СПОСОБ ПРИДАНИЯ МАТЕРИАЛУ ДЛЯ СПОРТИВНОЙ ОБУВИ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ
METHOD FOR IMPARTING ANTIBACTERIAL PROPERTIES TO THE SPORT FOOTWEAR MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к способам придания материалу для спортивной обуви антибактериальных свойств, при котором обрабатывают материал антибактериальным составом и может быть использован при производстве спортивной обуви.
Уровень техники
К текстильным материалам, используемым для создания спортивной одежды, в том числе спортивной обуви, предъявляется ряд требований, среди которых особое место занимают - биоцидные свойства.
Биоцидная отделка (БиО) — это химическая и физическая отделка волокон биоцидными средствами, придающими ткани антимикробные противоаллергические и противогрибковые свойства.
Главной целью защиты биоцидной отделки является выполнение гигиенической функции: предотвращение возникновения неприятного запаха, вызываемого продуктами жизнедеятельности бактерий, и профилактика транзита (попадания) микроорганизмов на кожу человека.
Из уровня техники известен способ придания материалу антибактериальных свойств, при котором обрабатывают текстильный материал антибактериальным составом, осуществляют сушку, см. патент на изобретение № 2619704, опубликован 17.05.2017.
Данный способ является наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату и выбран за прототип предлагаемого изобретения.
Недостатком этого прототипа является невысокий антибактериальный эффект у материала.
Раскрытие изобретения
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить способ придания материалу для спортивной обуви антибактериальных свойств, позволяющий, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить повышение антибактериального эффекта у материала для спортивной обуви, что и является поставленной задачей.
Для достижения этой цели
обрабатывают материал раствором препарата Катамин АБ в концентрации 4,0-6,0 г/л,
производят обработку в течение не менее 10 минут,
отжимают «вручную», после чего
сушат на воздушной сушилке при температуре цеха в течение не менее 24 часов
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность значительно повысить наличие антибактериального эффекта у текстильного материала, что подтверждено испытаниями.
Существует преимущественный вариант исполнения данного устройства, при котором дополнительно используют цепное ширильное поле для операций сушки.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность сокращение габаритов установки для реализации способа.
Осуществление изобретения
Способ придания материалу для спортивной обуви антибактериальных свойств осуществляют следующим образом:
Этап 1.
Обрабатывают материал раствором препарата Катамин АБ в концентрации 4,0-6,0 г/л.
Этап 2.
Производят обработку в течение не менее 10 минут.
Этап 3.
Отжимают «вручную», после чего
Этап 4.
Сушат на воздушной сушилке при температуре цеха в течение не менее 24 часов.
Дополнительно используют цепное ширильное поле для операций сушки.
Промышленная применимость
Способ придания материалу для спортивной обуви антибактериальных свойств может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивают реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.
В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец способа придания материалу для спортивной обуви антибактериальных свойств.
В исследованиях 1-го этапа на основании анализа литературных данных были определены требования к текстильным материалам для спортивной одежды и обуви: гигиенические, комфортные, специальные антимикробные и антигрибковые.
Выявлено, что гигиеническая оценка материалов для спортивной одежды и обуви включает следующие показатели: тепловое сопротивление, суммарная влагопроводность, гигроскопичность, воздухопроницаемость; напряженность электростатического поля на их поверхности. Гигиеническая оценка изделий из синтетических материалов обязательно включает санитарно-химическое исследование, предусматривающее определение степени возможного вреда выделяющихся веществ для организма спортсмена в процессе носки.
Выявлено, что для оценки стойкости и сопротивляемости материала к образованию колоний бактерий на его поверхности отечественными и зарубежными учреждениями, аккредитованными на этот вид испытаний, используются разные методики.
Проанализированы применяемые методики для определения биоцидных свойств материалов.
Проведен анализ оборудования для заключительных операций отделки ткани периодическим и непрерывным способами в аппретурном цехе.
Выбраны аппретурно-отделочные линии, предназначенные для пропитки растворами химических препаратов, придающие защитные антимикробные и антигрибковые свойства текстильным материалам.
Отделочная линия для непрерывного способа отделки включала следующие основные механизмы для обработки ткани:
- плюсовка для пропитки тканей растворами эффективных химических препаратов для придания антимикробных и антигрибковых свойств,
- цепное ширильное поле для операций сушки.
Для отделки периодическим способом использовалась ванна для обработки растворами препаратов и текстильно-вспомогательных веществ, отжим и сушка.
Был проведен анализ химических препаратов для придания бактерицидных свойств представленным образцам текстильных материалов, применяемым для создания спортивной одежды и обуви.
Проанализированные свойства химических препаратов и реагентов, предлагаемые фирмами, могут обеспечить придание специальных бактерицидных свойств.
В результате проведенного сравнительного анализа аналоговых препаратов для придания текстильным материалам защитных свойств для проведения исследований в лабораторных условиях был использован для придания антигрибковых свойств препарат Катамин АБ ф. ООО НПК «Изомер» (г. Дзержинск).
Проведены лабораторные исследования по определению технологических параметров антигрибковой отделки на следующих образцах текстильных материалов:
Полотно Mi CARBON SIX.
Состав: NY (найлон, полиамид) – 76%, EL (эластан, ПУ) – 20%, CARBON (углеродное волокно) – 4%.
Плотность 175 г/м².
Ширина 155 см.
Цвет 023751 (желтый).
Установленная оптимальная концентрация препарата Катамин АБ для антигрибковой отделки материала для стелек спортивной обуви составила 5,0 г/л.
Образцы после бактерицидных отделок и стирок в лабораторных условиях были переданы ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» для определения их бактериостатичности.
На основании проведенных исследований были разработаны ориентировочные технологические режимы специальных бактерицидных отделок для апробации их в производстве: антимикробной и антигрибковой отделок.
На основании полученных результатов исследований бактериостатических свойств образцов текстильных материалов с БиО (биоцидной) отделкой ориентировочных технологических режимов по приданию антимикробных и антигрибковых свойств, был проведен выпуск опытных партий текстильных материалов в производственных условиях заявителя.
Для выпуска в производственных условиях опытных партий текстильных материалов со специальными свойствами предприятием ООО «ОТК» были предоставлены следующие материалы:
- текстильный материал арт. «Шелд», колорированный набивной грунтовой печатью, для спортивной одежды;
- гладкокрашенный текстильный материал для спортивной обуви арт. «MI Carbon SIX».
От готовых текстильных материалов опытных партий с биоцидными свойствами были отобраны образцы для определения полученных специальных антимикробных и антигрибковых свойств до и после стирок.
Условия стирок
Образцы готовых текстильных материалов опытных партий подвергали пяти стиркам при температуре 40°C в течение 30 минут раствором, содержащим, г/л:
Сода кальцинированная
3,0
Мыло детское
6,0
После каждой стирки образцы промывали:
- теплая вода 40°C в течение 1 минуты;
- дистиллированная вода 10 минут (смена через 3 минуты).
Отжим осуществляли на лабораторной плюсовке.
Сушили образцы после каждой стирки в термошкафу при температуре 100°C в течение 15 минут.
Для обработки текстильного материала гладкого крашения для спортивной обуви арт. «MI Carbon SIX», предназначенного для изготовления стелек обуви был приготовлен раствор отечественного препарата «Катамин АБ» (ф. ООО НПК «Изомер», г. Дзержинск) в концентрации 5,0 г/л Модуль пропиточной ванны составлял m=1:30. Модуль пропиточной ванны – это отношение веса текстильного материала к объему раствора.
Текстильный материал в течение 10 минут обрабатывали в приготовленном растворе и отжимали «вручную». После чего следовала сушка на воздушной сушилке при температуре цеха в течение 24 часов.
Определения бактериостатичности текстильных материалов опытных партий было проведено в отношении трех контрольных микроорганизмов Escherichia coli АТСС 11229, Staphylococcus aureus ATCC 6538P, Candida albicans АТСС 10231.
В отношении бактерии Candida albicans АТСС 10231 были проведены испытания гладкокрашеного текстильного материала арт. «MI Carbon SIX» для спортивной обуви с антигрибковыми свойствами до (обр.3) с лицевой и изнаночной сторон.
Исследования биоактивных свойств образцов опытных партий проводили методом аналогичным для лабораторных образцов.
Зона подавления роста (лишенная) бактерий рассчитывалась по формуле:
мм
H = (D-d)/2,
D - общий диаметр испытуемого образца и зоны подавления роста, мм;
d – диаметр испытуемого образца = 20 мм.
В связи с тем, что антибактериальная активность ткани испытывалась в трех повторностях, рассчитывалась средняя величина зоны подавления роста и диаметр испытуемого образца по вышеприведенной формуле, а также подавления или разряжения роста бактерий в зоне контакта между агаром и испытуемым экземпляром и при наличии подавления роста бактерий вокруг образца.
В стандарте ГОСТ ИСО 20645-2014 представлено описание антибактериального эффекта по оценке «хороший эффект», который наблюдается, когда зона подавления роста превышает 1 мм, от 0-1 мм, 0 мм.
Результаты измерения ширины зоны подавления роста бактерий Candida albicans АТСС 10231 под образцом и около края образца (Н мм) с лицевой и изнаночной сторон текстильных материалов с антимикробными свойствами (использовали материал арт. «MI Carbon SIX») представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты антибактериальной активности образцов текстильных материалов опытных партий
Штаммы микроорганизмов
Сторона образца
Образец(для стелек спортивной обуви)
Candida albicansАТСС 10231
лицевая
6,7 - Хороший эффект
изнаночная
6,7 - Хороший эффект
Из результатов микробиологических исследований, представленных в таблице 1, следует, что в отношении микроорганизма Candida albicans АТСС 10231 хороший эффект проявляется у образца текстильного материала с антигрибковой отделкой как с лицевой, так и с изнаночной сторон, что и показывает, что так как именно образец и был обработан согласно предлагаемому способу, то в данном изобретении достигнута поставленная задача – повышение антибактериального эффекта у текстильного материала для спортивной обуви.