Способ получения антимикробных нетканых текстильных материалов
Владельцы патента RU 2288983:
Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина (RU)
Изобретение относится к технологии получения нетканых текстильных материалов на основе синтетических волокон и их смесей, в частности материалов, содержащих антимикробный кремнийорганический препарат. В нетканый текстильный материал вводят в качестве модификатора полимера волокна антимикробный кремнийорганический препарат в виде спиртового раствора продукта конденсации олигоэтоксисилоксана - ЭТС-40 с алкиловым эфиром 4-гидроксибензойной кислоты. Изобретение обеспечивает придание нетканому текстильному материалу устойчивых антимикробных свойств при сохранении высоких эксплуатационных характеристик. 1 ил., 2 табл.
Изобретение относится к нетканым текстильным материалам на основе синтетических волокон и их смесей, а также кремнийорганического препарата, обладающего антимикробными свойствами.
Известен состав для придания антимикробных свойств нетканым текстильным материалам, используемым для изготовления медицинской одежды разового использования и перевязочных медицинских материалов, содержащий катамин АБ, антимикробный препарат, выбранный из группы: йодистый калий, или n-сульфамидобензоламинометилсульфат натрия, или иодинол, и воду (RU 2178029 С1 (Московский государственный университет дизайна и технологии), 10.01.2002).
Известен нетканый текстильный материал для одежды и защитная медицинская одежда краткосрочного пользования из этого материала, содержащего бактерицидный препарат, выбранный из группы: катамин АБ, хлор-гексидина биглюконата, 5-нитрофурилакролеина (RU 2159825 С1 (Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт нетканых материалов»), 27.11.2000).
Однако предлагаемые в этих патентах биоциды эффективны только для получения антимикробных текстильных материалов разового или краткосрочного применения, так как они не устойчивы к мокрым обработкам и разлагаются при длительном хранении готовых изделий.
Известен нетканый текстильный материал из обработанных олигоэтоксиизо-бутоксисилоксаном синтетических волокон (RU 2182614 С1 (Московский государственный текстильный университет им. А.Н.Косыгина), 20.05.2002), также обладающий антимикробными свойствами; однако антимикробные свойства указанного препарата на порядок (в 10 раз) ниже, чем антимикробные свойства заявленных соединений.
Наиболее близким предложенному способу является способ придания целлюлозному материалу антимикробных свойств за счет его обработки кремнийорганическим составом (SU 1164345 (Г.Э. Роскин и др.), 30.06.86). Однако такой состав представляет собой очень сложную смесь, состоящую из полидиметилсилоксана с N-винилпирролидоном, отвердителем метилтриацетоксисиланом или тетраэтоксисиланом с октоатом олова и дополнительно содержащую йод и нитрофурилакролеин. Такие многокомпонентные смеси обладают высокой токсичностью и их очень сложно использовать при изготовлении больших количеств антимикробных волокнистых материалов.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является получение нетканого текстильного материала, который, сохраняя высокие эксплуатационные характеристики нетканого материала, сформированного с применением традиционных технологий (иглопробивной, вязально-прошивной, гидроструйной и др.), обладал бы устойчивыми антимикробными свойствами.
Поставленная задача достигается за счет того, что способ получения антимикробных нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, включающий их обработку кремнийорганическим антимикробным препаратом, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического антимикробного препарата используют спиртовой раствор продукта конденсации олигоэтоксисилоксана - ЭТС-40 с алкиловым эфиром 4-гидроксибензойной кислоты - 4-органокарбоксифенолом:
- олигоэтокси(метилкарбоксифенилокси)силоксан (I) (С26Н52Si4O15, т.кип. выше 300°/760 мм; nd 20 1,4310; d4 20 1,1402; найдено, %: С 43,10; Н 7,15; Si 16,0; М 717; вычислено, %: С 43,55; Н 7,31; Si 15,67; M 716);
- олигоэтокси(этилкарбоксифенилокси)силоксан (II) (C27H54Si4O15, т.кип. выше 300°/760; nd 20 1,4325; d4 20 0,8782; найдено, %: С 44,5; Н 7,15; Si 15,81; М 731; вычислено, %: С 44,36; Н 7,45; Si 15,37; М 730);
- олигоэтокси(пропилкарбоксифенилокси)силоксан (III) (C28H56Si4O15, т.кип. выше 300°/760; nd 20 1,4361; d4 20 0,8781; найдено, %: С 45,3; Н 7,71; Si 15,31; M 745; вычислено, %: С 45,14; Н 7,58; Si 15,08; M 743);
- олигоэтокси(бутилкарбоксифенилокси)силоксан (IV) (C29H58Si4O15, т.кип. выше 300°/760; nd 20 1,4432; d4 20 0,8922; найдено, %: С 45,93; Н 7,83; Si 15,17; M 759; вычислено, %: С 45,89; Н 7,70; Si 14,80; M 758);
- олигоэтоксибис(метилкарбоксифенилокси)силоксан (V) (C32H54Si4O17, т.кип. выше 300°/760; nd 20 1,4593; d4 20 0,9489; найдено, %: С 47,01; Н 6,81; Si 13,89; M 824; вычислено, %: С 46,66; Н 6,56; Si 13,61; M 823.
- олигоэтокситри(этилкарбоксифенилокси)силоксан (VI) (C48H66Si4O27, т.кип. выше 300°/760; nd 20 1,4624; d4 20 0,9578; найдено, %: С 54,78; Н 6,71; Si 10,88; M 1062; вычислено, %: С 54,29; Н 6,22; Si 10,56; M 1061, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| Указанные волокна или их смеси | 70,0-99,0 |
| Кремнийорганический антимикробный препарат | 1,0-30,0, |
и осуществляют последующую сушку волокон при комнатной температуре и термообработку при 100-140°С в течение 5-20 мин.
В качестве спиртового раствора можно использовать этиловый, пропиловый или бутиловый растворы. Преимущественно для изготовления раствора используется этиловый спирт.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1. На сформированный из полиамидных волокон 0,40 текс, длиной 65 мм холст поверхностной плотностью 80 г/м2 методом распыления наносится спиртовой (ацетоновый) раствор олигоэтокси(метилкарбоксифенилокси)-силоксана (I), количество которого составляет 30,0% (мас.) от веса волокна; волокнистый холст высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 130°С в течение 15 мин.
Из обработанного холста на иглопробивном стенде с плотностью прокалывания 100·104 м-2 получают нетканый материал.
Пример 2. На сформированный из полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 65 мм холст поверхностной плотностью 100 г/м2 методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтокси(этилкарбоксифенилокси)-силоксана (II), количество которого составляет 6,0% (мас.) от веса волокна; волокнистый холст высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 100°С в течение 20 мин.
Из обработанного холста на иглопробивном стенде с плотностью прокалывания 100·104 м-2 получают нетканый материал.
Пример 3. На сформированный из полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 65 мм холст поверхностной плотностью 100 г/м2 методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтокси(этилкарбоксифенилокси)-силоксана (II), количество которого составляет 1,0% (мас.) от веса волокна; волокнистый холст высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 130°С в течение 10 мин.
Из обработанного холста на иглопробивном стенде с плотностью прокалывания 100·104 м-2 получают нетканый материал.
Пример 4. На нетканый материал «Малифлис» поверхностной плотностью 100 г/м2, изготовленный из полиамидных волокон 0,31 текс, длиной 65 мм, методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтокси-(пропилкарбоксифенилокси)силоксана (III), количество которого составляет 6,0% (мас.) от веса волокна; волокнистый холст высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 140°С в течение 5 мин.
Пример 5. На иглопробивной нетканый материал поверхностной плотностью 75 г/м2 и плотностью прокалывания 100·104 м-2, состоящий из полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 65 мм, методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтокси(бутилкарбоксифенилокси)силоксана (IV), количество которого составляет 5,0% (мас.) от веса волокна; нетканый материал высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 100°С в течение 15 мин.
Пример 6. На иглопробивной нетканый материал поверхностной плотностью 75 г/м2 и плотностью прокалывания 100·104 м-2, состоящий из полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 65 мм, методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтокси(бутилкарбоксифенилокси)силоксана (IV), количество которого составляет 2,0% (мас.) от веса волокна; нетканый материал высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 140°С в течение 5 мин.
Пример 7. На нетканый материал поверхностной плотностью 75 г/м2, изготовленный гидроструйным способом, состоящий из полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 65 мм, методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтоксибис(метилкарбоксифенилокси)силоксан (V), количество которого в растворе составляет 30,0% (мас.) от веса волокна; нетканый материал высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 130°С в течение 10 мин.
Пример 8. На нетканый материал поверхностной плотностью 75 г/м2, изготовленный гидроструйным способом, состоящий из полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 65 мм, методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтокситри(этилкарбоксифенилокси)силоксан (VI), количество которого в растворе составляет 1,0% (мас.) от веса волокна; нетканый материал высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 140°С в течение 5 мин.
Пример 9. На нетканый материал поверхностной плотностью 75 г/м2, изготовленный гидроструйным способом, состоящий из полиэфирных волокон 0,33 текс, длиной 65 мм, методом распыления наносится спиртовой раствор олигоэтокситри(этилкарбоксифенилокси)силоксан (VI), количество которого в растворе составляет 30,0% (мас.) от веса волокна; нетканый материал высушивается на воздухе при комнатной температуре и подвергается термообработке при 100°С в течение 20 мин.
Испытания модифицированных кремнийорганическим антимикробным препаратом волокон, полотен и текстильных изделий показали, что обработка соединением (I-VI) активно защищает их от биоповреждений микроорганизмами (см. табл.1, 2). Антимикробные свойства усиливаются после стирки и удерживаются на волокнах, полотнах и текстильных изделиях до 20-25 стирок в зависимости от количества кремнийорганического модификатора на волокне (см. чертеж).
| Таблица 1 Антимикробная активность олигоэтоксисилоксанов, содержащих токсикофорные 4-органокарбоксифенилоксисилильные фрагменты (I-VII) | |||||
| Микроорганизмы | Концентрация в аналитической пробе*, мас.% | ||||
| I | II | III | V | IV | |
| S.typhi | 0,47 | 0,23 | 0,21 | 0,30 | 0,19 |
| Е.coli | 0,85 | 0,23 | 0,21 | 0,65 | 0,76 |
| р.aureus | 0,85 | 0,23 | 0,11 | 0,65 | 0,026 |
| Pr.vulgaris | 0,47 | 0,23 | 0,11 | 0,30 | 0,10 |
| Ps.aeruginosa | 0,85 | 0,981 | 1,88 | 0,65 | 1,60 |
| Asp.niger | 0,23 | 0,09 | 0,04 | 0,15 | 0,04 |
| Ph.nigricans | 0,12 | 0,055 | 0,027 | 0,09 | 0,012 |
| Ch.globosum | 0,12 | 0,055 | 0,012 | 0,09 | 0,006 |
| Tr.interdigitale | 0,019 | 0,018 | 0,009 | 0,01 | 0,04 |
| C.albicans | 0,23 | 0,025 | 0,026 | 0,11 | 0,026 |
| Sacc.cerevisal | 0,23 | 0,11 | 0,026 | 0,11 | 0,012 |
| * Анализ выполнен по методике ГОСТ 9.048-75. Изделия технические. Метод испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. - М.: Изд-во стандартов, 1977. | |||||
| Таблица 2 Устойчивость холстопрошивного нетканого материала с антимикробными свойствами к микробиологическому разрушению* | |||||
| Полипропиленовое волокно | Содержание соединения III**, мас.% | Коэффициент устойчивости П,% | |||
| Температура обработки волокон | |||||
| - | 100°С | 130°С | 140°С | ||
| 0 | 57 | ||||
| 1,0 | 75 | 78 | 79 | 83 | |
| 6,25 | 76 | 84 | 83 | 78 | |
| 10,0 | 78 | 87 | 84 | 82 | |
| 30,0 | 77 | 82 | 80 | 78 | |
| Содержание смеси соединений I и III (4:1), мас.% | |||||
| 2,5 | 78 | 81 | 82 | 84 | |
| 6,25 | 76 | 80 | 79 | 81 | |
| 10,0 | 79 | 78 | 75 | 79 | |
| Полиэфирное волокно | Содержание соединения III, мас.% | ||||
| 0 | 66 | ||||
| 1,0 | 77 | 81 | 78 | 81 | |
| 6,25 | 79 | 80 | 82 | 79 | |
| 10,0 | 81 | 83 | 84 | 76 | |
| 30,0 | 80 | 83 | 87 | 81 | |
| Содержание смеси соединений I и III (4:1), мас.% | |||||
| 1,0 | 79 | 77 | 83 | 79 | |
| 6,25 | 80 | 81 | 83 | 82 | |
| 10 | 78 | 79 | 85 | 83 | |
| * Испытания выполнены по ГОСТ 9.060-75. | |||||
| ** Аналогичные результаты были получены при использовании препаратов I, II, IV, V, VI. |
Способ получения антимикробных нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, включающий их обработку кремнийорганическим антимикробным препаратом, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического антимикробного препарата используют спиртовой раствор продукта конденсации олигоэтоксисилоксана ЭТС-40 с алкиловым эфиром 4-гидроксибензойной кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| Указанные волокна или их смеси | 70,0-99,0 |
| Кремнийорганический антимикробный препарат | 1,0-30,0 |
и осуществляют последующую сушку волокон при комнатной температуре и термообработку при 100-140°С в течение 5-20 мин.
