КОМПЛЕКСНАЯ СИНТЕТИЧЕСКАЯ НИТЬ, В ТОМ ЧИСЛЕ ПРЯЖА, С АНТИМИКРОБНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Полезная модель относится к текстильным изделиям, а конкретнее к комплексной синтетической нити, модифицированной в процессе ее получения аддитивом с антимикробным действием. Такие нити могут использоваться в легкой промышленности для изготовления контактирующего с кожей чулочно-трикотажного ассортимента, такого, например, как: носки, получулки (гольфы), чулки, колготы и т.п.
По определению нить текстильная - это гибкое, прочное тело с малыми поперечными размерами значительной длины. Одним из видов нити является пряжа, которая определяется также как нить, состоящая из волокон ограниченной длины, соединенных, например, скручиванием. Под комплексной нитью понимают нить, состоящую из двух и более элементарных нитей («Большой энциклопедический словарь. Политехнический» Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», М., 2000, с.235, 334, 426). Таким образом понятие «нить» включает в себя такое понятие, как «пряжа».
В медицине, в частности, в хирургии, широко известно применение шовного материала или ткани с антимикробными свойствами. Такие материалы используются как во время операций, в частности в эндопротезировании при изготовлении искусственных клапанов сердца, так и для профилактики послеоперационных гнойных осложнений и создания оптимальных условий для заживления ран.
Так, известна технология получения нетканых текстильных материалов на основе синтетических волокон и их смесей. В этот нетканый материал в качестве модификатора полимера волокна вводят антимикробный кремнийорганический препарат (RU 2288983).
Также известна антимикробная нить, включающая ядро из полиамидной крученой или плетеной нити с пленочным покрытием в виде оболочки из сополимера с добавкой антибиотика (RU 31325).
К антимикробным нитям, используемым в медицине, предъявляются в силу их функционального назначения особые требования, которые не являются обязательными для изделий, используемых в быту, к которым помимо общего для тех и других изделий требования повышенной прочности предъявляются свои требования, например, такие, как: сохранение цвета и отсутствие запаха. На текстильные изделия, особенно такие, которые имеют непосредственный контакт с кожей (носки, колготы), 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 качестве аналогов заявленной полезной модели могут быть рассмотрены упомянутые в электронных средствах информации антимикробные нити (A.M.Y.), состоящие из полиэстера и полимера с компонентами серебра и керамики (http://www.robbreport.ru, январь 2005 года) и антимикробные волокна (A.M.Y.), при этом на стадии плетения волокон введено немигрирующее соединение серебра. Ткань с такими волокнами обладает антимикробными свойствами (http://www.skis.ru; Статья Георгия Дубенецкого, датированная ноябрем 2005 года).
В приведенных аналогах описаны антимикробные свойства изделий, относящихся к исходным текстильным материалам (нить, волокно), при этом в них не содержится информации о конструкции самой нити (пряжи).
Техническая задача, на достижение которой направлено заявленное решение, состоит в разработке синтетической нити (пряжи), пригодной для изготовления высоких по эксплуатационным (воздухопроводность, паропроницаемость, легкость и др.) свойствам изделий чулочно-трикотажного ассортимента, путем выполнения этой нити (пряжи) комплексной с определенной степенью филаментности. Одновременно с вышеуказанными свойствами изделия из таких нитей (пряжи) имеют пролонгированный антимикробный эффект, способствующий существенному замедлению роста на их поверхности вредных для человека бактерий.
Поставленная техническая задача решена с помощью следующей совокупности признаков.
Комплексная синтетическая нить, в том числе пряжа, характеризуется тем, что показатель ее филаментности составляет f 26-96, а в ее состав (в процессе получения) введена антимикробная добавка, иными словами она модифицирована аддитивом с антимикробным действием.
В преимущественном варианте выполнения полезной модели нить, в том числе пряжа, выполнена из полиэфирных элементарных нитей (волокон), а антимикробная добавка (аддитив с антимикробным действием) содержит ионы серебра.
Также в качестве основы комплексной (полифиламентной) синтетической нити (пряжи) может быть использована полипропиленовая, полиакрилонитриловая или полиамидная элементарная нить или волокно.
Указанная нить (пряжа) может быть выполнена текстурированной, что повысит антибактериальные свойства выполненного из нее трикотажного изделия благодаря увеличению площади контакта нитей (волокон) с кожей, добавив к этому улучшение эксплуатационных свойств изделия, в частности таких, как: эластичность и упругость.
Тонина нити (пряжи) лежит в интервале значений: 2-25 текс.
Основа предложенной комплексной нити (пряжи) имеет полифиламентную, т.е. состоящую из множества тонких элементарных нитей или волокон (толщиной несколько микрометров каждое), структуру. Это позволяет повысить такие эксплуатационные свойства выполненных из такой нити или пряжи изделий, как: воздухопроводность, паропроницаемость и гигроскопичность. Кроме того, изделия из таких нитей характеризуются легкостью и обладают хорошими манипуляционными свойствами.
В соответствии с предложенной полезной моделью 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) является стойкой к действию кислот и щелочей, а также окислителей и восстановителей.
Трикотажные 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), что усиливает вышеназванные свойства.
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 фигуре чертежа представлена схема процесса получения антимикробных 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) и антимикробная добавка (АД) загружаются в соответствующие емкости 6 и 7, из которых посредством транспортеров подаются в сушилки 8 и 9, а затем в гравиметрический блок 5.
Из гравиметрического блока 5 смесь гранулята, в состав которой входят: ПЭТФ, ПКК и АД, через загрузочную воронку поступает в экструдер 10, где происходит их плавление и гомогенизация.
Полученный расплав подается на формовочные головки 11, а оттуда под давлением поступает к четырехкамерным прядильным дозирующим насосам 12, 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 13. Благодаря разности между скоростью формования и скоростью намотки на намоточные головки 14 элементарная нить или волокна пряжи вытягиваются.
Поскольку стойкий к действию бактерий аддитив с антимикробным действием, содержащий ионы серебра, добавляется в массу нитей при их формовании, а не на их поверхность, он не мигрирует с изделий в кожу, и, следовательно, достаточно долго сохраняется в изделиях из этих нитей (пряжи), даже после многократной стирки этих изделий.
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 1.
Таблица 1
к
Нить полиэфирная с ионами серебра
о
н
т
повторы
р
о
л
ь
Тиогликолевая
0
0
0
0
0
среда
0
0
0
0
0
0
Сабуро
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Сахарный бульон
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Также проводилось тестирование нити в отношении нескольких бактерий. Результаты экспериментов сведены в таблицы 2 и 3.
Таблица 2
Тестируемые бактерии
Образец нити
Escherichia coli aureus
Staphylococcus
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 3
Образец нити
Тестируемые бактерии
Enterococcus 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.