TR202022202A2 - Bori̇k asi̇t i̇le daha ekonomi̇k ve ekoloji̇k anti̇bakteri̇yel teksti̇l materyali̇ üreti̇m yöntemi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş, antibakteriyel bitim işleminin nötralizasyon işlemi sırasında yapıldığı ve polyester esaslı iplik/kumaş gibi tekstil materyallerine antibakteriyel bitim işlemi maddesi olarak borik asitin uygulandığı bir antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME BORIK ASIT ILE DAHA EKONOMIK VE EKOLOJIK ANTIBAKTERIYEL TEKSTIL MATERYALI ÜRETIM YÖNTEMI Teknik Alan Bulus, polyester esasli iplik/kumas gibi tekstil materyallerine antibakteriyel bitim islemi maddesi olarak borik asitin uygulandigi bir antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi ile ilgilidir. Önceki Teknik Çevrede hemen her yerde bulunabilen mikroorganizmalar nem, besin ve sicaklik gibi temel gereksinimlerini karsilayabildikleri ortam bulduklarinda hizla çogalabilmektedir.

Tekstil ürünleri de içerdikleri ham madde, gözenekli yapilari ve kullanildiklari yerler açisindan mikroorganizmalarin yasamasi ve çogalmasi için uygun nem, sicaklik ve besin maddesi saglayan ortamlardir. Mikroorganizmalarin tekstil materyalleri üzerinde büyümesi ve çogalmasi birçok istenmeyen etkiler olusturmaktadir. Bu etkiler; - kumasta hos olmayan koku, - kumasin kullanim ömründe azalma, o görüntü ve renk bozukluklari, - kumasin mekanik mukavemetinde azalma, - patojen mikroorganizmalarin insanlar üzerinde enfeksiyona neden olmalari, olarak siralanabilmektedir.

Halihazirda polyester içerikli iplik/kumaslara dispers boyarmaddeler ile yapilan boyama isleminden sonra konvansiyonel olarak yüzeyde kalan boyarmadde moleküllerini parçalamak için NaOH + Hidrosülfit gibi bir indirgen ile redüktif yikama ve asetik asitle nötralizasyon yikamalari yapilmaktadir.

Hâlihazirda tekstil materyallerine antibakteriyel bitim islemleri çektirme, emdirme, kaplama ve püskürtme yöntemleri ile uygulanmaktadir. Antibakteriyel özellik anlasilacagi gibi ek bir islem adimi yapilarak tekstil materyallerine kazandirilabilmektedir. Yani su, enerji ve belirli bir zaman ihtiyaci duyulmaktadir. Bu durum ek bir maliyete sebep olmaktadir.

Antibakteriyel bitim islemlerinde en sik kullanilan kimyasal maddeler; triklosan, amonyum bilesikleri, kuaterner amonyum tuzlari, biguanid yapili bilesikler, gümüs ve çinko gibi metallerdir. Bununla beraber bu kimyasallarin çogu insanlar için toksik özellik göstermekte, alerji veya tahrise neden olabilmekte ve çevrede kolayca parçalanamamaktadir. Bu maddeler tekstil materyalinin görünümünü olumsuz olarak etkilememeli ve uygun maliyetli olmalidir. Ayrica antibakteriyel özellik kazandirilan tekstil ürünleri, giyen kisinin cildindeki patojen olmayan bakteri florasini öldürmemelidir.

Ayrica antibakteriyel bitim islemlerinde kullanilan bu kimyasallarin birim fiyatlari kismen yüksektir.

Yapilan ön patent arastirmasinda bulus konusu üretim yöntemine benzer bir patenet basvurusu bulunamamistir. Ayni teknik alanda yapilmis bazi patentlere ise asagida atiflar yapilmistir.

EP169757781 yayin numarali Avrupa Patenti, antimikrobiyal ajanlarla isleme tabi tutulan lifler ile ilgilidir. Selülozik olmayan lifler üzerinde mikroorganizmalarin gelisimini inhibe etmek için bir kompozisyon ile ilgili olup, kendiliginden çapraz baglanabilir bir reçine, bir katalizör, bir antimikrobiyal ajan ve su içerir. Tercih edilen sekliyle selülozik olmayan lifler polyester, poliamid, polipropilen, poliüretan ve selüloz asetattir. Tercih edilen sekliyle, kendiliginden çapraz baglanabilir reçine bir amino reçine, daha tercih edilen sekliyle üre ya da melaminle bir formaldehit kondensati, en çok tercih edilen sekliyle DMDHEU ya da DMDlVlEU'dur. Tercih edilen sekliyle, söz konusu katalizör magnezyum klorür, amonyum klorür, amonyum sülfat, formika asit, borik asit, fosforik asit, oksalik asidin amonyum tuzlari ya da en çok tercih edilen sekliyle poli(heksametilen biguanid) hidroklorürden seçilir.

CN yayin numarali patent basvurusu ise, tekstil kumasinin teknik alanina aittir ve özellikle tekstil kumasi için bir antibakteriyel madde hazirlama yöntemi ile ilgilidir. Hazirlama yöntemi, karistirilmis monomerin, bir baslaticinin etkisi altinda mikro küreler olusturmak üzere polimerizasyon için bir hammadde olarak kullanilmasini içerir; tetrabutil titanat, mikrokürelerin yüzeylerinde biriktirilecek nano titanyum dioksit olusturmak için belirli etki altinda reaksiyon Için bir baz malzeme olarak kullanilir; oleik asit, ambalajlama için kullanilir, böylece dagilim iyilestirilir; gözenekli yüzeyleri ve içi bos iç kisimlari olan yüksek aktiviteli titanyum dioksit partikülleri, kalsine etme yoluyla olusturulur, böylece yapisma adsorptivitesi iyilestirilir ve antibakteriyel performans iyilestirilir; bor elementli antiba kteriyel madde, trietanolamin ve borik asit ile reaksiyona girerek olusturulur, gözenekli partiküllerin yüzeylerine asilanir ve içi bos kisimlarda adsorbe edilerek antibakteriyel performans artirilirken antibakteriyel süre uzatilir.

Bulusun Amaci Bulusun ana amaci, polyester iplik ve kumas gibi materyallere borik asit ile kazandirilan antibakteriyel özellik, asetik asitle yapilan nötralizasyon islemi esnasinda çektirme yöntemine göre verildigi Için klasik yöntemle yapilan antibakteriyel bitim islemlerine göre ek bir islem adimi gerektirmemesidir. Bu sayede su, enerji, zaman ve kimyasaldan tasarruf saglanmistir.

Bulusun bir diger amaci, borik asidin antiseptik, antibakteriyel, ferahlatici, rutubet ve kötü koku olusumunu engelleme özelliklerinden faydalanilarak polyester esasli iplik/kumas gibi materyallere antibakteriyel özellik kazandirilmasidir.

Bulusun bir diger amaci, en zengin kaynaklari Türkiye'de bulunan bor minerallerinin tekstil alaninda antibakteriyel bitim islemlerinde kullanilan konvansiyonel materyallere alternatif olarak tercih edilebileceginin tespit edilmis olmasidir. Ayrica borik asit ile yapilan antibakteriyel bitim islemi, konvansiyonel olarak kullanilan kimyasallari ile yapilan antibakteriyel bitim islemlerine göre daha ekolojiktir.

Bulusun bir diger amaci, antibakteriyel bitim islemlerinde konvansiyonel olarak kullanilan maddelere oranla borik asitle yapilan islemin maliyetinin daha düsük olmasidir.

Sekillerin Açiklamasi Sekil 1, konvansiyonel dispers boyama ve antibakteriyel bitim islemi uygulanmak istenirse uygulanacak islem adimlarini gösteren proses akis semasidir (Önceki Teknik).

Sekil 2, bulus konusu yönteme ait islem adimlarini gösteren proses akis semasidir.

Bulusun Detayli Açiklanmasi Sekil 1, önceki teknige ait proses akis semasi olup, konvansiyonel dispers boyama ve antibakteriyel bitim islemi uygulanmak istenirse uygulanacak islem adimlarini göstermektedir.

Sekil 2 ise bulus konusu yönteme ait islem adimlarini gösteren proses akis semasidir.

Bulus konusu yöntemin, önceki teknikte uygulanan yönteme göre en önemli teknikfarki; polyester iplik ve kumas gibi materyallere borik asit ile kazandirilan antibakteriyel özellik, asetik asitle yapilan nötralizasyon islemi esnasinda çektirme yöntemine göre verildigi için klasik yöntemle yapilan antibakteriyel bitim islemlerine göre ek bir islem adimi gerektirmemesidir. Bu sayede su, enerji, zaman ve kimyasaldan tasarruf saglanmistir.

Bulus konusu üretim yöntemi sayesinde proses sayisi 5'den 4'e düsürülmüs olup, bulus konusu yöntemde nötralizasyon ve antibakteriyel bitim Islemleri ayni proses içinde gerçeklestirilmektedir.

Bulus konusu yöntemde kullanilan kimyasal maddelerin özellikleri ve görevleri asagida verilmistir.

Rucogal Star: Disperge edici ve egalize etme özelliklerine sahip kimyasal maddedir.

Dispers boyama isleminde yardimci kimyasal olarak kullanilmaktadir.

Asetik Asit: Asetik asit veya etanoik asit CH3COOH formüllü bir organik asittir, sirkeye eksi tadini ve keskin kokusunu vermesiyle bilinir. Suda tamamen çözünür. Tekstil terbiye ve boyama islemlerinde çözelti pH' ini ayarlamak için kullanilmaktadir.

Dispers Boyarmadde: Polyester esasli tekstil materyallerinin boyanmasinda kullanilmaktadir. Dispers boyar maddeleri, polyester Iifleri üzerinde uygun haslik degerlerine ve yeterli renk paletine sahiptir.

Roge Con M-Fas: Redüktif yikama isleminde polyester materyalinin üzerinde kalan boyarmadde moleküllerini parçalayabilmek için kullanilan indirgen özellikli kimyasaldir.

NaOH: Kostik ve kostik soda olarak da bilinen sodyum hidroksit, NaOH formülüne sahip bir inorganik bilesiktir. Suda kolaylikla çözünür ve yumusak kaygan ve sabun hissi veren bir çözelti olusturur. Çözeltilerin pH' ini ayarlama için kullanilmaktadir.

Borik Asit: Borik asit, (borasis asit ya da ortoborik asit olarak da adlandirilir) borun zayif bir asididir. Kimyasal formülü H3803 seklinde yazilir ve beyaz toz halinde suda çözünebilir formda bulunur. Borik asit, kolemanit cevheri ile sülfürik asidin veya boraks ile bir mineral asidin reaksiyona girmesi ile elde edilir. Antibakteriyel özellik kazandirmak için kullanilmistir.

Bulus konusu yönteme ait proses adimlari asagida sirasiyla açiklanmistir. o Konvansiyonel olarak polyester esasli materyallere yapilan dispers boyarmadde ile boyama isleminden hemen sonra redüktif yikama islemi yapilmistir. Islem 80 0C ve 20 dakika sürmüstür. Daha sonra kazan bosaltilmistir. o Redüktif yikamadan sonra kazana yeni su alinip nötralizasyon islemi yapilmistir. 0 Nötralizasyon islemi esnasinda materyal (iplik/kumas) agirligina göre % 2 konsantrasyonda borik asit nötralizasyon çözeltisine eklenmis ve asetik asit ile çözelti pH'i 5'e ayarlanmistir. Hazirlanan çözelti 10 dakika boyunca 1000 devir/dakika hizla karistirilmistir. - Çözelti karistirildiktan sonra ana kazana transfer edilmistir. 0 Ana kazandaki çözeltinin sicakligi 2 0C/dk sicaklik artisiyla 40 0C' ye ayarlanmistir. Materyaller borik asitli çözeltiyle 20 dakika isleme tabi tutulmustur. 0 Kazan bosaltilmis ve yikama yapilmamistir. Daha sonra materyal kumas ise 100-180 0C'de 1-2 dakika bekletilmesi, iplik ise önce santrifüj sonra da RF kurutma islemi uygulanmistir. Üretimin antibakteriyel özellik saglamasi için nötralizasyon ve antibakteriyel bitim Bulus konusu yötemin uygulanmasi sirasinda dikkate edilecek diger konular asagida açiklanmistir.

- Ortamin pH'inin dikkatle kontrol edilmesi gerekmektedir. pH ayarlamasi borik asit eklendikten sonra pH 5 olacak sekilde ayarlanmalidir. o Karistirma kazaninda borik asit içerikli çözelti 1000 devir/dk hizda 10 dakika karistirilmalidir.

- Sicaklik ve süre dikkatle ayarlanmali ve artis hizi sabit tutulmalidir.

- Islem sonunda kazan yikama islemi yapilmadan bosaltilmalidir. Materyale uygun makinada (Ramöz, RF kurutucu) kurutma ve fikse islemleri uygulanmalidir.

Bulusumuzda uygulanan yöntem haricinde borik asit ile antibakteriyel bitim islemi polyester içerikli kumaslara emdirme, kaplama ve püskürtme yöntemleri ile kazandirilabilir. Ayrica emdirme ve çektirme yöntemlerinde çapraz baglayici eklenerek antibakteriyel özelligin yikama dayanimi arttirilabilir.

Ayrica pamuk, viskon, poliamid vb. içerikli kumaslara da emdirme, çektirme, kaplama ve püskürtme yöntemleri kullanilarak borik asit ile antiba kteriyel özellik kazandirilabilir.

Borik asit ile yapilan antimikrobiyal bitim islemi çalismasinin ASTM E-2149 standardina göre sonucu karsilastirildiginda her iki kimyasalinda gram negatif E. Coli ve gram pozitif S. Aureus bakterilerine karsi iyi seviyede antibakteriyel özellik gösterdigi sonucuna varilmistir. Bakteri azalma orani E. Coli bakterisinde % 72.34 ve S. Aureus bakterisinde ise % 100 olarak elde edilmistir. Borik asit kimyasalinin bakteriyostatik özellikte oldugu tespit edilmistir. Ayrica uygulanan islemlerin materyallerin performans testleri üzerinde de herhangi bir olumsuz etkisinin olmadigi tespit edilmistir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Polyester materyallerinin dispers boyarmaddeleri ile boyanmasi, redüktif yikama, nötralizasyon, kurutma ve fikse islemlerini içeren, polyester esasli iplik/kumas gibi tekstil materyalleri için antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi olup, özelligi; - Antibakteriyel bitim isleminin nötralizasyon islemi sirasinda yapilmasi ve antibakteriyel bitim islemi maddesi olarak nötralizasyon çözeltisine borik asit eklenmesidir. Istem 1'e göre antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi olup, özelligi; nötralizasyon islemi esnasinda materyal (iplik/kumas) agirligina göre %2 konsantrasyonda borik asitin nötralizasyon çözeltisine eklenmesi ve asetik asit ile çözeltinin pH degerinin 5'e ayarlanmasidir. Istem 1'e göre antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi olup, özelligi; hazirlanan çözeltinin 10 dakika boyunca 1000 devir/dakika hizla karistirilmasi ve çözelti karistirildiktan sonra bir ana kazana transfer edilmesidir. Istem 1'e göre antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi olup, özelligi; ana kazandaki çözeltinin sicakliginin 2 ÜC/d k. sicaklik artisiyla 40 0C' ye ayarlanmasi ve materyallerin borik asitli çözeltiyle 20 dakika isleme tabi tutulmasidir. Istem 1'e göre antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi olup, özelligi; ana kazanin bosaltilmasi ve yikama yapilmamasi, daha sonra tekstil materyali kumas ise 100-180 ÜC'de 1-2 dakika bekletilmesi, iplik ise önce santrifüj sonra da RF Istem 1'e göre antibakteriyel tekstil materyali üretim yöntemi olup, özelligi; üretimin antibakteriyel özellik saglamasi için nötralizasyon ve antibakteriyel bitim isleminde pH'in 5, sürenin 20-40 dakika ve sicakligin 40-80 OC arasinda olmasidir.