Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНЫХ ВОЛОКОН ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Пинчук Леонид Семенович Новиков Владимир ПрокофьевичВинидиктова Наталья СергеевнаГольдаде Виктор АнтоновичГрищенкова Валентина АлександровнаКудрявцева Тамара Николаевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения бактерицидных волокон из полиэтилентерефталата, включающий вытяжку волокон в контакте с модифицирующим коллоидным раствором серебра, термическую стабилизацию и сушку волокон, отличающийся тем, что используют модифицирующий коллоидный раствор серебра следующего состава, мас.серебро 1,5-3,0 полисахароза 1,5-3,0 глицерин 8-12 вода остальное,полученный путем нагревания смеси азотнокислого серебра и сахарозы в воде с последующим добавлением воды и глицерина. Изобретение соответствует технологии производства синтетических волокон, снабженных системой микрополостей, в которые введен бактерицид. Растущий интерес к бактерицидным волокнам для текстильной промышленности инициировал технологию введения в полимерную основу волокон частиц серебра с целью высвобождения из нее в условиях повышенной влажности ионов . Текстильные изделия из волокон, модифицированных серебром, проявляют бактериостатический эффект, не нарушающий бактериального баланса кожи, но купирующий размножение болезнетворных бактерий. Серебросодержащие химические волокна в смесовых тканях предотвращают микробиальную порчу натуральных волокон - шерсти, хлопка, шелка. Текстильные изделия, изготовленные с вложением антимикробных волокон, сохраняют бактерицидность даже после стирок. 13983 1 2011.02.28 Чаще всего волокна из термопластов наполняют фосфатами серебра 1, частицами цеолита, несущими ионы 2, оксидами и карбонатами серебра 3. Общим недостатком этих методов является нерациональный расход дорогостоящих соединений серебра, которые равномерно распределены в объеме волокон, в то время как антимикробный эффект обеспечивает лишь малая часть добавок, локализованных в поверхностном слое волокон. Обширную группу серебросодержащих волокон получают по растворной технологии. Так, акриловые волокна, подвергнутые желированию, обрабатывают водным раствором соли серебра, сушат и проводят термический отпуск 4. Волокна с длительно сохраняющейся бактерицидностью получают путем обработки карбоксилированного гранулята акрилового сополимера катионами серебра, растворения полученного продукта в соответствующем растворителе и прядением раствора через фильеру 5. Аналогичный способ изготовления бактерицидного целлюлозного волокна 6 состоит в формовании волокон из раствора целлюлозы в трет-аминооксиде, наполненного содержащими серебро цеолитами или фосфатами. Эта группа методов имеет узкое применение и отличается значительными затратами времени, труда и энергии. В течение последних десятилетий ведущее положение на мировом рынке синтетических волокон занимают полиэфирные, в частности полиэтилентерефталатные (ПЭТФ),волокна. Их вложение в пряжу из натуральных волокон придает текстильным изделиям несминаемость, износостойкость, формоустойчивость. Этот вид волокон получают экструзией с последующими ориентационной вытяжкой, тепловой стабилизацией и другими стандартными операциями обработки химического волокна. Известны бактерицидные ПЭТФ-волокна, изготавливаемые экструзией из смеси гранул обычного ПЭТФ и гранулята со специальными свойствами , полученного из ПЭТФ и дисперсного серебра 7. Их недостатком является нерациональный расход серебра, большая часть которого оказывается замурованной в объеме волокон и не работает как бактерицидный агент. Прототипом изобретения служит способ изготовления антимикробных волокон из ПЭТФ 8. Наряду с традиционными операциями обработки экструдированного волокна(замасливание, вытяжка, термическая стабилизация и др.) он содержит оригинальную операцию нанесения на пучок подвергаемых вытяжке волокон модифицирующей поверхностно-активной жидкости. Последняя представляет собой стабилизированный поверхностно-активным веществом (ПАВ) и поливиниловым спиртом (ПВС) коллоидный раствор серебра в этиленгликоле. Концентрация частиц серебра в растворе 1,5-,0 мас. ,средний размер частиц составляет 10-15 нм. Недостатки прототипа невысокая коллоидная стабильность модифицирующего раствора, содержащего дендриты серебра, склонные к агрегации и оседанию наличие в составе модифицирующей жидкости дорогостоящих компонентов - поливинилового спирта и органического растворителя повышенная вязкость исходного концентрированного раствора, обусловливающая необходимость его разведения водой для повышения подвижности коллоидных частиц серебра, концентрация которых в рабочем растворе ограничивает бактерицидность модифицированных волокон. Задачи, поставленные при создании изобретения 1) снизить стоимость бактерицидных волокон за счет замены дорогостоящих компонентов коллоидного раствора на менее дефицитные 2) повысить коллоидную стабильность модифицирующего раствора 3) ввести в модифицирующий раствор поверхностно-активный компонент, инициирующий крейзообразование ПЭТФ-волокон. 2 13983 1 2011.02.28 Поставленные задачи решаются тем, что известный способ изготовления антимикробных волокон из ПЭТФ, включающий операцию их вытяжки в коллоидном растворе серебра, осуществляют с применением модифицирующей жидкости нового состава. Она представляет собой коллоидный раствор серебра в водном растворе глицерина. Стабилизатором коллоидных частиц серебра, предотвращающим их агрегацию, служат олигомерные продукты поликонденсации сахарозы. Состав модифицирующего раствора, мас.коллоидное серебро 1,54-3,0 полисахароза 1,54-3,0 глицерин 8,04-12,0 вода остальное. Сущность изобретения состоит в том, что модифицирующая волокна жидкость содержит глицерин - ПАВ, относящееся к классу спиртов, которое хорошо смачивает ПЭТФ и инициирует его крейзинг. Крейзинг - специфическая стадия перестройки структуры полимерных волокон при растяжении в волокне образуются микротрещины (крейзы), стенки которых соединены фибриллярными тяжами. В раскрытые крейзы диффундируют коллоидные частицы серебра и остаются в структуре волокон в процессе ее дальнейшей перестройки, состоящей в превращении тяжей в фибриллы. Во время приготовления модификатора при повышенной температуре происходит поликонденсация сахарозы до олигомера,сопровождающаяся отщеплением воды и образованием линейных гибких макромолекул. Последние оказывают сильный стабилизирующий эффект на коллоидные частицы серебра,восстанавливающиеся в водно-глицериновом растворе из исходной соли, препятствуют их агрегации и обусловливают повышенную коллоидную стабильность модифицирующей жидкости. В процессе крейзообразования поверхностный слой волокон насыщается наночастицами серебра и волокна проявляют бактериостатический эффект, купирующий размножение болезнетворных бактерий. Примеры осуществления способа. ПЭТФ-волокна марки(ТУ 6-13-0204077-92-88) в процессе вытяжки со степенью 3,5 на стенде, моделирующем процесс переработки ПЭТФ-волокон, окунали в раствор приведенного выше состава. В контакт с раствором приводили участок вблизи точки вытяжки - образования шейки на растягиваемом волокне. Модифицирующий раствор был изготовлен в ГНПО Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению. Смесь азотнокислого серебра и сахарозы в воде ступенчато нагревали до образования гомогенной сиропообразной массы желто-коричневого цвета, свидетельствовавшего о поликонденсации сахарозы и образовании полисахарозы (ПС). Полученный продукт растворяли в воде и добавляли глицерин (Гл). Глицерин выполнял роль восстановителя серебра при медленном нагревании раствора. Согласно способу-прототипу, растягиваемые волокна окунали в коллоидный раствор серебра в этиленгликоле, стабилизированный ПАВ и ПВС. Концентрация коллоидных частиц серебра (КС) со средним размером 10-15 нм составляла 1,5-3,0 мас. . Микробиологическое тестирование волокна проводили в соответствии с ГОСТ 9.04888, 9.802-84 и методическими указаниями Минздрава РБ 28-6/32. Использовали штаммы бактерий,и грибов,. Регистрировали ширинузоны задержки роста микроорганизмов вокруг образца (отрезков волокон длиной 10 мм), помещенного на агарагаровую питательную среду. Устойчивость антимикробной активности волокон в процессе тепловлажностной обработки (стирки) определяли, регистрируяпосле каждого цикла обработки. Цикл состоит из следующих операций. Образцы помещали в моющий раствор (5 г стирального порошка на 1 л воды) при 50-55 С, приводили их в движение с помощью магнитной мешалки, обрабатывая в течение 7 мин, ополаскивали (1 мин) в проточной воде, сушили при комнатной температуре. 3 13983 1 2011.02.28 В табл. 1 приведены составы модифицирующих жидкостей, которыми обрабатывали волокна в табл. 2 - соответствующие этим составам исходные значенияв табл. 3 - результаты сравнительной оценки устойчивости антимикробной активности образцов при стирках волокон, обработанных лучшим из новых модификаторов и модификатором по способу-прототипу. Таблица 1 Вода остальное КС - коллоидное серебро, ПС - полисахароза, Гл - глицерин. Таблица 2 составов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Н (мм) в зависимости от вида микроорганизмов Таблица 3(мм) для составов 3 и 14 (прототип) в зависимости от числа стирок Вид микроИсходные значения После 10 стирок После 20 стирок После 50 стирок организмов 3 14 3 14 3 14 3 14 3,3 3,3 3,1 1,9 1,9 0,5 1,5 Анализ данных таблиц приводит к следующим заключениям 1. Оптимальная концентрация КС в модифицирующем растворе соответствует 1,53,0 мас.(составы 2-4), поскольку меньшая концентрация КС (1) обусловливает заметное уменьшение , а большая (5) не приводит к усилению антимикробной активности волокон. 4 13983 1 2011.02.28 По той же причине оптимальные концентрации ПС соответствуют диапазону 1,53,0 мас.(3, 7, 8). 2. Оптимальная концентрация Гл 8,0-12,0 мас. , т.к. меньшая (7 , состав 10) концентрация снижает , по-видимому, из-за недостаточного крейзообразования в волокнах,а большая (14 , состав 13) не влияет на величину . 3. Превосходство нового способа над способом-прототипом очевидно при анализе данных табл. 3 волокна, обработанные лучшим из разработанных составов (3), подавляют рост тест-культур после 50 стирок, по способу-прототипу (14) - утрачивают антимикробную активность после 25-30 стирок. В новой модифицирующей жидкости отсутствуют присущие модификатору-прототипу полимерные добавки и органические растворители. Вместо них она содержит более дешевую и эффективную, как стабилизатор КС, полисахарозу. Глицерин выполняет в модифицирующей жидкости две функции - инициирующего крейзообразование ПАВ и вязкого компонента коллоидного раствора, увеличивающего его коллоидную стабильность. Таким образом, задачи, поставленные при создании изобретения, решены. Способ придания антимикробной активности ПЭТФ-волокнам найдет применение в производстве химических волокон, предназначенных для получения многофункциональных текстильных нитей, тканей и изделий. Источники информации 1. Патент 3247293, МПК 01 2/28, 2002. 2. Патент 2945264, МПК 011/10, 1999. 3. Патент 3266174, МПК С 08 101/00, 2002. 4. Патент 2841092, МПК 01 6/54, 1998. 5. Патент 2849754, МПК 01 6/18, 1999. 6. Патент 3051709, МПК 01 1/10, 2000. 7. Проспект фирмы. - Сеул, 2005. 8. Патент 11260, МПК 01 6/92,01 11/00, 2008 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: D01F 6/92, D06M 11/00

Метки: полиэтилентерефталата, волокон, бактерицидных, способ, получения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-13983-sposob-polucheniya-baktericidnyh-volokon-iz-polietilentereftalata.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ получения бактерицидных волокон из полиэтилентерефталата</a>

Похожие патенты