ТЕКСТИЛЬНЫЙ АНТИМИКРОБНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ВНУТРЕННИХ ДЕТАЛЕЙ ОБУВИ

Текстильный антимикробный материал относится к обувной промышленности, в частности, для использования во внутреннем пространстве обуви в виде подкладки, задника, съемных вкладных деталей (чулка), тканевого голенища для бахил.
Известна обувная подкладка из искусственной кожи, состоящая из текстильной основы, пропитанной полимерным композитом на основе анионообменной полиуритановой дисперсии (Пат.№2023098 RU, кл. Д06N 3/14, оп. 15.11.1994 г.). Материал обладает высокими показателями гигиенических свойств, как паропроницаемость, влагоотдача. Однако, в комплексе эксплуатационные характеристики известного материала зависят от показателя соотношения компонентов в полимерной пропиточной смеси: при низком содержании поливинилового спирта материал имеет низкие физико-механические характеристики и, наоборот, при увеличении содержания поливинилового спирта падает важнейший показатель, как паропроницаемость.
Известен материал для голенищ бахил, используемых персоналом в чистых помещениях (Пат.N 94819 RU, МПК А43В 3/00, оп. 10.06.2010), состоящий из ткани, содержащей до 98% полиэстера и не менее 2% карбена. Недостатком указанного материала является отсутствие гигиенических свойств материала для голенищ, непосредственно прилегающих к телу.
2
Известна подкладка для задника обуви, состоящая из пропитанного полимером (водной латексной дисперсией полиуритана или трибутадиенового каучука) нетканого материала, которая при удельной массе поверхности от 180 до 350 г/м обладает прочностью на разрыв в продольном и поперечном направлениях больше, чем 15 Н (Пaт.N 2225699 RU, кл. А43В 23/16; Д04Н 3/10; Д06N 3|14; В29Д 31/515, оп. 20.03.2004). Недостатком использования данной подкладки для задника обуви является сравнительно низкая прочность на разрыв (21Н) и особенно низкая стойкость к истиранию, которая составляет около 300 циклов, а также вероятность высокой стоимости материала ввиду сложности технологического процесса изготовления данной подкладки.
Особенно следует отметить, что все перечисленные выше известные материалы для внутренних деталей обуви состоят из синтетических полимерных материалов, которые нарушают экологический природный баланс, как в процессе получения самих полимеров и переработки их в материалы для внутренних деталей обуви, так и на стадии утилизации этих изделий из синтетических полимеров.
3
Наиболее близким по компонентному составу к заявляемому объекту является нетканый материал для вкладной стельки обуви, представляющий собой скрепленный волокнистый льносодержащий прочес, который состоит из котонизированного льна и хитозана при следующих соотношениях: котонизированный лен - 60-80 масс.%, хитозан - 20-40 массе. %. Известный материал, состоящий из природных полимеров, соответственно обладает высокими гигиеническими свойствами, как гигроскопичность (18-21%), влагаотдача (10-14%), стойкость к истиранию (4-10)10 циклов. Наряду с высокими гигиеническими свойствами волокнистый композит имеет сравнительно низкую механическую прочность на разрыв, равную 10,7 Н при удлинении 4,5%.. Прочность материала возрастает до 127 Н без изменения удлинения при армировании его хлопкольняной тканью. Высокое содержание хитозана в известном материале необходимо как для упрочнения структуры прочеса, так и для обеспечения формоустойчивости вкладной стельки, что приводит к уплотнению структуры и соответственно снижению воздухопроницаемости материала.
Таким образом, обладая высокими гигиеническими свойствами, устойчивостью к истиранию в циклах, формоустойчивостью, известный материал для вкладной стельки обуви не может быть использован для внутренних деталей обуви, в частности как подкладка, по следующим причинам:
- известный композит на основе льняного волокнистого прочеса, армированного хлопкольняной тканью, имеет низкую прочность на разрыв и удлинение
- ввиду достаточно высокого содержания хитозана в микро- и макропорах волокнистого прочеса структура материала уплотнена и, соответственно. обладает сравнительно низкой воздухопроницаемостью.
- высокая плотность материала с высокой формоустойчивостью и низкой гибкостью препятствует конструктивному воздействию на его структуру при изготовлении деталей для внутренней отделки обуви и тем самым создавать требуемое воздушное пространство между ступней ноги и подкладкой обуви.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание текстильного материала с развитой пористой структурой, обеспечивающей высокоую воздухопроницаемость и эластичность, с повышенной механической прочностью при сохранении гигиенических и антимикробных свойств.
2
3
2
Поставленная задача достигается тем, что текстильный антимикробный материал для внутренних деталей обуви из хлопкольняной ткани с хитозаном, выполнен из хлопкольняной ткани с хитозаном при соотношении соответственно 82-88 и 12-18 масс.% с поверхностной плотностью 181-456 г/м, прочностью на разрыв по основе 348-822 Н, по утку 636-875 Н; удлинением по основе 16,3-39,9%, по утку 7,4-17,3%; воздухопроницаемостью 112-188 дм/мс, на поверхности которого расположена микропористая хитозановая пленка толщиной не мене 5 мкм.
Для лучшего понимания полезной модели предлагается текстильный материал с пористым пленочным покрытием. Пленка адгезионно закреплена на поверхности материала.
2
Текстильный антимикроьный материал полотняного переплетения изготовлен их хлопкольняной ткани с поверхностной плотностью 144 г/м, состоящий по основе из хлопка с линейной плотностью 28 текс и по утку -из льна с линейной плотностью 50 текс
Текстильный антимикроьный материал полотняного переплетения изготовлен их хлопкольняной ткани с поверхностной плотностью 391 г/м, состоящий по основе из хлопка с линейной плотностью 50 текс и по утку - из льна с линейной плотностью 240 текс
Использование хлопкольняной ткани, состоящей из хлопка по основе и льна по утку с различной поверхностной плотностью обеспечивает получение текстильного антимикробного материала для использования в обуви различного назначения, например, модельной, домашней и рабочей.
При изготовлении материала использован хитозан с молекулярной массой 200 кДа и 500 кДа, модифицированный по известной технологии, придающий ткани, на поверхности которого расположена микропористая пленка, повышенную прочность на разрыв и эластичность, обеспечивающий материалу высокую воздухопроницаемость, одновременно придавая ему мягкий текстильный гриф.
Модифицированный по известной технологии хитозан обеспечивает получение пленки с микропористой структурой, обеспечивающий материалу высокую воздухопроницаемость.
Пример 1,
2
Хлопкольняную ткань с поверхностной плотностью 144 г/м (основа -хлопок с линейной плотностью 28 текс.уток - лен с линейной плотностью 50 текс) пропитывали 4% уксуснокислым раствором биополимера хитозана с молекулярной массой 200 кДа методом импрегнирования. По истечении заданного времени образец высушивали до постоянной массы на синтетической подложке с образованием пленки толщиной 7 мкм. Далее по известной технологии хитозан переводили в форму основания.
Сущность полезной модели представлена на рис., где 1 - изотропная структура материала, состоящая из нитей хлопкольняной ткани - 2, хитозана - 3 и микропористой хитозановой пленки - 4.
Структуру, физико-механические свойства и эксплуатационные характеристики материала, представленных в таблицах 1 и 2, определяли по следующим методикам в соответствии с ГОСТ:
- массу - на весах марки BJIP-200g-M, аналитические, 2 класс ГОСТ 24104-88, а также технические марки BJIK-500g-M, 4 класс, ГОСТ 19491-74
- поверхностную плотность - по ГОСТ 3811-72
2
- толщину - на приборе ТЭМ-1 с давлением на пробу 15 гс/см по ГОСТ 12023-2003
- разрывную нагрузку, разрывное удлинение и модуль упругости - на приборе STATIGRAPH L по ГОСТ 3813-72
- воздухопроницаемость - на приборе марки ВПТМ-2 по ГОСТ 12088-77
- стойкость к истиранию по ГОСТ 15967-70 с образивом - наждачная бумага
- антимикробную активность к тест-культуре St.aureus ATCC 209 R (золотистый стафилакок), тест-культуре Candida albicans (дрожжеподобный гриб.) к тест-культуре Ps Aeruginosa ATCC 24853 (синегнойная палочка)-методом диффузии в агар в Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад. И.П.Павлова
Сравнительные характеристики известного и предлагаемого материала представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Характеристики текстильного антимикробного материала
№ образца
Концентрация хитозана в растворе, %
Толщина образца, мм
Поверхностная плотность, г/м<sup>2</sup>
Содержание хитозана в образце, масс.%
прототип
4,0-ХТЗ(150)
2,20
390
20,0
Исходная ткань
0,45
144
-
1
4,0-ХТЗ(200)
1,10
203
18,0
2
1,5-ХТЗ(500)
0,68
181
12,0
Исходная ткань
1,30
391
-
3
3,0-ХТЗ(200)
1,9
456
14,8
4
1,5-=ХТЗ(500)
2,0
445
16,2
Пояснение: ХТЗ (200) - хитозан с молекулярной массой 200 кДа
Таблица 2
Эксплуатационные характеристики текстильного материала
№ О1бразца
Разрывная нагрузка, Н
Удлинение, %
Воздухо-прониц., Дм<sup>3</sup>/м<sup>2</sup>с
Истираемость в циклах,
Модуль упругости, мПа
прототип
127
4,5
20
3500
Исходная ткань
0-320 У-600
0-11,1 У-7,7
586
136
0-2500 У-4000
1
O-387 У-703
O-16,3 У-7,9
60
≥10000
О-800 У-1700
2
O-348 У-636
O-18,0 У-7,4
188
4770
Исходная ткань
O-738 У-761
O-23,0 У-15,9
170
580
3
O-800 У-860
O-39,9 У-17,3
101
6000
4
O-822 У-875
O-37.1 У-16,3
37
7300
Сопоставительный анализ заявляемой модели и прототипа показывает наличие отличительных признаков у заявляемого материала по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого решения. Полная замена волокнистого прочеса на хлопкольняную ткань с использованием хитозана с более высокой молекулярной массой и в форме основания позволила значительно улучшить эксплуатационные характеристики предлагаемого текстильного материала с микропористой пленкой на поверхности, как прочность на разрыв, эластичность (возросло удлинение при разрыве, снизился модуль упругости льна и хлопка), создать воздухопроницаемую пористую структуру при одновременном сохранении гигиенических свойств и стойкости к истиранию по плоскости.
Предлагаемый текстильный антимикробный материал экологически чистый, как на стадии производства, так и утилизации после использования путем естественного разложения без выделения вредных примесей.