RU2808797C1 - Способ получения серебросодержащего целлюлозного текстильного материала - Google Patents
Способ получения серебросодержащего целлюлозного текстильного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808797C1 RU2808797C1 RU2023107642A RU2023107642A RU2808797C1 RU 2808797 C1 RU2808797 C1 RU 2808797C1 RU 2023107642 A RU2023107642 A RU 2023107642A RU 2023107642 A RU2023107642 A RU 2023107642A RU 2808797 C1 RU2808797 C1 RU 2808797C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- textile material
- cyclodextrin
- concentration
- mol
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 239000004753 textile Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 24
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical class O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000001116 FEMA 4028 Substances 0.000 claims abstract description 8
- WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N beta-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000011175 beta-cyclodextrine Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 229960004853 betadex Drugs 0.000 claims abstract description 8
- ODLHGICHYURWBS-LKONHMLTSA-N trappsol cyclo Chemical compound CC(O)COC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](COCC(C)O)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](COCC(C)O)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](COCC(C)O)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](COCC(C)O)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)COCC(O)C)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1COCC(C)O ODLHGICHYURWBS-LKONHMLTSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims abstract description 3
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 7
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 claims description 7
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- -1 PVA or PVA Chemical class 0.000 description 7
- 229940097362 cyclodextrins Drugs 0.000 description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 7
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 3
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 3
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 3
- 229940095731 candida albicans Drugs 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 206010053759 Growth retardation Diseases 0.000 description 2
- 241000322338 Loeseliastrum Species 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 231100000001 growth retardation Toxicity 0.000 description 2
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 102000004357 Transferases Human genes 0.000 description 1
- 108090000992 Transferases Proteins 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 208000030961 allergic reaction Diseases 0.000 description 1
- 230000000202 analgesic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000019552 anatomical structure morphogenesis Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 229940064004 antiseptic throat preparations Drugs 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- WBTCZEPSIIFINA-MSFWTACDSA-J dipotassium;antimony(3+);(2r,3r)-2,3-dioxidobutanedioate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[K+].[K+].[Sb+3].[Sb+3].[O-]C(=O)[C@H]([O-])[C@@H]([O-])C([O-])=O.[O-]C(=O)[C@H]([O-])[C@@H]([O-])C([O-])=O WBTCZEPSIIFINA-MSFWTACDSA-J 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 235000003086 food stabiliser Nutrition 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229930182478 glucoside Natural products 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000005648 plant growth regulator Substances 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 description 1
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Заявлен способ получения серебросодержащего целлюлозного текстильного материала, заключающийся в обработке целлюлозного текстильного материала пропиточным раствором, во время перемешивания которого добавляют β-циклодекстрин или гидроксипропил-β-циклодекстрин с концентрацией от 0,5 до 1,5 моль/дм3, при этом в качестве термообработки целлюлозного текстильного материала используют запаривание в среде насыщенного водяного пара при температуре 98-102 °С в течение 5-20 мин, что позволяет сократить стадийность процесса получения серебросодержащего материала и увеличить продолжительность антибактериального воздействия на кожный покров пациента, а также сохранить антибактериальный эффект после 10 стирок. 3 ил., 2 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к способам производства серебросодержащего антибактериального текстильного материала, предназначенного для непосредственного контакта с кожей, применения в медицине или в бытовых условиях для обеззараживания, реабилитации и профилактики, производства перевязочного материала и нательного или постельного белья.
Для придания антибактериальных свойств текстильным материалам из натуральных волокон используются наночастицы металлов, в первую очередь серебра.
Известен ряд серебросодержащих препаратов и перевязочных материалов, предназначенных для получения текстильных материалов медицинского назначения, обладающих противовоспалительными, обезболивающими, антимикробными свойствами. [Савадян, Э.Ш. Использование препаратов серебра в хирургии и травматологии (Обзор зарубежной литературы) / Э.Ш. Савадян // Хирургия. - 1989. - № 8. - С.135-139; Савадян, Э.Ш. Современные тенденции использования серебросодержащих антисептиков/Э.Ш. Савадян, В.М. Мельникова, Г.П. Беликов // Антибиотики и химиотерапия. - 1989. - Т. 34. - № 11. - С. 874-878].
Описаны способы получения высокодисперсных систем, содержащих серебро в различных дисперсионных средах, путем использования гамма-излучения [Патент 2259871 Российская Федерация, МПК B01J 13/00 Коллоидный раствор наночастиц металла, нанокомпозиты металл-полимер и способы их получения / ЛИ МуСанг, НАМ Санг Ил, МИН ЭунСун, КИМ Сеунг Бин, СИН Хюн Сук, заявитель и патентообладатель ПОУСТЕЧ ФАУНДЕЙШН (KR), ЛИ Му-Санг (KR), № 2003133728/15, заявл. 30.04.2002, опубл. 10.09.2005 Бюл. № 25], а также с применением высокочастотных (ВЧ) разрядов [Ершов И.П. Модификация синтетических волокон и нитей. Обзор / И.П. Ершов, Е.А. Сергеева, Л.А. Зенитова, И.Ш. Абдуллин // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т. 15, № 18. - С. 136-143] и плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления [Сергеева, Е.А. Физико-химическая модель влияния вче- разряда на синтетические волокна и нити / Е.А. Сергеева // Швейная промышленность. - 2010 - № 4. - С. 31-33, Азанова, А.А. Плазменная модификация трикотажных полотен / А.А. Азанова // Дизайн. Материалы. Технология. - 2013. - Т. 2, № 27. - С. 86-88]. Однако все эти методы требует высокотехнологичного оборудования и, следовательно, достаточно больших материальных затрат.
Известна композиция на основе гидрозоля серебра, стабилизированного поли-N-винилпирролидоном-2, при следующем соотношении ингредиентов в мас.%: высокодисперсное серебро - 0,01-2,33; поли-N-винилпирролидон-2-1 [Патент 2088234, Российская Федерация, МПК A61K 33/38, Водорастворимая бактерицидная композиция и способ ее получения / Копейкин В.В., Панарин Е.Ф., Сантурян Ю.Г., Афиногенов Г.Е., Пашникова З.А., Прохода Е.Ф., Будникова Т.И., заявитель и патентообладатель Институт высокомолекулярных соединений РАН, № 9494042748, заявл. 25.11.1994]. Недостатком ее является низкая адсорбционная способность к поверхности волокнисто-сетчатых материалов, например хлопчатобумажной ткани, натуральной или искусственной коже, приводящая к легкому удалению нанесенной на материал композиции при влажно-тепловых обработках.
Разработана раневая повязка для наружного применения, которая изготовлена из целлюлозных волокон, содержащих наночастицы серебра. Повязка обладает бактериостатическими, бактерицидными и фунгицидными свойствами. [Киселева Д.Ю. Бактерицидные текстильные материалы на основе биологически активных препаратов и наносеребра /А.Ю. Киселева, О.В. Козлова, Ф.Ю. Телегин/Тезисы докладов VII Всероссийской олимпиады и семинаа «Наноструктурные, волокнистые и компо-зиционные материалы» Санкт-Петербург - 2011. - С.18].
Известны способы получения антибактериального текстильного волокнистого материала с использованием процесса восстановления серебра из водного раствора нитрата серебра [Патент 2337716, Российская Федерация A61L 15/81 Способ получения антибактериального текстильного волокнистого материала / Вишняков А.В., Манаева Т.В., Чащин В.А., Хотимский Д.В.; заявитель и патентообладатель Вишняков А.В., Манаева Т.В., Чащин В.А., Хотимский Д.В., № 2007124817/15, заявл. 03.07.2007, опубл. 10.11.2008, Бюл. № 31; Патент 2350356, Российская Федерация A61L 2/16 Антибактериальный текстильный волокнистый материал и способ его получения / Вишняков А.В., Манаева Т.В., Чащин В.А., Хотимский Д.В.; заявитель и патентообладатель Вишняков А.В., Манаева Т.В., Чащин В.А., Хотимский Д.В., № 2007124816/12, заявл. 03.07.2007, опубл. 27.03.2009, Бюл. № 9 ], где в качестве восстановителя используется танин. Поскольку при этом не происходит фиксации частиц серебра на волокне, для их более прочного закрепления применяются антимонилтартрат калия и окислители, такие как бихромат калия и гипохлорит натрия, что является экологически небезопасным.
Известен способ получения серебросодержащих целлюлозных материалов путем воздействия на них водорастворимой солью серебра, состоящий в том, что целлюлозный материал при комнатной температуре пропитывают водным раствором 0,25 - 2,0 мас.% AgNO3 и нагревают реакционную смесь при 85 - 150°С в течение 1 - 4 ч [Патент 2256675, Российская Федерация C08L 1/02, C08K 3/28, C08B 1/00 Способ получения серебросодержащих целлюлозных материалов / Котельникова Н.Е., Лашкевич О.В., Панарин Е.Ф. заявитель и патентообладатель Институт высокомолекулярных соединений РАН (ИВС РАН), № 2001120798/04, заявл. 24.07.2001, опубл. 20.07.2005 Бюл. № 20] Отделка неперманентная, бактерицидность материала неустойчива.
Известна композиция на основе гидрозоля серебра для придания антимикробных свойств волокнисто-сетчатым материалам, содержащая в качестве стабилизатора сополимер акриловой кислоты и акриламида с различным исходным соотношением мономеров, имеющий техническое название «Полинап», коллоидное металлическое серебро, борную кислоту, нитрат натрия, буру и воду. [Патент 2405557 Российская Федерация, МПК А61К 33/38, А61L 15/44, Композиция на основе гидрозоля серебра для придания антимикробных свойств волокнисто-сетчатым материалам / Золина Л.И., Мишаков В.Ю., Жихарев А.П., Баранов В.Д., Полухина Л.М., Межуев С.В., заявитель и патентообладатель ЗАО "ЦНТБ", № 2009121510/15, заявл. 08.06.2009, опубл. 10.12.2010 Бюл. № 34]. Однако применение для закрепления ионов металлов небезопасных для человека химических веществ снижает возможный положительный эффект при использовании композиции.
Известны способы, когда восстановление серебра осуществляется при использовании природных материалов, например смешении щелочного экстракта лубяных волокон с водным раствором азотнокислого серебра и выдерживания этой смеси при температуре 50-95°C в течение 10-90 мин. [Патент 2525545, Российская Федерация D01F 11/02, D06B 1/00, D06M 23/00, A61L 15/00, Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала / Дымникова Н.С., Ерохина Е.В., Морыганов П.А., Галашина В.Н., Морыганов А.П., заявитель и патентообладатель ООО "Инновационные Технологии Льнопереработки", № 2012141671/05, заявал. 02.10.2012, опубл. 20.08.2014 Бюл. № 23];или щелочных растворов крахмала [Патент 2640277, Российская Федерация D06B 1/00, B82B 3/00, D06M 16/00 Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала / Ерохина Е.В., Галашина В.Н., Дымникова Н.С., Богачкова Т.Н., Морыганов А.П., Дьячин С.А., Старостин А.Г. заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии растворов им. Г.А. Крестова Российской академии наук (ИХР РАН) (RU), Общество с ограниченной ответственностью "ИДИЛИО", № 2016111535, заявал. 29.03.2016, опубл. 27.12.2017 Бюл. № 36]. Однако эти препараты также плохо закрепляются на материале и для их фиксации требуются дополнительные операции по нанесению пленкообразующих соединений типа ПВА или ПВС, что усложняет процесс, нивелирует экологичность серебросодержащей композиции и может придавать обработанному материалу жесткий гриф.
Таким образом, во всех вышеописанных способах получения серебросодержащего текстильного материала серебро либо практически не закреплено на материале и не устойчиво к мокрым обработкам, либо требуются дополнительные операции для закрепления частиц серебра на волокне, иначе невозможно получить длительный, сохраняющийся после различного рода обработок, антимикробный эффект материала.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения серебросодержащего антибактериального текстильного материала, при котором наночастицы серебра синтезировали из раствора нитрата серебра AgNO3 квалификации "ч.д.а.". с концентрацией 0,24⋅10-7 до 0,47·10-4 моль/дм3 при добавлении к нему в качестве восстановителя водного раствора глиоксаля с концентрацией от 0,1 до 2 моль/дм3 [Петрова Людмила Сергеевна. Разработка композиционных серебросодержащих препаратов для антимикробной отделки текстильных материалов: диссертация … кандидата Технических наук: 05.19.02 / Петрова Людмила Сергеевна; Место защиты: ФГБОУ ВО «Ивановский государственный химико-технологический университет»], 2019.- 128 с.]. Раствор готовили путем внесения в охлажденную бидистиллированную воду при непрерывном перемешивании с помощью магнитной мешалки в течение 30 мин. Для стабилизации гетерогенной системы использовали катионные синтетические полиэлектролиты: полидиаллилдиметиламмоний хлорид (ПДАДМАХ) и полигуанидин, концентрацию которых варьировали в интервале от 0,1⋅10-5 до 0,4⋅10-6 моль/дм3. Приготовленные растворы нитрата серебра с восстановителем и стабилизатором подвергали нагреванию до температуры 30-90°C в течение 5-60 мин. Реакцию восстановления серебра проводили на воздухе. Приготовленным составом с концентрацией 20-50 г/л обрабатывали целлюлозный текстильный материал методом пропитки при температуре 20°С в течение 15-30 сек, отжимали до 80-100%, сушили при температуре 100°С в течение 4-5 минут.
Недостатком этого способа являются:
1) применение дополнительных препаратов сложного состава для стабилизации и закрепления на волокне частиц серебра. Так, ПДАДМАХ представляет собой действующее вещество пестицидов (регуляторов роста растений), рекомендованных для повышения полевой всхожести, активизации ростовых и формообразовательных процессов, повышения устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей, повышения урожайности и улучшения качества продукции широкого спектра сельскохозяйственных культур [Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2022 г.; https://mcx.gov.ru/ministry/departments/departament-rastenievodstva-mekhanizatsii-khimizatsii-i-zashchity-rasteniy/industry-information/info-gosudarstvennaya-usluga-po-gosudarstvennoy-registratsii-pestitsidov-i-agrokhimikatov/?ysclid=lcvll3ul6b492357710 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)]. Полигаунидин используются для медицинской и бытовой дезинфекции, для дезинфекции на предприятиях пищевой промышленности и продовольственной торговли, а также в качестве биоцидов в водоподготовке, при защите от биоповреждений сельскохозяйственной продукции, нефтепродуктов [Дезсредства, справочник под ред. А.А. Монисова и М.Г. Шандалы, ТОО Рароpь,. М., 1996 г.], При контакте с кожей человека может вызывать аллергическую реакцию;
2) многостадийность - необходимость дополнительного нагревания раствора нитрата серебра с восстановителем и стабилизатором до температуры 30-90°C в течение 5-60 мин
Техническим результатом изобретения является сокращение стадийности процесса получения серебросодержащего материала, отсутствие на его поверхности экологически небезопасных веществ, усиление антибактериального воздействия и увеличение продолжительности его воздействия на кожный покров пациента, а также сохранение антибактериального эффекта даже после 10 стирок.
Указанный результат достигается тем, что в способе получения серебросодержащего целлюлозного текстильного материала, заключающемся в синтезе наночастиц серебра из раствора нитрата серебра AgNO3 с концентрацией от 0,24⋅10-7 до 0,47⋅10-4 моль/дм3 при добавлении к нему в качестве восстановителя водного раствора глиоксаля с концентрацией от 0,1 до 2 моль/дм3 путём внесения в бидистиллированную воду при непрерывном перемешивании с помощью магнитной мешалки в течение 20-40 мин., с последующей обработкой целлюлозного текстильного материала путем пропитки готовым составом с концентрацией 20-50 г/л при температуре 20-25°С в течение 15-30 сек, отжиме до 80-100%, термообработке и сушке, согласно изобретению в пропиточный раствор во время перемешивания добавляют β-циклодекстрин или гидроксипропил-β-циклодекстрин с концентрацией от 0,5 до 1,5 моль/дм3, в качестве термообработки текстильного материала используют запаривание в среде насыщенного водяного пара при температуре 98-102°С в течение 5-20 минут.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурная формула циклодекстрина, а на фиг.2 схема взаимодействия циклодекстринов с активным веществом, которым в данном изобретении являются ионы серебра и с целлюлозным материалом. На фиг. 3 представлена схема проведения испытаний антибактериальных свойств текстильных материалов, где 1 - испытуемый образец; 2 - питательный раствор для выращивания патогенной микрофлоры; 3- зона задержки роста патогенной микрофлоры; l - показатель задержки роста патогенной микрофлоры, мм.
Достижение заявленного технического результата в предлагаемом способе обуславливается введением в состав пропиточного раствора β-циклодекстрина или гидроксипропил-β-циклодекстрина. Циклодекстрины (CD) - это макроциклы из олигосахаридов, которые состоят из нескольких молекул глюкозы, соединенные друг с другом α-1,4 гликозидными связями [Кедик С.А., Панов А.В. и др. Циклодекстрины и их применение в фармацевтической промышленности (обзор) / Разработка и регистрация лекарственных средств. - 2016, №3 (16), с. 68-75.]. Молекулы CD представляют собой конические цилиндры, центр у таких «колец» гидрофобный, а наружная часть молекулы - гидрофильная. Полость выстлана атомами водорода и глюкозидными кислородными мостиками. Не связанные электронные пары глюкозидных кислородных мостиков направлены к внутренней стороне полости, обеспечивая высокую электронную плотность. Структурная формула циклодекстрина представлена на фиг.1. Благодаря специфическому строению циклодекстрины способны образовывать комплексные соединения с активными веществами, которые предполагают взаимодействие макроциклической молекулы, имеющей полость в центре своей кольцевидной структуры с меньшей по размеру молекулой или ионом, частично или полностью входящими в полость макроцикла. В заявленном способе в полость циклодекстрина помещают ионы серебра.
Кроме того, строение циклодекстрина приводит к тому, что его молекулы при правильно выбранных технологических условиях способны закрепляться на целлюлозном текстильном материале, как за счет физических связей, так и химического взаимодействия с активными группами волокон: -NHR, -OH, -SH и др. Благодаря гидроксильным группам внешнего кольца, β-циклодекстрин и гидроксипропил-β-циклодекстрин могут достаточно прочно фиксироваться на целлюлозе, закрепляя, таким образом, и вещество, находящееся в их полости (Фиг. 2).
При этом снижается стадийность процесса, поскольку в заявленном способе состав можно сразу наносить на ткань, без дополнительного нагревания раствора нитрата серебра с восстановителем и стабилизатором, как в прототипе. Поскольку комплексное соединение, состоящее из циклодекстрина и ионов серебра, прочно закрепляется на волокне, нет необходимости вводить дополнительные вещества, которые могут оказывать негативное действие на организм человека, например ПДАДМАХ, как в прототипе. Циклодекстрины являются безопасными веществами и широко используются в медицине и пищевой промышленности.
Для осуществления изобретения использованы следующие вещества:
• β-циклодекстрин - (ГОСТ 33782-2016) стабилизатор пищевого продукта, полученный обработкой крахмала ферментом циклодекстринтрансферазой, содержащий 98 % основного вещества, представляющий собой мелкокристаллический порошок белого цвета. Использовали без дополнительной очистки.
• Гидроксипропил-β-циклодекстрин (CAS number 128446-35-5), мелкокристаллический порошок белого цвета, используется в фармацевтике, пищевой промышленности, косметологии, представляет собой циклический олигосахарид, содержащий семь единиц D - (+) - глюкопиранозы, содержит 98 % основного вещества. Использовали без дополнительной очистки.
• Нитрат серебра AgNО2 (ГОСТ 1277-75).
• Глиоксаль (CAS number 107-22-2) - глиоксаль-бис-(2-оксианил), раствор с массовой долей приблизительно 0,6% в этаноле. Приготовление по ГОСТ 4517-2016.
• Бидистиллированная вода (ГОСТ Р 52501-2005).
Для приготовления пропиточного раствора использовали магнитную мешалку ЭКРОС-6100 (ПЭ-6100).
Пропитку вели на лабораторной плюсовке с регулируемым отжимом TD110B (Ручной Отжим):
Рабочая ширина: 200 мм;
Ролики : d=50 мм, изготовленные из неопрена;
Размеры: 380x150x320 мм(ДхШхВ).
Изобретение осуществляют следующим образом.
Пример 1
В раствор нитрата серебра AgNO3 (0,24⋅10-7 моль/дм3) вводят растворы глиоксаля с концентрацией 0,1 моль/дм3, и β-циклодекстрин 0,5 моль/дм3. Все растворы приготовлены при комнатной температуре на бидистиллированной воде при непрерывном перемешивании с помощью магнитной мешалки в течение 30 мин. Готовым составом с концентрацией 50 г/л при температуре 20°С пропитывают образец хлопчатобумажной ткани «миткаль» (поверхностная плотность 90 г/м2) в течение 15 сек, отжимают до 100%, запаривают при 102°С в течение 5 минут, сушат. Полученный материал, содержащий серебро, готов к использованию.
Пример 2
В раствор нитрата серебра AgNO3 0,95⋅10-5 моль/дм3 вводят водный раствор глиоксаля с концентрацией 1 моль/дм3, и гидроксипропил-β-циклодекстрин (1,0 моль/дм3); Все растворы приготовлены при комнатной температуре на бидистиллированной воде при непрерывном перемешивании с помощью магнитной мешалки в течение 20 мин. Готовым составом с концентрацией 30 г/л при температуре 23°С пропитывают образец хлопчатобумажной ткани «бязь» (поверхностная плотность 140 г/м2) в течение 20 сек, отжимают до 90%, запаривают при 100°С в течение 15 минут, сушат. Полученный материал, содержащий серебро, готов к использованию.
Пример 3
В раствор нитрата серебра AgNO3 0,47γ10-4 моль/дм3 вводят водный раствор глиоксаля с концентрацией 2 моль/дм3, и β-циклодекстрин (1,5 моль/дм3). Все растворы приготовлены при комнатной температуре на бидистиллированной воде при непрерывном перемешивании с помощью магнитной мешалки в течение 40 мин. Готовым составом с концентрацией 20 г/л при температуре 25°С пропитывают образец хлопчатобумажной ткани «сатин» (поверхностная плотность 135 г/м2) в течение 30 сек, отжимают до 80%, запаривают при 98°С в течение 20 минут, сушат. Полученный материал, содержащий серебро, готов к использованию.
Количество закрепленного на целлюлозном текстильном материале серебра оценивали с применением спектрофотометрии. После обработки соединениями серебра образцы белого текстильного материала приобретают жёлто-коричневый цвет, который тем интенсивнее, чем больше серебра на волокне. Анализ проводили с использованием спектрофотометра модели YS 3010. При длине волны λ=420 нм измеряли коэффициент отражения от образца и по формуле Гуревича-Кубелки-Мунка, рассчитывали интенсивность окраски K/S.
Где R - коэффициент диффузного рассеяния света
К - коэффициент поглощения света
S - коэффициент рассеяния света
Испытания устойчивости окраски к мокрым обработкам проводили по варианту Стирки 1 (ГОСТ 97334-83): мыло 5 г/дм3; температура 40±2°С; время -30 мин.; модуль 50:1.
Испытания антибактериальных свойств проводили по зонам ингибирования роста микробных культур вокруг образцов [Нетрусова А.И. Практикум по микробиологии под редакцией / А.И. Нетрусова. - М.: Издательский цент «Академия», - 2005. - 606 с; ГОСТ Р ИСО 20743-2012 Материалы текстильные. Определение антибактериальной активности изделий с антибактериальной обработкой. // М.: ФГУП «Стандартинформ», 2014, - 24 с.]. Схема проведения испытаний антибактериальных свойств текстильных материалов представлена на фиг.3.
Антимикробную активность исследуемых образцов испытывали на следующих тест-культурах:
- грамположительные - Staphylococcus aureus;
- грамотрицательные - Escherichia coli;
-микроскопические грибы - Candida albicans.
Результаты спектрофотометрической оценки интенсивности окраски (K/S) образцов хлопчатобумажной ткани, обработанных по прототипу и заявленному способам серебросодержащими составами до и после промывки, количественно характеризующие степень закрепления ионов серебра на материале приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||
| Образец | Сразу после обработки | После стирок | ||||
| 1 | 2 | 4 | 6 | 10 | ||
| Прототип | 0,84 | 0,33 | 0,20 | 0,084 | 0,08 | 0,06 |
| Пример 1 | 0,82 | 0,77 | 0,62 | 0,58 | 0,57 | 0,57 |
| Пример2 | 0,82 | 0,76 | 0,62 | 0,55 | 0,55 | 0,55 |
| Пример 3 | 0,83 | 0,76 | 0,61 | 0,54 | 0,53 | 0,53 |
Из представленных в таблице 1 результатов видно, что уже после 1 стирки содержание серебра в прототипе снижается на 60 %, а после 10 проведенных стирок его остается менее 5 %. Тогда как заявляемый способ обеспечивает сохранение активного вещества (ионов серебра) на текстильном материале после 1 стирки 94-96 %, а после 10 на материале остается не менее 65 % серебра.
Результаты испытаний антибактериальной активности образцов представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||
| Культура | Образец | Зона задержки роста, мм | |
| Сразу после обработки | После 10 стирок | ||
| Staphylococcus aureus | Прототип | 6,2 | 0,7 |
| Пример 1 | 6,4 | 3,8 | |
| Пример2 | 6,4 | 3,0 | |
| Пример 3 | 7,4 | 4,3 | |
| Escherichia coli | Прототип | 7,0 | 0,9 |
| Пример 1 | 7,2 | 4,5 | |
| Пример2 | 7,1 | 4,0 | |
| Пример 3 | 7,8 | 4,2 | |
| Candida albicans | Прототип | 7,3 | 1,2 |
| Пример 1 | 7,9 | 4,9 | |
| Пример2 | 8,2 | 4,8 | |
| Пример 3 | 8,1 | 4,9 | |
Приведенные данные доказывают, что, используя заявленную совокупность и последовательность операций и варьируя условия их осуществления, изобретение дает возможность получить антимикробные серебросодержащие целлюлозные материалы, которые проявляют антимикробную активность в отношении грамотрицательных (Escherichia coli), грамположительных (Staphylococcus aureus) и грибковых (Candida albicans) культур даже после 10 стирок.
Claims (1)
- Способ получения серебросодержащего целлюлозного текстильного материала, заключающийся в синтезе наночастиц серебра из раствора нитрата серебра AgNO3 с концентрацией от 0,24·10-7 до 0,47·10-4 моль/дм3 при добавлении к нему в качестве восстановителя водного раствора глиоксаля с концентрацией от 0,1 до 2 моль/дм3 путём внесения в бидистиллированную воду при непрерывном перемешивании с помощью магнитной мешалки в течение 20-40 мин, с последующей обработкой целлюлозного текстильного материала путем пропитки готовым составом с концентрацией 20-50 г/л при температуре 20-25 °С в течение 15-30 с, отжиме до 80-100%, термообработке и сушке, отличающийся тем, что в пропиточный раствор во время перемешивания добавляют β-циклодекстрин или гидроксипропил-β-циклодекстрин с концентрацией от 0,5 до 1,5 моль/дм3, в качестве термообработки текстильного материала используют запаривание в среде насыщенного водяного пара при температуре 98-102 °С в течение 5-20 мин.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808797C1 true RU2808797C1 (ru) | 2023-12-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7109324B1 (en) * | 2003-04-30 | 2006-09-19 | Dan River, Inc. | Process for chemically bonding an odor-encapsulating agent to textiles and textiles formed by the process |
| EP1964966B1 (de) * | 2007-02-26 | 2010-12-29 | Vitrulan Textilglas GmbH | Antimikrobielles textiles Glasfasermaterial |
| RU2525545C2 (ru) * | 2012-10-02 | 2014-08-20 | ООО "Инновационные Технологии Льнопереработки" | Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала |
| RU2550922C2 (ru) * | 2009-10-02 | 2015-05-20 | ЭнБиСи МЕШТЕК, ИНК. | Полотно инактивирующее вирусы |
| WO2016135344A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Green Impact Holding Ag | Textiles having antimicrobial properties |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7109324B1 (en) * | 2003-04-30 | 2006-09-19 | Dan River, Inc. | Process for chemically bonding an odor-encapsulating agent to textiles and textiles formed by the process |
| EP1964966B1 (de) * | 2007-02-26 | 2010-12-29 | Vitrulan Textilglas GmbH | Antimikrobielles textiles Glasfasermaterial |
| RU2550922C2 (ru) * | 2009-10-02 | 2015-05-20 | ЭнБиСи МЕШТЕК, ИНК. | Полотно инактивирующее вирусы |
| RU2525545C2 (ru) * | 2012-10-02 | 2014-08-20 | ООО "Инновационные Технологии Льнопереработки" | Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала |
| WO2016135344A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Green Impact Holding Ag | Textiles having antimicrobial properties |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rehan et al. | Design of multi-functional cotton gauze with antimicrobial and drug delivery properties | |
| Zaghloul et al. | Herbal Textile Finishes–Natural Antibacterial Finishes for Cotton Fabric. | |
| Fahmy et al. | Enhancing some functional properties of viscose fabric | |
| Abdel-Halim et al. | Incorporation of chlorohexidin diacetate into cotton fabrics grafted with glycidyl methacrylate and cyclodextrin | |
| Nostro et al. | Surface treatments on Tencel fabric: Grafting with β‐cyclodextrin | |
| Peila et al. | Different methods for β-cyclodextrin/triclosan complexation as antibacterial treatment of cellulose substrates | |
| Liu et al. | A natural antibacterial agent based on modified chitosan by hinokitiol for antibacterial application on cotton fabric | |
| Hebeish et al. | In situ formation of silver nanoparticles for multifunctional cotton containing cyclodextrin | |
| Hebeish et al. | Development of improved nanosilver-based antibacterial textiles via synthesis of versatile chemically modified cotton fabrics | |
| Ristić et al. | Chitosan nanoparticles as a potential drug delivery system attached to viscose cellulose fibers | |
| JP2021516731A (ja) | 抗菌有機布地 | |
| Tania et al. | In-situ synthesis and characterization of silver nanoparticle decorated cotton knitted fabric for antibacterial activity and improved dyeing performance | |
| Nisticò et al. | Biopolymers from composted biowaste as stabilizers for the synthesis of spherical and homogeneously sized silver nanoparticles for textile applications on natural fibers | |
| Ali et al. | Antimicrobial characteristics of wool fibers treated with chitosan-propolis nano composite and dyed with natural dye extracted from red prickly pear. | |
| Hedayati et al. | Cotton fabric incorporated with β-cyclodextrin/ketoconazole/Ag NPs generating outstanding antifungal and antibacterial performances | |
| RU2552467C1 (ru) | Способ модификации текстильных материалов наночастицами металлов | |
| RU2808797C1 (ru) | Способ получения серебросодержащего целлюлозного текстильного материала | |
| Saini et al. | Natural active molecule chemical grafting on the surface of microfibrillated cellulose for fabrication of contact active antimicrobial surfaces | |
| Yunusov et al. | Antibacterial effect of cotton fabric treated with silver nanoparticles of different sizes and shapes | |
| RU2456995C1 (ru) | Способ получения гидрофильных текстильных материалов с антимикробными свойствами | |
| EP2819711B1 (de) | Antiseptische wundauflage | |
| Xu et al. | A simple method of simultaneously endowing paper or fluff pulp with both high softness or appropriate fluffing properties and antimicrobial properties | |
| KR100803176B1 (ko) | 나노 은-점토 복합 콜로이드, 그 제조방법, 및 그것을포함하는 섬유 항균 가공용 조성물 | |
| Dymnikova et al. | Bast Fibers: New Opportunities for Green Nanotechnology | |
| EP2993252A1 (en) | Impregnatable matrix of plant, animal or synthetic origin or mixtures of same, containing a uniformly distributed antimicrobial compound, method for impregnating said matrix with a compound, and use thereof in the production of antimicrobial elements |