СПОСОБ БИОЦИДНОЙ ОБРАБОТКИ КОЖЕВЕННОГО ПОЛУФАБРИКАТА
METHOD FOR BIOCIDE TREATMENT OF TANNING SEMI-FINISHED PRODUCT

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов, в частности к биоцидной обработке кожевенных полуфабрикатов.
Для обеспечения биозащищенности натуральных волокон и изделий из них применяют самые разнообразные химические соединения на основе четвертичных аммониевых оснований.
Известен способ обработки натуральных текстильных материалов антимикробным водным составом, включающим алкилдиметилбензил амонийхлорид (катамин АБ) и иодид калия (патент РФ №2178029, опубл. 10.01.2002, D06M 11/13).
Недостатком способа является высокий расход биоцидных препаратов, неблагоприятное побочное действие, проявляющееся при эксплуатации готовых изделий, загрязнение окружающей среды и недостаточный спектр антимикробного действия.
Известен способ обработки кожи введением катамина ХА алкилдиметилаллиламмонийхлорида на стадии ее крашения. Данный продукт используют в качестве ингибитора кислотной коррозии (патент РФ 2096468, 20.11.1997, D06P 3/32).
Известен способ противоплесневой обработки кожи пропиткой ее водорастворимым антисептиком сополимером NjN-диметил -, N,N-диаллиламмонийхлорида с двуокисью серы (патент РФ 2151193, 20.06.2000, С14С 9/00). Недостатком способа является высокий расход противоплесневого препарата, недостаточный спектр антимикробного действия.
Известен способ антимикробной обработки материала, согласно которому полимерный субстрат очищают с помощью химических реагентов, промывают водой. Затем обрабатывают водным раствором олова, отмывают от избытка соли водой и обрабатывают водным раствором соли серебра в присутствии восстановителя. При этом получают тонкий слой, содержащий наночастицы серебра. Полученный слой стабилизируют в растворе, содержащем хлориды золота или платиновых металлов, промывают и сушат на воздухе (патент США №6224983, опубл. 01.05.2001).
Недостатком способа является высокая стоимость полученного материала, использование химических восстановителей в процессе получения, из-за чего процесс оказывается нестабильным.
Ближайшим аналогом заявляемого способа является способ жидкостной обработки кожевенного полуфабриката, включающий процессы жирования и антимикробной обработки с расходом антимикробного препарата до 4% от массы полуфабриката. В качестве антимикробного препарата используют оксидифенил - 1,5-2,0%, 2,4,5-трихлорфенол- 0,75-1,0% или ингибитор древесно-смоляной 3-4%. Продолжительность обработки 2-3 часа при жидкостном коэффициенте (ЖК) - 1 и температуре 45-50°С («Единая методика производства юфти обувной и шорно-седельной хромсинтанотаннидного дубления из шкур крупного рогатого скота для поставки по Госзаказу». М.: ЦНИИТЭИ Легпром, 1987 г.).
Недостатком способа является высокий расход антимикробного препарата и узкий спектр его действия.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение и расширение спектра действия биоцидных обработок и сокращение расхода препарата.
+
Поставленная задача решается за счет того, что биоцидную обработку кожевенного полуфабриката осуществляют нанесением на него водной композиции, содержащей 0,035-0,09 г/л катамина АБ и иодида калия, взятых в соотношении 10:1, и 0,03-0,06 г/л препарата наноразмерных частиц серебра в виде водной дисперсии с концентрацией по Ag 0,15-1,5 мас.%, pH 8-9, размером наночастиц 5-20 нм, и максимальной оптической плотностью в области длин волн 315-540 нм, с жидкостным коэффициентом, равным 2, при этом компоненты композиции наносят одновременно или последовательно с интервалом 5 минут.
2
2
Антимикробную обработку осуществляют или при последней водной промывке полуфабриката в барабане при жидкостном коэффициенте (ЖК) - 2, или путем нанесения биоцидной композиции на лицевую поверхность полуфабриката на распылительном агрегате, или импрегнированием на проходной валичной машине с расходом 90-120 г/мна полуфабрикат из свиного сырья и 100-120 г/м на полуфабрикат из крупного рогатого скота.
Способ осуществляют следующим образом.
Кожевенный полуфабрикат, предназначенный для подкладки обуви из сырья крупного рогатого скота или свиного, после процессов крашения, жирования и 1-й промывки, на стадии 2-й промывки обрабатывают водной композицией биоцидного препарата, включающего водную дисперсию наноразмерных частиц серебра с концентрацией 0,03-0,06 г/л в биоцидном препарате, считая на сухой остаток и водный раствор катамина АБ и иодида калия при соотношении 10:1 с концентрацией 0,035-0,09 г/л в биоцидном препарате, считая на сухой остаток препарата. Обработку проводят при температуре 30°С в течение 10 мин. Затем после пролежки и отжим - разводки полуфабрикат сушат в свободном состоянии до влажности 14-16% в соответствии с методикой производства кожи для подкладки обуви.
Возможно нанесение биоцидной композиции на лицевую поверхность кожевенного полуфабриката методом распыления или импрегнированием на проходной валичной машине с последующими вылеживанием и сушкой до влажности 14-16%.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
+
Пример 1. Обработку кожевенного хромового полуфабриката выполняют в подвесном барабане при ЖК - 2 и температуре 30°С. После крашения, жирования и первой промывки воду сливают. На стадии 2-й промывки в барабан с полуфабрикатом заливают воду до ЖК - 2 и вводят водную дисперсию наноразмерных частиц серебра с концентрацией по Ag 0,15 мас.% и pH 8-9 до концентрации 0,03 г/л. Вращение барабана осуществляют 5 мин, после чего вводят водный раствор катамина АБ и иодида калия до общей концентрации биоцидного препарата 0,11 г/л, считая на сухой остаток. Вращение барабана осуществляют еще 5 мин и производят слив. После пролежки и отжим-разводки полуфабрикат сушат в свободном состоянии до влажности 14-16%.
Пример 2. Обработку кожевенного полуфабриката выполняют в барабане при ЖК - 2, температуре 30°С. В барабан с полуфабрикатом заливают воду до ЖК - 2 и вводят последовательно водную дисперсию наноразмерных частиц серебра с концентрацией Ag+1,5 мас.% до концентрации 0,06 г/л и водную систему катамин АБ + иодид калия до общей концентрации биоцидных компонентов в растворе 0,15 г/л, считая на сухой остаток. Вращение барабана осуществляют 10 мин, затем сливают как в примере 1.
2
2
Пример 3. Обработку кожевенного полуфабриката производят на валичной машине импрегнированием биоцидной композицией, содержащей 0,03 г/л препарата наноразмерных частиц серебра с концентрацией Ag+ 0,15 мас.%, водную систему катамин АБ и иодид калия с концентрацией 0,035 г/л. Расход для полуфабриката из крупного рогатого скота - 100-120 г/м. Расход для полуфабриката из свиного сырья 90-100 г/м. Время импрегнирования 2 мин. Температура 30°С. Дальнейшую обработку проводят в соответствии с примером 1.
Исследования антимикробных свойств проводились на образцах материалов, содержащих в структуре наночастицы серебра и кластера катамина АБ с йодистым калием.
4
2
Использовались штаммы бактерий Staphylococcus aureus и Escherichia coli, которые наносились на образцы из расчета 10 КОЕ на 1 см площади. Образцы с повышенной влажностью 90% помещались в термостат при 37°C на 2 и 7 суток. После высевания с плотной питательной средой TSA (триптиказо-соевый агар) пробы инкубировались 48 ч при 37°С.
Результаты представлены в таблице.
Таблица
Сравнительная характеристика биоцидной активности кожи для подкладки обуви, обработанной составами.
Пример
Количество состава масс, % (активной части) введенного в кожевенный полуфабрикат
Содержание тест-культур бактерий на образцах кожи, КОЕ на 1 см
Staphylococcus aureus
Escherihia coli
2 сутки
7 сутки
2 сутки
7 сутки
1
0,039
не обнар.
не обнар.
не обнар.
не обнар.
2
0,066
не обнар.
не обнар.
не обнар.
не обнар.
3
0,003
не обнар.
не обнар.
не обнар.
не обнар.
Прототип: 2-оксидифенил 2,4,5-трихлорфенол ингибитор древесно-смоляной
1,5-2,00,75-1,03-4
200
100
100
50