Негорючая антимикробная нить или пряжа и текстильный материал на ее основе

Негорючая антимикробная нить или пряжа и текстильный материал на ее основе

Реферат

Группа изобретений относится к текстильным изделиям, а конкретнее к синтетической нити или пряже, модифицированной в процессе ее получения аддитивом с антимикробным действием и модификатором, придающим ей негорючие (огнестойкие) свойства, и текстильному материалу на ее основе. Такие нити или пряжа плавятся, но не горят, и могут использоваться в легкой промышленности для изготовления текстильных материалов и изделий из них, а именно: чехлов и обивки для мебели и сидений транспортных средств (в автомобилях, поездах, самолетах, на теплоходах и др.), защитной и специальной одежды, в том числе перчаток для пожарников, автогонщиков, подводников, космонавтов и т.д., а также покрывал, наматрасников, скатертей, штор и прочее в больницах, санаториях, пансионатах и др.

Известны варианты чулочно-носочного изделия, выполненного из пряжи, по крайней мере часть которой включает синтетическую нить (волокно), модифицированные аддитивом с антимикробным действием (RU 74774, кл. А41В 11/00, опубликован 20.07.2008).

Также известна декоративная ткань с пониженной горючестью, выполненная из огнезащищенных полиэфирных нитей или пряжи в сочетании с горючим компонентом (хлопок, вискоза, лен) при соотношении негорючего и горючего компонентов, равном 20:80-80:20 (RU 2353720, кл. D03D 15/00, опубликован 2009.04.27).

Известная ткань предназначена для использования в качестве декоративно-обивочных материалов с целью оформления интерьеров общественных зданий, учреждений и транспорта, поэтому к ней не предъявляются повышенные требования по антимикробной обработке.

Кроме того, ее огнезащитные свойства существенно ограничены, поскольку она является смесовой и в ее состав наряду с огнезащищенными нитями или пряжей входит горючий компонент, причем изобретением предусмотрено в частности соотношение негорючего и горючего компонента, равное 20:80, что делает этот материал достаточно уязвимым для огня.

На текстильные изделия, особенно такие, которые имеют непосредственный контакт с кожей, негативное влияние оказывают различные микроорганизмы, находящиеся на коже, в том числе грамотрицательные и грамположительные бактерии, вызывая появление на этих изделиях различных пятен и придание им нежелательных запахов, а также их выцветание, при этом указанные микроорганизмы ослабляют прочность изделий и вызывают их перекрестное загрязнение. В то же время материалы и изделия, находящиеся в общем пользовании, в свою очередь, могут оказывать на потребителя негативное воздействие с точки зрения нахождения на них и передачи от одного человека к другому нежелательных микроорганизмов.

Техническая задача предложенного изобретения заключается в создании текстильного изделия, объединяющего в себе антимикробные и огнезащитные свойства.

Технический результат изобретения состоит в обеспечении долговечности и безопасности в эксплуатации, в частности повышении антимикробных и огнезащитных свойств изделий, находящихся в сфере обращения человека, выполненных из предлагаемых нитей или пряжи и из текстильных материалов на их основе.

К дополнительным преимуществам предложенных объектов относятся: лучшие воздухопроводность, паропроницаемость, легкость и эластичность нитей или пряжи и текстильных материалов на их основе, а также присущий им пролонгированный антимикробный эффект, способствующий существенному замедлению роста на их поверхности бактерий.

Названный технический результат достигнут в изобретении благодаря следующей совокупности признаков.

Негорючая антимикробная нить или пряжа выполнена из синтетического полимерного материала и модифицирована антигорючим и антимикробным компонентами.

В преимущественном варианте выполнения изобретения нить или пряжа выполнена из полиэфирных нитей (волокон), полученных из такого синтетического полимерного материала, как полиэтилентерефталат, а антимикробная добавка (аддитив с антимикробным действием) содержит ионы серебра, антигорючая добавка при этом содержит фосфор или метилоксифосфолан.

Указанная нить (пряжа) может быть выполнена гладкой, или текстурированной, или профилированной, что в последних двух вариантах выполнения изобретения повысит антибактериальные свойства выполненного из нее тканого или трикотажного изделия благодаря увеличению площади контакта нитей (волокон) с кожей, добавив к этому улучшение эксплуатационных свойств изделия, в частности таких как: эластичность и упругость также благодаря выполнению нити комплексной (полифиламентной), с показателем филаментности f 16-112.

Также нить может быть выполнена пневмосоединенной.

Тонина нити (пряжи) лежит в интервале значений: 2 текс - 250 текс - 2 текс × 2-125 текс × 2.

Негорючий антимикробный текстильный материал выполнен на основе синтетической полимерной нити или пряжи, модифицированной антигорючим и антимикробным компонентами.

В преимущественном варианте выполнения изобретения входящая в состав указанного материала нить или пряжа выполнена из полиэфирных нитей (волокон), антимикробная добавка (аддитив с антимикробным действием) содержит ионы серебра, а антигорючая добавка содержит фосфор или метилоксифосфолан.

Нить (пряжа), из которой выполнен указанный материал, может быть выполнена гладкой или текстурированной или профилированной, что в последних двух вариантах выполнения изобретения повысит антибактериальные свойства выполненного из этого материала тканого или трикотажного изделия благодаря увеличению площади контакта нитей (волокон) с кожей, добавив к этому улучшение эксплуатационных свойств ткани и выполненного из нее изделия, в частности таких как: эластичность и упругость также благодаря выполнению этой нити комплексной (полифиламентной), с показателем филаментности f 16-112.

Также указанный материал может быть выполнен из пневмосоединенной нити.

Тонина нити (пряжи) указанного материала лежит в интервале значений: 2 текс - 250 текс ÷ 2 текс × 2-125 текс × 2.

В соответствии с предложенным изобретением в качестве полиэфирной основы нити (пряжи) используют синтетический материал, такой как полиэтилентерефталат (ПЭТФ). В отличие от натуральных эта нить (пряжа) характеризуется значительной механической прочностью на истирание и разрыв, а также эластичностью и биостойкостью.

Элементарные нити или волокна, входящие в состав предложенной нити (пряжи), имеют высокий модуль упругости, благодаря чему изготовленные из нее изделия прекрасно сохраняют свою форму и восстанавливают ее даже после длительного воздействия внешней силы, поэтому они не мнутся и отличаются стабильностью формы. Указанная нить (пряжа) характеризуется низким удельным весом.

Предложенная нить (пряжа) и материал на ее основе являются стойкими к действию кислот и щелочей, а также окислителей и восстановителей.

Трикотажные и текстильные изделия из этих химически инертных нитей (пряжи) могут носить самые чувствительные (аллергозависимые) люди.

Антимикробный аддитив (добавка) нити (пряжи) может содержать серебро в различных формах (ионов, солей, металла, цеолитов, соединений, например, с цинком), что обеспечивает вышеназванные свойства.

Также кроме серебра для антимикробной обработки нити (пряжи) могут использоваться и другие вещества, например, такие как: триклозан, оксиды меди, натуральный хитозан и др.

Аддитив с антимикробным действием, например, содержащий ионы серебра, производит многократное воздействие на бактериальные жизненные процессы, препятствуя размножению грибков, грампозитивных и грамнегативных бактерий и плесени, а также различных инфекций, тем самым улучшая гигиену ног и уменьшая неприятный запах пота. Упомянутый аддитив обеспечивает продолжительный эффект, легкость интеграции, минимальное выцветание, отсутствие трения и засорения в процессе прядения, а также отсутствие механической деформации крученых волокон.

На чертеже представлена схема процесса получения антимикробных антигорючих нитей (пряжи), окрашенных в массе.

Аморфный гранулят (ПЭТФ) по транспортной системе сначала подается в суточную емкость 1, из которой через роторный дозатор 2 он поступает в кристаллизатор 3, где указанный гранулят нагревается циркулирующим воздухом и тщательно перемешивается во избежание слипания гранул.

После завершения процесса кристаллизации гранулят ссыпается в вертикальную шахтную сушилку 4, из которой высушенный гранулят по трубопроводу подается на гравиметрический блок 5.

Полимерный концентрат красителя (ПКК) загружается в емкость 6, из которой посредством транспортера подается в сушилку 7, а затем в гравиметрический блок 5.

Антимикробная (АМД) и антигорючая (АГД) добавки загружаются в соответствующие емкости 8 и 9 (можно в одну емкость), из которых(ой) посредством транспортеров(а) они подаются в сушилку 10, а затем в гравиметрический блок 5.

Из гравиметрического блока 5 смесь гранулята, в состав которой входят: ПЭТФ, ПКК, АМД и АГД, через загрузочную воронку поступает в экструдер 11, где происходит их плавление и гомогенизация.

Полученный расплав подается на формовочные головки 12, а оттуда под давлением поступает к четырехкамерным прядильным дозирующим насосам 13, каждый из которых отмеряет поток расплава на четыре фильеры.

Далее расплав прядильным насосом подается в фильерный комплект, где происходит его тонкая фильтрация. После выхода из фильеры струйки расплава попадают в обдувочную шахту 14. Благодаря разности между скоростью формования и скоростью намотки на намоточные головки 15 элементарная нить или волокна пряжи вытягиваются.

Поскольку стойкий к действию бактерий аддитив с антимикробным действием, содержащий ионы серебра, а также антигорючая добавка добавляются в массу нитей при их формовании, а не на их поверхность в результате, например, пропитки, они не мигрирует с изделий в кожу, и следовательно, достаточно долго сохраняются в текстильном материале и изделиях из этих нитей (пряжи), даже после многократной стирки и чистки этих изделий и текстильного материала.

Предложенные нити (пряжа) могут выпускаться: гладкими комплексными, текстурированными, некручеными, пневмосоединенными, неокрашенными и окрашенными в диапазоне линейных плотностей: 8,2-16,7 текс для гладких нитей и 8,4-16,7 × 2 текс для текстурированных нитей. Кислородный индекс нити составляет не менее 30%.

В таблицу 1 сведены физико-механические показатели нити полиэфирной комплексной профилированной пневмосоединенной с негорючими и антимикробными свойствами номинальной линейной плотности 16,5 текс, с показателем филаментности f, равным 32.

Такая нить может быть использована для изготовления: домашнего текстиля, спецодежды, нетканых материалов, портьерных тканей, а также декоративно-отделочных и обивочных материалов.

Таблица 1
Наименование показателя	Значение показателя
Удельная разрывная нагрузка, мН/текс, не менее	260,0
Удлинение при разрыве, %	35,0±5,0
Коэффициент вариации по удлинению нити при разрыве, % не более	10,0
Отклонение фактической линейной плотности от номинальной, %	±2,0
Коэффициент вариации по линейной плотности, %, не более	2,0
Количество пневмосоединений на 1 метр нити, не менее	25
Линейная усадка, %	5÷10
Кислородный индекс (КИ), % об., не менее	30

В таблицу 2 сведены физико-механические показатели нити полиэфирной текстурированной пневмосоединенной с негорючими и антимикробными свойствами номинальной линейной плотности 33,4 текс, с показателем филаментности f, равным 96.

Такая нить, так же как предыдущая, может быть использована для изготовления: домашнего текстиля, спецодежды, нетканых материалов, портьерных тканей, а также декоративно-отделочных и обивочных материалов.

Таблица 2
Наименование показателя	Значение показателя
Удельная разрывная нагрузка, мН/текс, не менее	260,0
Удлинение при разрыве, %	23,0±5,0
Коэффициент вариации по удлинению нити при разрыве, % не более	10,0
Отклонение фактической линейной плотности от номинальной, %	±2,5
Количество точечных пневмосоединений на 1 метр нити, не менее	100
Линейная усадка, %	5,0
Массовая доля замасливателя, %	0,7÷3,7
Кислородный индекс (КИ), об.%, не менее	30

Для подтверждения антибактериальных свойств нитей (пряжи) проводилось несколько экспериментов, в частности посев на стерильность проводился в соответствии с приказом МЗ СССР №720.

Выполненная в соответствии с вышеописанным методом комплексная полиэфирная нить была разрезана на мелкие кусочки длиной 1-2 см и раздергана для возможного прорастания микроорганизмов.

Посев проводился на 3 пробирки с тиогликолевой средой, 3 пробирки со средой Сабуро и 3 пробирки с сахарным бульоном Хоттингера, помещая в каждую по 4-5 кусочков исследуемого материала. Материал забирался в 5 повторах на разной длине нити (верхней, нижней и из центра). Для контроля высев проводили на среды ЭНДО, Сабуро и кровяной агар.

Результаты эксперимента сведены в таблицу 3.

Таблица 3
	контроль	Нить полиэфирная с ионами серебра
Тиогликолевая среда	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0
Сабуро	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0
Сахарныйбульон		0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0

Также проводилось тестирование нити в отношении нескольких бактерий. Результаты экспериментов сведены в таблицы 4 и 5.

Таблица 4
Образец нити	Тестируемые бактерии Escherichia coli Staphylococcus aureus
	A	В	С	А	В	С
Нить полиэфирная с ионами серебра	2	3.6	2.2	2	3.8	2.2
Тестируемые бактерии:
	Staphylococcus aureus - ATCC™ 29213
	Escherichia coli - ATCC™ 25922
Количество параллельных измерений - три.
А - заданное количество бактерий /мл по McFarland до инокуляции.
В - среднее количество бактерий/мл по McFarland после инокуляции без добавления нитей через 24 часа.
С - среднее количество бактерий/мл по McFarland после инокуляции с добавлением нитей через 24 часа.

Таблица 5
Образец нити	Тестируемые бактерииEnterococcus faecalis Candida albicans
	A	В	С	А	В	С
Нить полипропиленовая с ионами серебра	2	3.2	2.2	2	4.6	2.2
Тестируемые бактерии:
	Enterococcus faecalis - ATCC™ 29212
	Candida albicans - ATCC™ 2091
Количество параллельных измерений - три.
А - заданное количество бактерий /мл по McFarland до инокуляции.
В - среднее количество бактерий/мл по McFarland после инокуляции без добавления нитей через 24 часа.
С - среднее количество бактерий/мл по McFarland после инокуляции с добавлением нитей через 24 часа.

Текстильные и трикотажные материалы (изделия), выполненные на основе предложенных нитей или пряжи, обладающие негорючими и антимикробными свойствами, сохраняют свои пожаробезопасные и антимикробные свойства в процессе многолетней эксплуатации, несмотря на многократные стирки и чистки. В случае пожара на таких материалах не возникает тления и они не поддерживают горения, что выгодно отличает их от известных материалов, широко используемых на транспорте, в местах общего пользования и при производстве специальной одежды.

1. Негорючая антимикробная нить или пряжа, характеризующаяся тем, что она выполнена комплексной из полиэтилентерефталата и модифицирована антигорючим и антимикробным компонентами, при этом антигорючая добавка содержит фосфор или метилоксифосфолан, а показатель линейной плотности нити или пряжи составляет 2 текс-250 текс или 2 текс×2-125 текс×2.

2. Нить или пряжа по п.1, отличающаяся тем, что антимикробная добавка содержит ионы серебра.

3. Нить или пряжа по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена гладкой, или текстурированной, или профилированной.

4. Нить или пряжа по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена пневмосоединенной.

5. Нить или пряжа по п.1, отличающаяся тем, что показатель ее филаментности f составляет 16-112.

6. Негорючий антимикробный текстильный материал, характеризующийся тем, что он выполнен на основе комплексной полиэфирной нити или пряжи, модифицированной антигорючим и антимикробным компонентами, при этом антигорючая добавка содержит фосфор или метилоксифосфолан, а показатель линейной плотности нити или пряжи составляет 2 текс-250 текс или 2 текс×2-125 текс×2.

7. Материал по п.6, отличающийся тем, что антимикробная добавка содержит ионы серебра.

8. Материал по п.6, отличающийся тем, что нить или пряжа, на основе которой он выполнен, имеет гладкую, или текстурированную, или профилированную структуру.

9. Материал по п.6, отличающийся тем, что нить, на основе которой он выполнен, является пневмосоединенной.

10. Материал по п.6, отличающийся тем, что показатель филаментности f нити, на основе которой он выполнен, составляет 16-112.