НЕГОРЮЧАЯ АНТИМИКРОБНАЯ НИТЬ ИЛИ ПРЯЖА И ТЕКСТИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕЕ ОСНОВЕ
NON-COMBUSTIBLE ANTIMICROBIAL THREAD OR YARN AND TEXTILE MATERIAL BASED THEREON

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.