paper with a bactericidal coating, including: - получение антибактериального агента, представляющего собой наночастицы серебра на углеродной матрице, путём высокотемпературного испарения композитного электрода, - obtaining an antibacterial agent, which is silver nanoparticles on a carbon matrix, by high-temperature evaporation of a composite electrode, - получение биоцидной суспензии путём смешения под воздействием ультразвуковых колебаний водно-дисперсного лакокрасочного материала и антибактериального агента,- obtaining a biocidal suspension by mixing under the influence of ultrasonic vibrations of a water-dispersed paint and varnish material and an antibacterial agent, - нанесение полученной биоцидной суспензии на лицевую поверхность обоев и подсушка нанесенного слоя,- applying the resulting biocidal suspension to the front surface of the wallpaper and drying the applied layer, отличающийся тем, что получение антибактериального агента, наночастиц серебра на углеродной матрице, осуществляют путём распыления в плазме электрического дугового разряда постоянного тока в атмосфере инертного газа при давлении 1-500 торр, токе разряда 100-300 А и напряжении на разряде 15-35 В композитного электрода, представляющего собой графитовый стержень, в просверленную полость которого запрессована смесь порошков серебра и графита с содержанием серебра от 1 до 100 мас.%, получение биоцидной суспензии осуществляют путём выполнения следующих действий:characterized in that the preparation of an antibacterial agent, silver nanoparticles on a carbon matrix, is carried out by spraying a DC electric arc discharge in an inert gas atmosphere at a pressure of 1-500 torr, a discharge current of 100-300 A and a discharge voltage of 15-35 V of a composite electrode, which is a graphite rod, into the drilled cavity of which a mixture of silver and graphite powders with a silver content of 1 to 100 wt.% is pressed, the biocidal suspension is obtained by performing the following actions: - введение в базовую жидкость, которая представляет собой водно-дисперсный лакокрасочный материал, разведенный водой до условной вязкости, составляющей не более 35 секунд, наночастиц серебра на углеродной матрице, так чтобы концентрация наночастиц серебра на углеродной матрице к базовой жидкости составляла от 1 до 5 мас.%,- introduction of silver nanoparticles on a carbon matrix into the base liquid, which is a water-dispersed paint and varnish material diluted with water to a conditional viscosity of no more than 35 seconds, so that the concentration of silver nanoparticles on a carbon matrix to the base liquid is from 1 to 5 wt .%, - обработка полученного состава в ультразвуковой ванне мощностью 60-1200 Вт и частотой 15-40 КГц в течение 10-600 минут при непрерывном перемешивании мешалкой с частотой вращения 1-20 Гц, - processing of the resulting composition in an ultrasonic bath with a power of 60-1200 W and a frequency of 15-40 KHz for 10-600 minutes with continuous stirring with a mixer with a rotation frequency of 1-20 Hz, - отстаивание в течение не менее 4 часов, - settling for at least 4 hours, - сливание, не допуская перетекания осадка,- draining, preventing overflow of sediment, - разбавление базовой жидкостью, так чтобы концентрация наночастиц серебра на углеродной матрице в суспензии составляла от 0,1 до 0,01 мас.%.- dilution with the base liquid so that the concentration of silver nanoparticles on the carbon matrix in the suspension is from 0.1 to 0.01 wt%. 2. Способ получения виниловых обоев с бактерицидным покрытием по п.1, отличающийся тем, что инертный газ, в атмосфере которого синтезируют наночастицы серебра на углеродной матрице, выбирают из группы: He, Ne, Ar, Kr, Xe.2. A method for producing vinyl wallpaper with a bactericidal coating according to claim 1, characterized in that the inert gas, in the atmosphere of which silver nanoparticles are synthesized on a carbon matrix, is selected from the group: He, Ne, Ar, Kr, Xe. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что наночастицы серебра на углеродной матрице имеют размеры от 1 до 500 нм.3. The method according to claim 1, characterized in that the silver nanoparticles on the carbon matrix have sizes from 1 to 500 nm. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученные обои проявляют бактерицидную активность 90% и более в течение минимум 3, 4 лет в отношении микроорганизмов из группы: Candida ablicans; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Pseudomonas aeruginosa; Enterococcus faecalis; Staphylococcus epidermidis.4. The method according to claim 1, characterized in that the resulting wallpaper exhibit a bactericidal activity of 90% or more for at least 3, 4 years against microorganisms from the group: Candida ablicans; Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Pseudomonas aeruginosa; Enterococcus faecalis; Staphylococcus epidermidis.
RU2020137112A 2020-11-12 2020-11-12 Method for obtaining vinyl wallpaper with a bactericidal coating RU2758770C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137112A RU2758770C1 (en) 2020-11-12 2020-11-12 Method for obtaining vinyl wallpaper with a bactericidal coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137112A RU2758770C1 (en) 2020-11-12 2020-11-12 Method for obtaining vinyl wallpaper with a bactericidal coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758770C1 true RU2758770C1 (en) 2021-11-01

Family

ID=78466832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020137112A RU2758770C1 (en) 2020-11-12 2020-11-12 Method for obtaining vinyl wallpaper with a bactericidal coating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758770C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030019487A (en) * 2003-01-18 2003-03-06 (주)다성아이엘 Wall Paper
AU2006338079A1 (en) * 2006-01-11 2007-08-23 Evonik Degussa Gmbh Substrates having biocidal and/or antimicrobial properties
RU2412967C2 (en) * 2005-08-29 2011-02-27 Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. Aqueous composition for coating outer, inner, front and roof surfaces, use of silver nanoparticles (versions), use of aqueous composition, method of applying coating on inner and outer building surfaces
WO2011065861A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 Moiseenko Valerii Vladimirovich Wallpapers with bactericidal properties
WO2018050630A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-22 Omya International Ag Method for manufacturing a water-insoluble pattern
KR20200126687A (en) * 2019-04-30 2020-11-09 주식회사 피움 Interior decoration for interior air quality improvement using environmentally friendly functional inorganic paint Embo wallpaper Finishing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030019487A (en) * 2003-01-18 2003-03-06 (주)다성아이엘 Wall Paper
RU2412967C2 (en) * 2005-08-29 2011-02-27 Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. Aqueous composition for coating outer, inner, front and roof surfaces, use of silver nanoparticles (versions), use of aqueous composition, method of applying coating on inner and outer building surfaces
AU2006338079A1 (en) * 2006-01-11 2007-08-23 Evonik Degussa Gmbh Substrates having biocidal and/or antimicrobial properties
WO2011065861A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 Moiseenko Valerii Vladimirovich Wallpapers with bactericidal properties
WO2018050630A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-22 Omya International Ag Method for manufacturing a water-insoluble pattern
KR20200126687A (en) * 2019-04-30 2020-11-09 주식회사 피움 Interior decoration for interior air quality improvement using environmentally friendly functional inorganic paint Embo wallpaper Finishing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Preparation, antibacterial effects and corrosion resistant of porous Cu–TiO2 coatings
Tabesh et al. Development of an in-situ chitosan‑copper nanoparticle coating by electrophoretic deposition
Ciobanu et al. Hydroxyapatite-silver nanoparticles coatings on porous polyurethane scaffold
CN109769391B (en) Anti-biofilm and anti-microbial functional membrane spacer
Lv et al. Microstructure, bio-corrosion and biological property of Ag-incorporated TiO2 coatings: influence of Ag2O contents
Liu et al. Developing transparent copper-doped diamond-like carbon films for marine antifouling applications
González et al. Sol–gel coatings doped with encapsulated silver nanoparticles: inhibition of biocorrosion on 2024-T3 aluminum alloy promoted by Pseudomonas aeruginosa
JP5599470B2 (en) Antifungal material
Bakhsheshi-Rad et al. Bioactivity, in-vitro corrosion behavior, and antibacterial activity of silver–zeolites doped hydroxyapatite coating on magnesium alloy
DE102006008534A1 (en) Container closure coating composition, container closure coating, their preparation and use
EP2157211B9 (en) Bioactive metal nanomaterials stabilized by bioactive agents and preparation process
CN111867376A (en) Antimicrobial coating material comprising nanocrystalline cellulose and magnesium oxide and method of making the same
RU2758770C1 (en) Method for obtaining vinyl wallpaper with a bactericidal coating
JP2009173624A (en) Microbicidal filler composition
US11951221B2 (en) Silver and titanium dioxide based optically transparent antimicrobial coatings and related methods
Zeng et al. Fabrication of zwitterionic polymer-functionalized MXene nanosheets for anti-bacterial and anti-biofouling applications
Abdel-Maksoud et al. Evaluation of MMI/acrylate nanocomposite with hydroxyapatite as a novel paste for gap filling of archaeological bones
Yang et al. One-step synthesis of quaternized silica nanoparticles with bacterial adhesion and aggregation properties for effective antibacterial and antibiofilm treatments
RU2757849C1 (en) Method for obtaining biocidal suspension for coating wallpaper and wall coverings
Pica et al. Antimicrobial performances of some film forming materials based on silver nanoparticles
Gao et al. Plasma sprayed alumina–nanosilver antibacterial coatings
Hernandez et al. Assessment of Mg (OH) 2/TiO2 coating in the Mg‐Ca‐Zn alloy for improved corrosion resistance and antibacterial performance
JP3247308B2 (en) Light alloy excellent in antibacterial property and method for producing the same
CN116940641A (en) Method for producing an antimicrobial coating composition, antimicrobial coating composition and use thereof for imparting antimicrobial properties to a substrate surface
Pawłowski et al. Cytocompatibility, antibacterial, and corrosion properties of chitosan/polymethacrylates and chitosan/poly (4‐vinylpyridine) smart coatings, electrophoretically deposited on nanosilver‐decorated titania nanotubes