PL220012B1

PL220012B1 - Sposób antybakteryjnego apreturowania tkanin w procesie ich prania

Info

Publication number: PL220012B1
Application number: PL397964A
Authority: PL
Inventors: Łukasz Rajski
Original assignee: Łukasz Rajski
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2015-08-31
Also published as: PL397964A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób antybakteryjnego apreturowania tkanin w procesie ich prania, znajdujący zastosowanie, zwłaszcza w pralniach przemysłowych, w odniesieniu do pościeli używanej w szpitalach, hotelach, pensjonatach, itp. oraz do odzieży roboczej. Znane są różne sposoby modyfikacji powierzchni tkanin czy włókien bawełnianych lub syntetycznych, polegające na pokrywaniu ich warstwą impregnatu nadającego im oczekiwane właściwości, na przykład własności antyseptyczne, wodoodporne bądź trudnopalne. Znane i od dawna wykorzystywane jest także antybakteryjne działanie srebra.

Z opisu patentowego PL 193 151 znany jest sposób wytwarzania bioaktywnych włókien poliestrowych zawierających w swojej strukturze biocyd w postaci preparatu przeciwgrzybowego - klotrymazolu czy ketonazolu i/lub preparatu przeciwbakteryjnego w postaci soli srebra. Preparat przeciwgrzybowy i/lub preparat przeciwbakteryjny miesza się w temperaturze 20-60°C przez co najmniej 10 minut z nośnikiem polimerowym tj. poliestrem, kopoliesterem oraz nośnikiem organicznym, takim jak węglan wapniowy lub węglan magnezowy. Do otrzymanej mieszaniny dodaje się włóknotwórczy poliester, a następnie całość stapia się w temperaturze 275-290°C formując włókna znanymi sposobami, przy czym zawartość biocydu w stopie wynosi co najmniej 0,01% wagowych. Z kolei, z opisu patentowego zgłoszenia wynalazku P.387686 znany jest sposób impregnacji tkanin roztworami zawierającymi nanocząstki srebra. Tkaniny modyfikuje się substancjami takimi jak kwas octowy i/lub roztwór wodorotlenku sodu z chlorkiem benzoilu i/lub roztworami polimerów takimi jak: poliakryloamid, poliwinylopirolidon, alkohol poliwinylowy, kwas poliakrylowy tak aby na powierzchni tkanin wprowadzić w miejsce grup -OH grupy funkcyjne przynależne do substancji modyfikującej lub zmniejszyć ilość powierzchniowych grup -OH i impregnuje się koloidem, który uzyskuje się poprzez redukcję soli srebrowej za pomocą borowodorku sodu lub kwasu cytrynowego, tak aby uzyskać roztwór koloidalny ₃ o zawartości od 100 do 2000 mg Ag/dm³, po czym z tkanin usuwa się wodę korzystnie poprzez suszenie gazem obojętnym. Znany jest również, z opisu patentowego US 7081139, sposób otrzymywania tkanin poliestrowych o właściwościach antybakteryjnych poprzez zanurzanie tkaniny w wodnym roztworze kwasu octowego zawierającego 2% chitozanu - poli(2-deoksy-2-aminoglukozy) przez 5-30 minut. Następnie tkaninę suszy się w 85°C w atmosferze azotu. Dodatkowo w celu poprawy właściwości biobójczych tak impregnowanych tkanin po etapie impregnacji w roztworze chitozanu, tkaninę zanurza się w 2% roztworze wodnym azotanu srebra lub siarczanu miedzi przez 30 minut, płucze się w wodzie i suszy w temperaturze 37°C przez 16 h. Z kolei opis patentowy US 20070243781 ujawnia sposób otrzymywania tkanin o właściwościach antybakteryjnych w wyniku prasowania włókien poliestrowych pokrywanych warstwą srebra (jonowego lub w postaci proszku) z włóknami poliestrowymi nie modyfikowanymi powierzchniowo. Z opisu patentowego US 20070154507 znane są włókna pokrywane mieszaniną o właściwościach antymikrobiologicznych składającą się z soli srebra takich jak chlorek srebra, bromek srebra, jodobromek srebra lub jodek srebra oraz polimerowego lepiszcza. Mieszanina do impregnacji tkanin zawiera według opisanego sposobu około 50% wody, halogenek srebra oraz hydrofilowy polimer taki jak żelatyna, kwas poliakrylowy, amid kwasu akrylowego, celulozę, alkohol poliwinylowy czy poliwinylopirolidon stosowany jako stabilizator jonów srebra. Mieszanina impregnująca może być wykorzystana według wynalazku do nadawania włóknom lub tkaninom właściwości antybakteryjnych wszystkimi znanymi metodami impregnacji tkanin (impregnacja powierzchniowa poprzez zanurzanie w roztworze impregnatu, spryskiwanie włókien lub tkanin, dodawanie impregnatu na etapie wytwarzania włókien). Z opisu patentowego WO 00/73552 znany jest sposób otrzymywania włókien oraz tkanin o właściwościach antybakteryjnych w wyniku dodawania do mieszaniny impregnującej, która zawiera polimery takie jak poliester, polipropylen, polietylen, poliamid, poliakryl, politereftalan etylenu, w szczególności politereftalan etylenu modyfikowany glikolem (PETG), srebra w postaci jonowej, bądź zeolitów srebra. Następnie włókna poddawane są obróbce termicznej i łączone pod wpływem temperatury z innymi włóknami poliestrowymi w celu otrzymania gotowych wyrobów o właściwościach antybakteryjnych. Z innego opisu patentowego US 6258455 znany jest sposób otrzymywania włókien oraz tkanin o właściwościach antybakteryjnych w wyniku impregnacji włókien octanowych środkiem antybakteryjnym - triklosanem. Następnie otrzymane włókna są przędzione z włóknami syntetycznymi takimi jak nylon, poliester w celu otrzymania gotowego wyrobu wykazującego właściwości antybakteryjne. Z kolei z publikacji Ślęzak i in. („POLIMERY W MEDYCYNIE”, 2005T.XXXV, Nr 2) znany jest sposób otrzymywania opatrunku membranowego z jonami srebra wykazującego właściwości antybakteryjne. Opatrunek ten jest zbudowany z trzech rodzajów termoplaPL 220 012 B1 stycznych włókien polimerowych, tworzących dwuwarstwową membranę. W pierwszej warstwie znajdują się włókna polietylenowe, których rdzeń jest hydrofobowy, a hydrofilowe powierzchnie zawierają zeolity srebra. Z publikacji Kulpiński i in. (E-Polymers, 2007 Nr 068 s. 1-12) znany jest sposób otrzymywania włókien celulozowych wykazujących zdaniem autorów właściwości antybakteryjne poprzez wprowadzenie do roztworu przędzalniczego tak różnorodnych dodatków jak nanokrzemionka, fluorowane polimery, srebro, czy siarczan baru. Srebro było wprowadzane do roztworu przędzalniczego zarówno w postaci wodnej dyspersji zawierającej nanocząstki, jak i poprzez bezpośrednie generowanie nanocząstek srebra w roztworze przędzalniczym.

Mankamentami znanych sposobów jest stosunkowo wysoki stopień ich skomplikowania, a przede wszystkim brak możliwości uzupełniania ilości srebra na tkaninie w trakcie jej eksploatacji, co sprawia, że własności te wraz z upływem czasu ulegają obniżeniu. Ostatnią fazą prania wodnego jest maglowanie/prasowanie wypranej tkaniny, realizowane zazwyczaj w temperaturze 180-230°C, w zależności od rodzaju tkaniny. W trakcie tego procesu następuje eliminacja większości bakterii na wypranej tkaninie. Stan ten nie jest jednak trwały, a w trakcie użytkowania na wypranych tkaninach szybko wzrasta ilość bakterii i grzybów. Stanowi to istotny problem, zwłaszcza w przypadku pościeli i ubrań roboczych eksploatowanych w szpitalach, zakładach opieki zdrowotnej, zakładach opiekuńczych dla osób starszych, hotelach, więzieniach, itp., bowiem ulegająca zwiększeniu ilość bakterii, zwłaszcza bakterii chorobotwórczych, w niekorzystny sposób sprzyja rozwojowi zakażeń i chorób, szczególnie u osób, których organizmy są osłabione.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wskazanego mankamentu.

Sposób antybakteryjnego apreturowania tkanin w procesie ich prania, w trakcie którego tkaniny podlegają praniu wstępnemu, praniu zasadniczemu, płukaniu z odwodnieniem, a następnie neutralizacji i/lub krochmaleniu i/lub zmiękczaniu, odwirowaniu końcowemu oraz suszeniu, maglowaniu lub prasowaniu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że tkaniny podczas etapu zmiękczania są traktowane mieszaniną preparatu zawierającego srebro koloidalne i/lub srebro jonowe oraz preparatu zmiękczającego zawierającego środki powierzchniowo czynne, tak aby mieszanina zawierała od 100 ₃ do 5000 mg Ag/dm³ i/lub tkaniny po etapie odwirowania są spryskiwane mieszaniną zawierającą srebro koloidalne i/lub jonowe, środki powierzchniowo czynne i/lub glicerynę i/lub skrobię roślinną i/lub poliwinylopirolidon i/lub polialkohol winylowy tak, aby mieszanina zawierała od 100 do 5000 mg ₃

Ag/dm³, przy czym wielkości cząstek srebra jest nie większa niż 100 nm, korzystnie poniżej 50 nm, po czym z tkanin usuwa się wodę w procesie suszenia oraz utrwala nanocząstki srebra na powierzchni tkaniny za pomocą wysokiej temperatury w procesie maglowania lub prasowania.

W objętym wynalazkiem procesie, po przeprowadzonym procesie prania zachodzi proces maglowania bielizny odwodnionej do wartości ok. 45% zawartości wilgotności resztkowej. Tkaniny poddane procesom prania oraz odwadniania są poddawane obróbce mechaniczno-termicznej w procesie maglowania lub prasowania wraz z immobilizacją nanocząstek srebra na tkaninie. Maglowanie lub prasowanie bielizny, w zależności od typu tkaniny, zachodzi w temperaturze ok. 1 80-230°C. Pod wpływem działania wysokiej temperatury odparowaniu ulega wodny rozpuszczalnik, natomiast cząsteczki nanosrebra zostaną „wprasowane” w tkaninę, a w przypadku stosowania srebra jonowego następuje redukcja srebra jonowego do srebra metalicznego, a więc nanocząstki srebra są wytwarzane in-situ.

Dzięki wykorzystaniu wynalazku tkaniny uzyskują właściwości bakteriobójcze i grzybobójcze, a właściwości te mogą być odnawiane w każdym cyklu prania/maglowania.

Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1. 5 kg suchej tkaniny bawełnianej poddano następującym procesom:

a) procesowi prania wstępnego w 15 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan, w temperaturze 70°C

b) procesowi prania z dezynfekcją w 15 l roztworu zawierającego 20 g środka dezynfekująco-wybielającego PENTA-ACTIV

c) procesowi 2-krotnego płukania w 15 l wody

d) procesowi płukania w 15 l roztworu zawierającego 4 g przeznaczonego do ostatniego płukania środka Tenapre Exquist oraz 15 000 mg srebra w postaci nanocząstek uzyskanego poprzez zmieszanie 14 l wody, 4 g środka Tenapre Exquist oraz 1 l roztworu wodno-glicerynowego (stosunek wody do gliceryny = 5:1) zawierającego srebro koloidalne o średniej wielkości cząstek 50 nm

e) procesowi suszenia

f) procesowi maglowania w temperaturze 200°C.

PL 220 012 B1

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP 334, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Z 24 godzinnej hodowli drobnoustrojów przygotowano zawiesinę o zawartości 10⁶ cfu/ml, którą następnie rozcieńczano 10-krotnie pożywką. W 2,5 ml tak przygotowanej hodowli umieszczano wyjałowioną promienia₂ mi UV tkaninę o powierzchni 7 cm². Po 1 h wytrząsania pobierano 1 ml zawiesiny i wykonywano seryjne rozcieńczenia w jałowej soli fizjologicznej. Następnie z przygotowanych rozcieńczeń pobierano po 0,1 ml wykonywano posiew powierzchniowy na płytki ze stałym podłożem YEPG (grzyby) lub TSA (bakterie). Po 24 godzinach inkubacji płytek w temperaturze 30°C (grzyby) lub 37°C (bakterie) zliczano kolonie na poszczególnych płytkach. Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanosrebrem powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów od 20 do 85%.

P r z y k ł a d 2. Suchą tkaninę bawełnianą w ilości 10 kg poddano następującym procesom:

a) procesowi prania wstępnego w 30 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan o temperaturze 70°C

b) procesowi prania zasadniczego w 30 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan o temperaturze 70°C

c) procesowi prania z dezynfekcją w 30 l roztworu zawierającego 40 g środka dezynfekująco-wybielającego PENTA-ACTIV

d) procesowi 2-krotnego płukania w 30 l wody

e) procesowi płukania w 30 l roztworu zawierającego 8 g środka Tenapre Exquist

f) procesowi suszenia

g) procesowi impregnacji nanocząstkami poprzez rozpylanie na powierzchni tkaniny roztworu ₃ zawierającego 500 mg Ag/dm³ w postaci nanocząstek o wielkości od 10 do 25 nm, skrobi roślinnej oraz poliwinylopirolidonu w ilości 2 litrów roztworu na 10 kg tkaniny bawełnianej

h) procesowi maglowania w temperaturze 180°C.

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP 334, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanosrebrem powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów do 90% (w zależności od typu badanego mikroorganizmu).

P r z y k ł a d 3. Suchą tkaninę bawełnianą w ilości 10 kg poddano następującym procesom: α) procesowi prania wstępnego w 30 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan o temperaturze 70°C

β) procesowi prania zasadniczego w 30 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan o temperaturze 70°C

χ) procesowi prania z dezynfekcją w 30 l roztworu zawierającego 40 g środka dezynfekująco-wybielającego PENTA-ACTIV

δ) procesowi 2-krotnego płukania w 30 l wody

ε) procesowi płukania w 30 l roztworu zawierającego 8 g środka Tenapre Exquist φ) procesowi suszenia

γ) procesowi impregnacji nanocząstkami poprzez rozpylanie na powierzchni tkaniny roztworu zawierającego 2000 mg Ag/dm³ w postaci cytrynianu srebra, skrobi roślinnej oraz poliwinylopirolidonu w ilości 1 litra roztworu na 10 kg tkaniny bawełnianej

η) procesowi maglowania w temperaturze 180°C.

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP 334, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Stwierdzano, że tkanina modyfikowana nanosrebrem powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów do 90% (w zależności od typu badanego mikroorganizmu).

P r z y k ł a d 4. Suchą tkaninę bawełnianą w ilości 5 kg poddano następującym procesom:

a) procesowi prania wstępnego w 15 l roztworu zawierającego 80 g środka piorącego Tenalan o temperaturze 70°C

b) procesowi prania z dezynfekcją w 15 l roztworu zawierającego 20 g środka dezynfekująco-wybielającego PENTA-ACTIV o temperaturze 75°C

c) procesowi 2-krotnego płukania w 15 l wody

PL 220 012 B1

d) procesowi płukania w roztworze uzyskanym poprzez zmieszanie 15 l wody, 6 g środka Tenapre Exquist oraz 6 g cytrynianu srebra

e) procesowi suszenia

f) procesowi impregnacji nanocząstkami poprzez rozpylanie na powierzchni tkaniny roztworu ₃ zawierającego 2000 mg Ag/dm³ w postaci cytrynianu srebra, skrobi roślinnej oraz PVA w ilości 0,5 litra roztworu na 5 kg tkaniny bawełnianej

g) procesowi maglowania w temperaturze 180°C.

Aktywność biologiczną otrzymanych tkanin badano na szczepach grzybów Candida albicans

ATCC 10231, Candida glabrata, DSM 11226, Candida tropicalis KKP 334, Saccharomyces cerevisiae JG, Saccharomyces cerevisiae JG CDR1 oraz bakterii Staphylococcus aureus ATCC 9763. Stwierdzono, że tkanina modyfikowana nanosrebrem powoduje zahamowanie wzrostu bakterii i grzybów do 90% (w zależności od typu badanego mikroorganizmu).

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób antybakteryjnego apreturowania tkanin w procesie ich prania, w trakcie którego tkaniny podlegają praniu wstępnemu, praniu zasadniczemu, płukaniu z odwodnieniem, a następnie neutralizacji i/lub krochmaleniu i/lub zmiękczaniu, odwirowaniu końcowemu oraz suszeniu, maglowaniu lub prasowaniu, znamienny tym, że w etapie zmiękczania tkaniny są traktowane mieszaniną preparatu zawierającego srebro koloidalne i/lub srebro jonowe oraz preparatu zmiękczającego zawierającego ₃ środki powierzchniowo czynne, tak aby mieszanina zawierała od 100 do 5000 mg Ag/dm³ i/lub tkaniny po etapie odwirowania są spryskiwane mieszaniną zawierającą srebro koloidalne i/lub jonowe, środki powierzchniowo czynne i/lub glicerynę i/lub skrobię roślinną i/lub poliwinylopirolidon i/lub polialkohol ₃ winylowy tak, aby mieszanina zawierała od 100 do 5000 mg Ag/dm³, przy czym wielkość cząstek srebra jest nie większa niż 100 nm, po czym z tkanin usuwa się wodę w procesie suszenia oraz utrwala nanocząstki srebra na powierzchni tkaniny za pomocą wysokiej temperatury w procesie maglowania lub prasowania.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wielkość cząstek srebra nie przekracza 50 nm.