Способ получения окрашенных текстильных материалов, обработанных гидрозолем катионов серебра, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств
Изобретение относится к области медицины. Описан способ получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, включающий последовательное получение водного состава модифицирующего препарата, включающего катионы серебра, эмульгатор, восстановитель катионов серебра из группы органических пищевых кислот и стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера, и его нанесение на окрашенную поверхность текстильных материалов путем их пропитки. Техническим результатом настоящего изобретения является получение окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств за счет повышения качества получения водного состава модифицирующего препарата с заданными параметрами его физико-химических свойств и управления концентрацией стабилизированного состава гидрозоля катионов серебра при его нанесении на окрашенную поверхность текстильных материалов. 1 з.п. ф-лы, 9 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области стабилизации тканых и нетканых текстильных материалов на основе синтетических волокон и их смесей, в частности к способам использования гидрозоля катионов серебра для получения текстильных материалов с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств и может найти применение в той области техники, которая предъявляет особенно повышенные требования к стабилизации окрашенных тканей и полимеров (пленки, волокна и т.д.) против совместного действия термофотоокислительной деструкции, бактерицидного и токсического действия окружающей среды.
Комплексное воздействие солнечного света и искусственных источников ультрафиолетового (УФ) излучения с часто возникающим неблагоприятным состоянием окружающей среды на текстильные материалы вызывает фотохимическую деструкцию волокон, красителей, отделочных препаратов, применяемых в различных условиях агрессивного техногенного и природного воздействия окружающей среды при нарастающей угрозе микробиологического и токсического воздействия.
Фотохимическая деструкция материалов под воздействием микробиологического и токсического их загрязнения сопровождается понижением механической прочности материала, потерей окраски, уменьшением срока службы.
К тому же, проявляющийся указанный негативный комплекс старения применяемого человеком материала в условиях его длительной эксплуатации способствует активному проявлению инфекционных и кожно-аллергических заболеваний.
Степень деструкции текстильных материалов от воздействия агрессивных факторов окружающей среды в значительной мере зависит от природы волокон и структуры текстильного материала.
В настоящее время для улучшения качества жизни людей, широко применяющих в социальной среде изделия различного назначения из отечественных тканых и нетканых текстильных материалов, важное место отводится швейным изделиям, обладающим антимикробными свойствами, позволяющим снизить риск возникновения или смягчить протекание инфекционного процесса. Предлагается такие изделия обрабатывать бактерицидными композициями или изготавливать из текстильных материалов, предварительно модифицированных бактерицидными композициями [патенты на изобретения: SU 1164345, опубл. 30.06.1986; RU 2159825, RU №2135262, B01D 39/08, опубл. 27.08.1999, опубл. 27.11.2000; RU 2178029, опубл. 10.01.2002; RU 2182614, опубл. 20.05.2002; RU №2256675,, опубл. 20.07.2005; RU 2288983, опубл. 10.12.2006; RU №2337716, опубл. 10.11.2008; RU 2456995, опубл. 27.07.2012].
Из общего числа технических решений авторам известны технические решения получения текстильных материалов, обладающих только отдельными свойствами, в частности: светостабилизирующими и антимикробными свойствами, имеющих свои недостатки, с которыми применение обработанных текстильных материалов на практике приводит к их существенному ограничению.
Проведенный анализ технических решений получения текстильных материалов с заявляемыми свойствами, а именно одновременно обладающими светостабилизирующими, антимикробными и антитоксическими свойствами, в настоящее время отсутствует, по целому ряду нерешенных научно-технических и технологических задач.
Ниже приводится краткое описание технических решений выявленных аналогов и прототипа получения текстильных материалов, обладающих отдельно светостабилизирующими и антимикробными свойствами с указанием их основных недостатков.
Известно, что окрашенные текстильные материалы могут изменять свой цвет при действии на них солнечного облучения в результате фотодеструкции красителей или самого материала, в котором распределен краситель.
Под фотодеструкцией красителя понимают все необратимые или труднообратимые физические и химические превращения, приводящие к нежелательным изменениям свойств красителей, прежде всего спектральных.
Фотохимическое поведение красителей изменяется в зависимости от изменений их спектральных (спектр поглощения) свойств, зависящих, прежде всего от химического строения красителей, химической и физической природы среды, в которой они распределены.
Все красители, используемые для окраски текстильных материалов, за исключением нескольких неорганических пигментов, под воздействием солнечного света более или менее сильно меняют свой цвет. Некоторые органические пигменты обнаруживают хорошую светостойкость, но плохую атмосферную стойкость.
Для предотвращения фотодеструкции применяемых красителей текстильных материалов, вызываемой необратимые или труднообратимые физические и химические превращения, приводящие к нежелательным изменениям свойств красителей, прежде всего спектральных, в настоящее время применяются светостабилизаторы (фотостабилизаторы).
Известно, что светостабилизаторы относятся к группе веществ (ингибиторам старения), тормозящим старение различных материалов, в том числе полимеров, нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси.
Светостабилизаторами служат вещества способные поглощать ультрафиолетовый свет (например сажа), или тормозить фотоокислительную деструкцию, вызываемую одновременным действием света и кислорода (производные бензофенона, эфиры салициловой кислоты и др.).
Как правило, светостабилизаторы используются для улучшения свето- и атмосферостойкости материалов.
Светостойкость окрашенного текстильного материала определяется способностью системы пигмент-материал сохранять исходный цвет при воздействии солнечного света.
Атмосферостойкость определяется, как способность окрашенного материала противостоять одновременному или раздельному воздействию солнечного света и атмосферных факторов, таких как влажность, атмосферный кислород, загрязнения. То есть светостойкость и атмосферостойкость характеризуют устойчивость окрашенного материала к погодным условиям в совокупности с влажностью, поскольку влажность обычно является одним из важнейших атмосферных параметров [Г.Е. Кричевский «Фотохимические превращения красителей и светостабилизация окрашенных материалов», Москва, изд. «Химия», 1986 г.].
В соответствии с выполняемыми функциями различают 2 типа светостабилизаторов:
- УФ-поглотители;
- светостабилизаторы на основе замещенного амина (ССЗА).
УФ-поглотителями являются следующие химические соединения: бензотриазолы; бензофеноны; цианоакрилаты; эфиры фенилсалициловой кислоты.
Различные химические соединения могут отличаться по поглощению определенных длин волн, и, следовательно, по областям использования. УФ-излучение обычно подразделяют на три диапазона: диапазон А (от 315 до 400 нм); диапазон В (от 280 до 315 нм); диапазон С (от 100 до 280 нм).
УФ-поглотители поглощают излучение, инициирующее начальную стадию образования радикалов в колоранте, в то время как светостабилизаторы на основе замещенного амина (ССЗА) дезактивируют любые радикалы до того как они начинают реакцию в полимерной цепи.
Совмещение УФ-поглотителей с ССЗА приводит к явлению синергии, т.е. общий эффект от их совместного действия превышает суммарный эффект каждого из отдельности [Г.Е. Кричевский «Светостойкость окрашенных текстильных изделий», Москва, изд. «Легкая индустрия», 1975 г.].
Проведенный анализ эффективности применения существующих типов светостабилизаторов показал, что выпускаемые в настоящее время промышленность светостабилизаторы в основном направлены на модификацию полимерных материалов. Содержание стабилизатора в полимере составляет в большинстве случаев 0,1-3,0%. При одновременном применекнии нескольких светостабилизаторов (обычно 2-3) часто наблюдается взаимное усиление их эффективности, т.н. синергизм.
Разрушение полимера под действием солнечных лучей (фотодеструкция) делает изделия непригодными к использованию в результате растрескивания, изменения цвета и ухудшения прочности. Для предотвращения этого в полимер вводятся светостабилизаторы.
Концентраты светостабилизаторов применяются для защиты полимеров от разрушения под действием УФ излучения (светостабилизации). Особенно рекомендуются для изделий, эксплуатирующихся на открытом солнце - парниковых и других сельскохозяйственных пленок, термоусадочных пленок, упаковочных мешков и мягких контейнеров из полипропиленовой ткани, садовой мебели, сидений для стадионов, ящиков, тары и упаковки из различных видов полимеров (ПЭВД, ПЭНД, ПП, ПС, УПС, АБС, ПЭТ, ПА, ПК и др.) [http://almaty.pulscen.kz/; http://bars2.com/products/38/].
Весьма существенным недостатком светостабилизаторов при защите окрашенных материалов является их способность оказывать защитное действие только на значительной глубине материала - там эффект экранирования достигает высоких степеней. Это связано с тем, что только на определенной глубине суммарное поглощение света молекулами - экранами достигает такого значения, которое обеспечивает светозащитное действие. Если же учесть, что в окрашенных материалах необходимо защищать от света краситель, находящийся в приповерхностных слоях, поскольку именно эти слои создают зрительное восприятие окраски материала, то ожидать значительного защитного действия от светостабилизаторов - УФ-абсореров по отношению к таким окрашенным материалам не следует [А. Мюллер «Окрашивание полимерных материалов», С.-Петербург, изд. «Профессия», 2006 г.].
Поэтому существующая проблема разработки эффективных светостабилизаторов, применяемых для защиты окрашенных тканых нетканых текстильных материалов, обладающих устойчивыми фотостабилизирующими свойствами при их эксплуатации при воздействии погодных и др. техногенных факторов, приводящих к глубокой деструкции не только защищающих материал красителей, но и сам материал, остается в настоящее время открытой, т.е. не решенной.
Для решения сложившейся проблемы разрабатываемые вещества, используемые в качестве светостабилизаторов, прежде всего должны удовлетворять ряду общих требований:
- хорошо диспергироваться в тканых и нетканых волокнах, включая полимерные материалы и, как правило, не мигрировать на их поверхность при их введении в объем самого материала или наносимого на его поверхность красителя в процессе производства;
- хорошо диспергироваться на поверхности неокрашенных и окрашенных тканых и нетканых волокон материалах и, как правило, иметь хорошее сродство с поверхностью обрабатываемого материала;
- иметь низкую летучесть, не влиять на технологические режимы переработки материалов, производства как неокрашенных, так и окрашенных в различную цветовую гамму тканых и нетканых текстильных материалов и на специфические свойства создаваемых конечных изделий из них;
- светостабилизаторы, которые вводят в неокрашенные и окрашенные текстильные материалы, не должны изменять окраску последних, быть экологически безопасными для окружающей среды и самого человека.
Существует большое разнообразие технологий получения антимикробных текстильных материалов.
Известен способ придания целлюлозному материалу антимикробных свойств за счет его обработки кремнийорганическим составом (патент SU 1164345, опубл. 30.06.1986). Однако такой состав представляет собой очень сложную смесь, состоящую из полидиметилсилоксана с N-винилпирролидоном, отвердителем метилтриацетоксисиланом или тетраэтоксисиланом с октоатом олова и дополнительно содержащую йод и нитрофурилакролеин. Такие многокомпонентные смеси обладают высокой токсичностью и их очень сложно использовать при изготовлении больших количеств антимикробных волокнистых материалов.
Известен способ модифицирования пористого материала путем пропитки его в течение 20-120 часов при температуре 20°С модифицирующим составом, представляющим собой водно-органический раствор наноструктурных частиц серебра, с последующей промывкой в целевом растворе и сушкой (патент RU №2135262, опубл. 27.08.1999). Недостатками данного способа являются большая длительность процесса и неустойчивость антимикробного эффекта модифицированных фильтровальных материалов в процессе эксплуатации их в водной среде.
Известен нетканый текстильный материал для одежды и защитная медицинская одежда краткосрочного пользования из этого материала, содержащего бактерицидный препарат, выбранный из группы: катамин АБ, хлор-гексидина биглюконата, 5-нитрофурилакролеина (патент RU 2159825, опубл. 27.11.2000).
Известен состав для придания антимикробных свойств нетканым текстильным материалам, используемым для изготовления медицинской одежды разового использования и перевязочных медицинских материалов, содержащий катамин АБ, антимикробный препарат, выбранный из группы: йодистый калий, или n-сульфамидобензоламинометилсульфат натрия, или иодинол, и воду (патент RU 2178029, опубл. 10.01.2002).
Однако предлагаемые в этих патентах биоциды эффективны только для получения антимикробных текстильных материалов разового или краткосрочного применения, так как они не устойчивы к мокрым обработкам и разлагаются при длительном хранении готовых изделий.
Известен нетканый текстильный материал из обработанных олигоэтоксиизо-бутоксисилоксаном синтетических волокон (патент RU 2182614, опубл. 20.05.2002), также обладающий антимикробными свойствами; однако антимикробные свойства указанного препарата на порядок (в 10 раз) ниже, чем антимикробные свойства выше описанных составов.
Известен целлюлозный материал в виде хлопчатобумажной ткани или льняного полотна, содержащий мелкодисперсное металлическое серебро. Для его получения ткань при комнатной температуре пропитывают водным раствором, содержащим AgNO3 и глицерин, нагревают до потемнения и затем сушат. Эти материалы обладают высоким уровнем антимикробной активности и могут быть использованы в качестве бактерицидных перевязочных средств, для производства медицинской одежды, нижнего белья, предметов гигиены (патент RU №2256675, опубл. 20.07.2005).
Известен способ получения антимикробных нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, включающий их обработку кремнийорганическим антимикробным препаратом с последующей сушкой волокон при комнатной температуре и термообработкой при 100-140°С в течение 5-20 мин. В качестве кремнийорганического антимикробного препарата используют спиртовой раствор продукта конденсации олигоэтоксисилоксана ЭТС-40 с алкиловым эфиром 4-гидроксибензойной кислоты (патент RU №: 2288983, опубл. 10.12.2006).
Известен способ получения антибактериального текстильного волокнистого материала с использованием процесса восстановления серебра из водного раствора нитрата серебра (патент RU №2337716, опубл. 10.11.2008).
Как указывается в описаниях указанных выше трех патентах, одним из недостатков, ограничивающим применение заявленных способов в практике обработки текстильных тканей, является прежде всего значительное ослабление бактерицидной активности обработанных тканей после их влажно-тепловой обработки. Поэтому применение этих технологий не позволяет получить длительный, сохраняющийся после различного рода обработок антимикробный эффект.
К тому же, проведенные авторами исследования заявляемого нового способа получения окрашенных текстильных материалов, с целью объективной проверки эффекта светостойкости окрашенного текстильного материала с сохранением исходного цвета по показателям его спектральных характеристик при воздействии моделируемых в камере климатических факторов, показали, что применение наноструктурных частиц серебра в водной и органической дисперсиях в качестве модификатора для окрашенных тканых и нетканых окрашенных материалов не приводит к стабильной эффективной светостабилизации спектральных характеристик при их дальнейшей эксплуатации таких материалов в изменяющихся климатических условиях окружающей среды.
Таким образом, проведенный анализ технических решений известных аналогов показал, что несмотря на большой объем исследований в этой области, проблема достаточно далека от разрешения, что обусловлено рядом трудностей, которые можно охарактеризовать следующим образом:
- спектр существующих видов модифицированных материалов оказывается недостаточным из-за антибиотикорезисцентности микроорганизмов;
- применяемые модифицирующие композиции для текстильных материалов не должны обладать токсичностью и не являться источником загрязнения организма человека и окружающей его воздушной среды, при которых подавляется работа иммунной системы человека, даже при условии их эффективности, при которой нарушается функция размножения бактерий, или проявляются другие защитные функции модифицированной этими композициями ткани;
- в современных условиях эксплуатации текстильных материалов модифицированные материалы должны обладать широкой гаммой свойств, обеспечивающих защиту текстильных материалов в условиях их эксплуатации от комплексного воздействия климатических факторов светопогоды, микробиологических и токсических примесей природного и техногенного происхождения;
- полученный эффект должен быть устойчив к воздействию влажно-тепловых обработок. Методы модифицирования материалов должны быть доступными и несложными в исполнении;
- применяемые модифицирующие композиции для текстильных материалов, обладающие антимикробным действием, не должны изменять спектральные характеристики окрашенных тканых и нетканых материалов.
Из числа известных способов получения текстильных материалов с антимикробными свойствами наиболее близким к предполагаемому изобретению по количеству существенных признаков, является известный «Способ получения гидрофильных текстильных материалов с антимикробными свойствами» (RU 2456995, опубл. 27.07.2012 г.), выбранный в качестве прототипа.
Указанный способ получения гидрофильных текстильных материалов с антимикробными свойствами включает обработку материала водным составом, содержащим наноструктурные частицы серебра, при температуре 20°С±2°С и последующую обработку целевым раствором. Обработку водным составом, содержащим наноструктурные частицы серебра, осуществляют в течение 40-60 мин. При этом наноструктурные частицы серебра представляют собой стабилизированный высокомолекулярными соединениями гидрозоль серебра с содержанием атомарного серебра 0,0020-0,0035 мас. %. В качестве целевого раствора используют раствор таннидов с концентрацией 0,05-0,15 мас.%, обработку которым осуществляют в течение 40-60 мин при температуре 65-75°С.
Основным недостатком известного способа, принятого в качестве прототипа, относительно заявляемого способа, является прежде всего то, что при воздействии таннидов на образцы текстильных материалов происходит осветление окраски модифицированных проб, с образованием различных оттенков розово-коричневого цвета, что влечет за собой изменение первоначальных спектральных характеристик окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов.
Таким образом, анализ известных технических решений показал отсутствие технологий получения окрашенных текстильных материалов, обработанных гидрозолем катионов серебра, с заданной концентрацией, обладающих одновременно комплексом светостабилизирующих свойств, высокой избирательной антимикробной активностью и одновременно антитоксическим действием.
Из числа проанализированных нами аналогов и прототипа, кроме конкретных, касающихся каждого технического решения недостатков, выше указанным техническим решениям присуще общий основной недостаток, а именно применяемые смеси композиций для модификации разного типа текстильных материалов по своему спектру физико- химических свойств не обладают фотостабилизирующими свойствами при их эксплуатации при воздействии погодных и др. техногенных факторов, приводящих к глубокой деструкции не только защищающих материал красителей, но и сам материал, а также не обеспечивают защиту модифицированной ткани от токсических органических и неорганических примесей, а некоторые из них и сами являются токсически вредными для человека и окружающей воздушной среды, что существенно ограничивает область их практического применения по многим направлениям.
Для устранения вышеуказанных недостатков в процессе разработки нового способа получения окрашенных текстильных материалов, обработанных гидрозолем катионов серебра, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, нами серьезное внимание уделялось, прежде всего, целенаправленному физико-химическому конструированию химического состава гидрозоля катионов серебра с заданными концентрацией, физическими параметрами и биологическими свойствами.
Нами установлено, что повышения качества получения окрашенных текстильных материалов с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств можно достигнуть путем разработки научно обоснованной этапности технологии в процессе получения водного состава гидрозоля катионов серебра, стабилизированного высокомолекулярными соединениями в водном растворе эмульгатора с восстановителем катионов серебра, и его нанесения на окрашенную поверхность ткани при заданных соотношении компонентов % масс. химического состава модифицирующего препарата и технологических параметрах его нанесения на поверхность ткани.
Таких результатов, прежде всего, мы достигли за счет повышения качества получения водного состава гидрозоля катионов серебра, обладающего комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, и физико-химических свойств управления концентрацией стабилизированного гидрозоля катионов серебра при его нанесении на поверхность тканых и нетканых текстильных материалов на основе синтетических волокон и их смесей, что значительно расширяет его применение в той области техники, которая предъявляет особенно повышенные требования к стабилизации окрашенных тканей и полимеров (пленки, волокна и т.д.) против совместного действия термофотоокислительной деструкции, бактерицидного и токсического действия окружающей среды.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение качества получения водного состава модифицирующего препарата с заданными параметрами комплекса его физико-химических свойств и управления концентрацией стабилизированного гидрозоля катионов серебра при его нанесении на поверхность окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов в присутствии катионов серебра, эмульгатора в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия, восстановителя из группы органических пищевых кислот, стабилизатора из группы высокомолекулярных гидроксилсодержащих полимеров и воды.
Техническим результатом настоящего изобретения является получение окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, за счет повышения качества получения водного состава модифицирующего препарата с заданными параметрами его физико-химических свойств и управления концентрацией стабилизированного состава гидрозоля катионов серебра при его нанесении на окрашенную поверхность текстильных материалов.
Поставленная задача достигается осуществлением заявляемого способом получения окрашенных текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, включающем их обработку водным составом при температуре 20°С±2°С, содержащем гидрозоль серебра, стабилизированный высокомолекулярными соединениями. В качестве гидрозоля серебра, обладающим комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств красителей текстильных материалов, используют гидрозоль катионов серебра, содержащий в своем составе катионы серебра, эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия, восстановитель катионов серебра из группы органических пищевых кислот, включающий лимонную кислоту, или соли лимонной кислоты, или аскорбиновую кислоту, в которые дополнительно вводят стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в виде 0,1-0,3% водного раствора поливинилового спирта или водного раствора акрилового полимера или сополимера и получают водный состав модифицирующего препарата при следующем соотношении компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000003-0,000012 |
| эмульгатор | 0,0000001-0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001-0,0025 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,001-0,003 |
| вода | 99,9969969-99,99448775 |
который наносят сплошным слоем на окрашенную поверхность текстильных материалов в количестве 50-100 мг/м2 путем их пропитки в течение 45-60 мин при температуре водного раствора препарата 20°С±2°С и осуществляют последующую сушку волокон материала при температуре 50-60°С в течение 1,5-3,0 час.
При этом для осуществления способа получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов перед смешиванием гидрозоля катионов серебра со стабилизатором, приготовленный стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в количестве 0,001-0,003% масс. предварительно нагревают до 50-60°С и смешивают с гидрозолем катионов серебра, содержащим 0,000003-0,000012% масс. катионов серебра, 0,0000001-0,00000025% масс. эмульгатора, 0,001-0,0025% масс. восстановителя катионов серебра, 99,9969969-99,99448775% масс. воды и охлаждают до комнатной температуры.
Минимальные и максимальные значения ингредиентов химических веществ, входящие в водный состав модифицирующего препарата, выраженные в % соотношении их масс, обосновываются:
во-первых, практической значимостью проявляющихся свойств заявляемых вариантов получения составов модифицирующего препарата и выбраны исходя из установленного на основании проведенных экспериментальных исследований их физико-химического агрегатного состояния, не влекущего за собою изменение активности каталитических свойств катионов серебра при установленных физических параметрах плотности и вязкости гидрозоля катионов серебра;
во-вторых, таким образом, чтобы избытком входящих в состав модифицирующего препарата химических веществ (эмульгатора, восстановителя катионов серебра, стабилизатора), не маскировать биологическую эффективность катализатора катионов серебра, наносимого на окрашенную поверхность тканых и нетканых текстильных материалов, относительно светостабилизирующей, антимикробной и антитоксической активностей.
В результате разработанного способа получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов были устранены присущие известным составам и технологиям их получения существенные недостатки, снижающие эффективность или ограничивающие их целенаправленное применение в качестве водных составов модифицирующего препарата, одновременно обладающих светостабилизирующим, антимикробным и антитоксическим действием.
При анализе известных технических решений авторами не обнаружены способы получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств с указанной в предлагаемом техническом решении совокупностью существенных признаков, что доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию изобретения «новизна».
В исследуемых технических решениях, которые вошли в уровень техники, авторами не выявлено влияние предписываемых предлагаемому техническому решению преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного технического результата, что доказывает соответствие предлагаемого технического решения критерию изобретения «изобретательский уровень».
Практически заявляемый способ получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, осуществляется в 4 этапа, которые включают следующие операции:
На I этапе получают гидрозоль катионов серебра, содержащий в своем составе катионы серебра, эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия, восстановитель катионов серебра из группы органических пищевых кислот, включающий лимонную кислоту, или соли лимонной кислоты, или аскорбиновую кислоту.
Для получения гидрозоля серебра с необходимым соотношением компонентов, % масс., включающем:
| катионы серебра | 0,000003-0,000012 |
| эмульгатор | 0,0000001-0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001-0,0025 |
| воду, остальное до | - 1000, |
используют производимый ЗАО « Аквион» (г. Москва) по ТУ 20.42.15-038-87552538-16 «Концентрат катионов серебра в водной дисперсии «Аквивон», который в своем составе содержит следующее соотношение компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000012 |
| эмульгатор | 0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,0025 |
| воду, остальное до | 100,0 |
Регистрационный номер декларации о соответствии: ТС N RU Д-RU.AB05.B.14961. Заявитель, ООО «Инбиофарм», г. Москва. Дата регистрации декларации о соответствии: 18.02.2016.
На II этапе приготавливают стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в виде 0,1-0,3% водного раствора поливинилового спирта, производимого по ГОСТ 10779-78, или водного раствора акрилового полимера или сополимера, производимого по ТУ 2310-015-4323 8048-07.
При этом для получения высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера, приготавливают соответствующую смесь в виде 0,1-0,3% водного раствора полимера, для чего дистиллированную воду нагревают до 50-60°С и добавляют в нее 0,1-0,3% поливинилового спирта, или акрилового полимера или сополимера. Затем смесь перемешивают в течение 20-30 мин до образования реакционной дисперсионной среды и охлаждают до температуры 20-25°С.
На III этапе полученный на I этапе гидрозоль катионов серебра, смешивают с приготовленным на II этапе стабилизатором и получают водный состав модифицирующего препарата при следующем соотношении компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000003-0,000012 |
| эмульгатор | 0,0000001-0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001-0,0025 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,001-0,003 |
| вода | 99,9969969-99,99448775 |
При этом перед смешиванием гидрозоля катионов серебра со стабилизатором, приготовленный стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в количестве 0,001-0,003% (масс) предварительно нагревают до 50-60°С и смешивают с гидрозолем катионов серебра, содержащим 0,000003-0,000012% (масс) катионов серебра, 0,0000001-0,00000025% (масс) эмульгатора, 0,001-0,0025% (масс) восстановителя катионов серебра, 99,9969969-99,99448775% (масс) воды и охлаждают до комнатной температуры.
На IV этапе полученный на III этапе водный состав модифицирующего препарата при соответствующем соотношении компонентов % масс. наносят сплошным слоем на окрашенную поверхность текстильных материалов в количестве 50-100 мг/м путем их пропитки в течение 45-60 мин при температуре водного раствора препарата 20°С±2°С и осуществляют последующую сушку волокон материала при температуре 50-60°С в течение 1,5-3,0 час.
В качестве примера для осуществления заявляемого способа получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств применяли следующие виды сырья:
- «Концентрат катионов серебра в водной дисперсии «Аквивон» по ТУ 20.42.15-038-87552538-16, содержащий в своем составе катионы серебра, эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия (C20H37NaO7S, CAS 577-11-7) (аэрозоль - ОТ или АОТ), восстановитель катионов серебра из группы органических пищевых кислот, включающий лимонную кислоту (ГОСТ 908-2004), воду дистиллированную (ГОСТ 6709-72) при следующем соотношении компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000012 |
| эмульгатор | 0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,0025 |
| вода, остальное, | до 100,0 |
- поливиниловый спирт марки 11/2, 16/1, сорт высший или первый, ГОСТ 10779-78;
- лак акриловый ВД-АК-1113 по ТУ 2310-015-43238048-07;
- вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72;
- образцы окрашенных текстильных материалов: Ткань полиамидная (ПА) хаки и темно-синего цветов; ткань смесовая полиэфировискозная (КМД), цвет серо-зеленый (ТУ 8381-001-50281518-2013), производства ООО «Чайковский текстиль».
Способ получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, включает в себя последовательное получение водного состава модифицирующего препарата при заявляемом соотношении компонентов %, и его нанесение на окрашенную поверхность текстильных материалов путем их пропитки в водном составе модифицирующего препарата при заданных физических параметрах среды. Реализацию заявляемого способа осуществляют в 4 этапа.
Ниже приведены примеры реализации изобретения для заявляемого способа получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств.
Пример 1. Реализацию заявляемого способа осуществляют в 4 этапа.
На I этапе для получения гидрозоля катионов серебра с содержанием в своем составе: катионов серебра - 0,000003% масс.; эмульгатора в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия - 0,0000001% масс.; восстановителя катионов серебра из группы органических пищевых кислот, включающего или лимонную кислоту, или соли лимонной кислоты, или аскорбиновую кислоту - 0,001% масс., отмеряют 25,0% масс. «Концентрата катионов серебра в водной дисперсии «Аквивон» с концентрацией 0,000012% масс. (ТУ 20.42.15-038-87552538-16) от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата.
На II этапе приготавливают стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в виде 0,1% водного раствора или поливинилового спирта, производимого по ГОСТ 10779-78, или водного раствора акрилового полимера или сополимера, производимого по ТУ 2310-015-4323 8048-07 в дистиллированной воде.
При этом для получения высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера дистиллированную воду нагревают до 50-60°С и добавляют в нее 0,1% от ее используемого количества или поливинилового спирта, или акрилового полимера или сополимера. Затем полученную смесь водного раствора с заданным процентным содержанием в нем полимера перемешивают в течение 20-30 мин до образования реакционной дисперсионной среды и охлаждают до температуры 20-25°С.
На III этапе от приготовленного 0,1% водного раствора стабилизатора из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера отмеряют 0,001% масс. от общего количества модифицирующего препарата.
Перед получением водного состава модифицирующего препарата приготовленный стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в количестве 0,001% масс. предварительно нагревают до 50-60°С и смешивают с 25,0% масс. гидрозоля катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс. от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата. В полученную смесь ингредиентов добавляют дистиллированную воду в количестве 74,999% масс. от общего количества модифицирующего препарата. Затем приготовленную смесь тщательно перемешивают в течение 20-30 минут до образования однородной гомогенной смеси, охлаждают до температуры 20-25°С и получают водный состав модифицирующего препарата при следующем соотношении компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000003 |
| эмульгатор | 0,0000001 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,001 |
| вода | 99,9969969 |
На IV этапе приготовленный водный состав модифицирующего препарата объемом из расчета 50-100 мл/м2 обрабатываемого текстильного материала заливают в ванну, в которую погружают образец окрашенного текстильного материала, например: или ткань полиамидную (ПА) хаки, или темно-синего цветов; или ткань смесовую полиэфировискозную (КМД), цвет серо-зеленый, и выдерживают погруженный образец ткани в водном растворе препарата в течение 45-60 мин при температуре водного раствора 20°С±2°С, после чего ткань сушат при температуре 50-60°С в течение 1,5-3,0 час.
Пример 2. Реализацию заявляемого способа осуществляют в 4 этапа.
На I этапе для получения гидрозоля катионов серебра с содержанием в своем составе: катионов серебра - 0,000006% масс.; эмульгатора в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия - 0,0000002% масс.; восстановителя катионов серебра из группы органических пищевых кислот, включающего или лимонную кислоту, или соли лимонной кислоты, или аскорбиновую кислоту - 0,002% масс., отмеряют 50,0% (масс) «Концентрата катионов серебра в водной дисперсии «Аквивон» с концентрацией 0,000012% масс. (ТУ 20.42.15-038-87552538-16) от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата.
На II этапе приготавливают стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в виде 0,2% водного раствора поливинилового спирта, производимого по ГОСТ 10779-78, или водного раствора акрилового полимера или сополимера, производимого по ТУ 2310-015-43238048-07 в дистиллированной воде.
При этом для получения высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера дистиллированную воду нагревают до 50-60°С и добавляют в нее 0,2% от ее используемого количества поливинилового спирта, или акрилового полимера или сополимера. Затем полученную смесь водного раствора с заданным процентным содержанием в нем полимера перемешивают в течение 20-30 мин до образования реакционной дисперсионной среды и охлаждают до температуры 20-25°С.
На III этапе от приготовленного 0,2% водного раствора стабилизатора из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера отмеряют 0,002% масс. от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата.
Перед получением водного состава модифицирующего препарата приготовленный стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в количестве 0,002% масс. предварительно нагревают до 50-60°С и смешивают с 50,0% масс. гидрозоля катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс. от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата. В полученную смесь ингредиентов добавляют дистиллированную воду в количестве 49,998% масс. от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата. Затем приготовленную смесь тщательно перемешивают в течение 20-30 минут до образования однородной гомогенной смеси, охлаждают до температуры 20-25°С и получают водный состав модифицирующего препарата при следующем соотношении компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000006 |
| эмульгатор | 0,0000002 |
| восстановитель катионов серебра | 0,002 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,002 |
| вода | 99,9969969 |
На IV этапе приготовленный водный состав модифицирующего препарата объемом из расчета 50-100 мл/м2 обрабатываемого текстильного материала заливают в ванну, в которую погружают образец окрашенного текстильного материала, например: или ткань полиамидную (ПА) хаки, или темно-синего цветов; или ткань смесовую полиэфировискозную (КМД), цвет серо-зеленый и выдерживают погруженный образец ткани в водном растворе препарата в течение 45-60 мин при температуре водного раствора 20°С±2°С, после чего ткань сушат при температуре 50-60°С в течение 1,5-3,0 час.
Пример 3. Реализацию заявляемого способа осуществляют в 4 этапа.
На I этапе для получения гидрозоля катионов серебра с содержанием в своем составе: катионов серебра - 0,000012% масс.; эмульгатора в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия - 0,00000025% масс.; восстановителя катионов серебра из группы органических пищевых кислот, включающего или лимонную кислоту, или соли лимонной кислоты, или аскорбиновую кислоту - 0,0025% масс., отмеряют 99,997% масс. «Концентрата катионов серебра в водной дисперсии «Аквивон» с концентрацией 0,000012% масс. (ТУ 20.42.15-038-87552538-16) от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата.
На II этапе приготавливают стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в виде 0,3% водного раствора поливинилового спирта, производимого по ГОСТ 10779-78, или водного раствора акрилового полимера или сополимера, производимого по ТУ 2310-015-43238048-07 в дистиллированной воде.
При этом для получения высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера дистиллированную воду нагревают до 50-60°С и добавляют в нее 0,3% от ее используемого количества или поливинилового спирта, или акрилового полимера или сополимера. Затем полученную смесь водного раствора с заданным процентным содержанием в нем полимера перемешивают в течение 20-30 мин до образования реакционной дисперсионной среды и охлаждают до температуры 20-25°С.
На III этапе от приготовленного 0,3% водного раствора стабилизатора из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера отмеряют 0,003% масс. от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата.
Перед получением водного состава модифицирующего препарата приготовленный стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в количестве 0,003% масс. предварительно нагревают до 50-60°С и смешивают с 99,997% масс. гидрозоля катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс. от приготавливаемого общего количества модифицирующего препарата. Затем приготовленную смесь тщательно перемешивают в течение 20-30 минут до образования однородной гомогенной смеси, охлаждают до температуры 20-25°С и получают водный состав модифицирующего препарата при следующем соотношении компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000012 |
| эмульгатор | 0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,0025 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,003 |
| вода | 99,99448775 |
На IV этапе приготовленный водный состав модифицирующего препарата объемом из расчета 50-100 мл/м2 обрабатываемого текстильного материала заливают в ванну, в которую погружают образец окрашенного текстильного материала, например: или ткань полиамидную (ПА) хаки, или темно-синего цветов; или ткань смесовую полиэфировискозную (КМД), цвет серо-зеленый, и выдерживают погруженный образец ткани в водном растворе препарата в течение 45-60 мин при температуре водного раствора 20°С±2°С, после чего ткань сушат при температуре 50-60°С в течение 1,5-3,0 час.
Контроль за качественным и количественным содержанием катионов серебра в приготовленном водном составе модифицирующего препарата осуществляли с применением:
- методов контроля с использованием двухлучевого спектрофотометра УФ- и видимой области «HELIOS ALPHA» (Великобритания) с микропроцессорной системой управления [ТУ 9185-025-87552538-12 «Концентрат коллоидного серебра в водной дисперсии». - М.: ООО «Инбиофарм», 2012. - 16 с.; Пятницкий И.И., Сухан В.В. Аналитическая химия серебра / И.И. Пятницкий, В.В. Сухан. - М.: Наука, 1975. - 264 с.;
- метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП), на плазменном приборе ICAP-6500 Duo (England), программное обеспечение ITEVA [Деменьтева О.В., Филиппенко М.А., Андреева Т.Н. и др. Рос. Нанотехнологии 2012. Т7 №9-10. -С. 54-63; Sedukh Е.М., Dementeva О.V., Rudoy V.M., et al. // Book of abstrakts ESAS 2014, 16-21 March. Prague, Czech Republic, - P. 231].
Согласно разработанным методикам качественное наличие и содержание катионов серебра в составе исследуемых концентраций гидрозоля катионов серебра (0,000003-0,000012%, масс) определяли по величине оптической плотности в максимуме полосы поглощения для исследуемых следующих образцов:
- образец 1: гидрозоль катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000003%, масс;
- образец 2: гидрозоль катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000006%, масс;
- образец 3: гидрозоль катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000012%, масс;
В результате исследования общего содержания серебра в составе гидрозоля катионов серебра, определяемое с применением метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП), на плазменном приборе ICAP-6500 Duo (England), было установлено, что:
- в приготовленном образце №1 гидрозоля катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000003%, масс общее количество серебра составляет 3,0 мг/л;
- в приготовленном образце №2 гидрозоля катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000006%, масс общее количество серебра составляет 6,0 мг/л;
- в приготовленном образце №3 гидрозоля катионов серебра с концентрацией катионов серебра 0,000012%, масс общее количество серебра составляет 12,0 мг/л, что не противоречит полученным результатам качественного контроля наличия катионов серебра в исследуемых образцах методом контроля оценки достоверности содержания в составе гидрозоля катионов серебра с использованием двухлучевого спектрофотометра УФ- и видимой области «HELIOS ALPHA» (Великобритания) и подтверждает достоверность их получения с применением заявляемых вариантов способа получения водного состава модифицирующего препарата с заданной концентрацией содержания в нем катионов серебра.
Содержание остальных компонентов, входящих в заявляемый водный состав модифицирующего препарата, в качестве эмульгатора, восстановителя катионов серебра, стабилизатора из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера определяли расчетным путем по принятому количеству применяемых ингредиентов при производстве гидрозоля серебра по ТУ 20.42.15-038-87552538-16 [«Концентрат катионов серебра в водной дисперсии «Аквивон». Регистрационный номер декларации о соответствии: ТС N RU Д-RU.AB05.B. 14961]. Количественное содержание стабилизатора из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера и воды определяли так же расчетным путем для рассматриваемых трех вариантов водного состава модифицирующего препарата.
На основании проведенных исследований были разработаны и приготовлены 3 варианта экспериментальных образцов водного состава модифицирующего препарата, содержащего в своем составе следующее соотношение компонентов, % масс.:
Образец №1:
| катионы серебра | 0,000003 |
| эмульгатор | 0,0000001 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,001 |
| вода | 99,9969969 |
Образец №2:
| катионы серебра | 0,000006 |
| мульгатор | 0,0000002 |
| восстановитель катионов серебра | 0,002 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,002 |
| вода | 99,997992 |
Образец №3:
| катионы серебра | 0,000012 |
| эмульгатор | 0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,0025 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,003 |
| вода | 99,99448775 |
Таким образом, в разработанных трех вариантах экспериментальных образцов водного состава модифицирующего препарата содержание ингредиентов в 1-ом литре препарата соответственно составляет, мг/л:
Образец №1:
| катионы серебра | 3,0 |
| эмульгатор, до | 0,1 |
| восстановитель катионов серебра, до | 1000,0 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 1000,0 |
| вода | 997 996,9 |
Образец №2:
| катионы серебра | 6,0 |
| эмульгатор, до | 0,15 |
| восстановитель катионов серебра | 2000,0 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 2000,0 |
| вода | 995,993,85 |
Образец №3:
| катионы серебра | 12,0 |
| эмульгатор, до | 0,25 |
| восстановитель катионов серебра, до | 2500,0 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 3000,0 |
| вода | 994487,75 |
Результаты количественного контроля концентрации серебра в исследуемых вариантах экспериментальных образцов №1, 2, 3 водного состава модифицирующего препарата с использованием метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП), на плазменном приборе ICAP-6500 Duo (England), подтверждают наличие атионов серебра в заявляемом способе получения окрашенных текстильных материалов с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств.
Таким образом, в результате проведенных исследований по разработке и созданию водного состава модифицирующего препарата, обладающего комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, нами получены документальные подтверждения, описывающие процесс контроля на наноуровне (спектральные характеристики и др.) нанотехнологических переделов (формируемых в гидрозоле катионов серебра) в технологическом процессе их производства.
Для подтверждения биологической эффективности заявляемого способа получения окрашенных текстильных материалов, обработанных гидрозолем катионов серебра, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, нами были проведены испытания с количественной оценкой их светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, включающих 3 серии лабораторных экспериментальных исследований:
- Серия №1 - испытаний светостойкости текстильных материалов, обработанных водным составом модифицирующего препарата (образцы №1, 2, 3);
- Серия №2 - экспериментальные исследования по определению антимикробной активности водного состава модифицирующего препарата (образцы №1, 2, 3);
- Серия №3 - экспериментальные исследования по определению антитоксической активности текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата.
Ниже по тексту рассмотрены полученные результаты трех серий проведенных экспериментальных исследований.
Серия №1. Описание проведенных испытаний светостойкости текстильных материалов, обработанных водным составом модифицирующего препарата
Методика испытаний светостойкости текстильных материалов, обработанных водным составом модифицирующего препарата
Цель исследования: Оценка светостойкости образцов окрашенных текстильных материалов, обработанных водным составом
модифицирующего препарата с исследуемой концентрацией катионов серебра, в сравнении со светостойкостью образцов окрашенных
текстильных материалов необработанных водным составом модифицирующего препарата.
Материалы и методы:
а. Ткань полиамидная (ПА), цвет ХАКИ:
- Образец №1 - без обработки ткани водным составом модифицирующего препарата;
- Образец №2 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000003%, масс;
- Образец №3 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000006%, масс;
- Образец №4 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000012%, масс;
б. Ткань полиамидная (ПА), цвет ТЕМНО-СИНИЙ:
- Образец №5 - без обработки ткани водным составом модифицирующего препарата;
- Образец №6 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000003%, масс;
- Образец №7 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000006%, масс;
- Образец №8 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс.;
в. Ткань смесовая полиэфировискозная (КМД), цвет СЕРО-ЗЕЛЕНЫЙ:
- Образец №9 - без обработки ткани водным составом модифицирующего препарата;
- Образец №10 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000003% масс.;
- Образец №11 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000006% масс.;
- Образец №12 - с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс.;
Оцениваемые показатели: Оценивалось изменение стойкости обработанных водным составом модифицирующего препарата образцов окрашенных тканей после воздействия факторов светопогоды (солнечное излучение, осадки, влажность, повышенная температура) по сравнению с необработанными водным составом модифицирующего препарата образцами через значения спектральных коэффициентов отражения (СКО) тканей каждого цвета в диапазоне длин волн 400-700 нм (видимый) и 700-1100 нм (ближний инфракрасный ИК) их отклонения после ускоренного воздействия факторов светопогоды.
Ускоренное воздействие светопогоды проводилось путем помещения образцов №1 -12 тканей в аппарат искусственной погоды «Xenotest-1200» фирмы «Heraeus» на 100 часов, в соответствии с ГОСТ 9.708-83 на режиме (3/17) 3 минуты - орошение, 17 минут - облучение.
Прибор имитирует солнечное излучение с помощью ксеноновых ламп низкого давления, спектр излучения которого приближается к солнечному свету. Мощность светового излучения создаваемого «Xenotest-1200» составляет 1820 Вт/м2, что позволяет проводить ускоренные испытания.
Кроме того, прибор обеспечивает воспроизведение таких природных факторов, как тепло и влажность. Относительная влажность регулируется в пределах от 40 до 95%. Испытуемые образцы орошаются дистиллированной водой. Орошение осуществляется с помощью форсунок, которые обрызгивают водой испытуемые образцы.
Прибор аттестован ФБУ РОСТЕСТ-Москва (федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.
В пересчете к значениям интенсивности солнечной радиации 0,35 кал/(см2*мин) и продолжительности в 100 часов испытаний в аппарате «Xenotest-1200» определено реальное время эксплуатации испытываемых образцов тканей, которое соответствует 4 летним месяцам эксплуатации.
Результаты испытаний светостойкости текстильных материалов
Результаты испытаний в виде полученных значений отклонений спектральных коэффициентов отражения (СКО) исследуемых образцов материалов №1-12 под воздействием факторов светопогоды представлены в таблицах 1-3.
Обсуждение результатов испытаний светостойкости текстильных материалов
а. Ткань полиамидная (ПА), цвет ХАКИ (таблица 1): В видимой области спектра в диапазоне длин волн 400-700 нм:
- образец №1 без обработки водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции имеет наибольшие (до 175,86%) отклонения СКО от контрольных образцов тканей (см. таблица 1);
- в образцах №2, 3, 4 с обработкой водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции отклонения СКО колеблются от 35 до 56% и соответственно: в образце №2 - не превышают 47%; в образце №3 - не превышают 52%; в образце №4 - не превышают 32%;
В ближней области ИК-диапазона длин волн 700-1100 нм - образец №1 без обработки водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции имеет наибольшие (до 14,89%) отклонения СКО от контрольных образцов тканей. При этом в образцах №2, 3, 4 с обработкой водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции отклонения СКО не превышают 6% (см. таблица 1).
По результатам испытаний установлено, что наиболее эффективна светостабилизация ткани полиамидной (ПА), цвет ХАКИ при обработке образца №4 водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс.
б. Ткань полиамидная (ПА), цвет ТЕМНО-СИНИЙ (таблица 2):
В видимой области спектра в диапазоне длин волн 400-700 нм:
- образец №5 без обработки водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции имеет наибольшие (до 55,56%) отклонения СКО от контрольных образцов тканей (см. таблица 2);
- в образцах №6, 7, 8 с обработкой водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции отклонения СКО колеблются от 2,34% до 47,37% и соответственно: в образце №6 - не превышают 47,37%; в образце №7 - не превышают 37,78%; в образце №8 - не превышают 33,33%.
В ближней области ИК-диапазона длин волн 700-1100 нм - образец №5 без обработки водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции имеет наибольшие (до 25,7%) отклонения СКО от контрольных образцов тканей. При этом с обработкой водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции отклонения СКО в образце №6 не превышают 18,32%, в образце №8 не превышают 4,96%, (см. таблица 2).
По результатамиспытанбий установлено, что наиболее эффективна светостабилизация ткани полиамидной (ПА), цвет ТЕМНО-СИНИЙ при обработке водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс.
в. Ткань смесовая полиэфировискозная (КМД), цвет СЕРО-ЗЕЛЕНЫЙ (таблица 3):
_В видимой области спектра в диапазоне длин волн 400-700 нм;
- образец №9 без обработки водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции имеет наибольшие (до 175,86%) отклонения СКО от контрольных образцов тканей (см. таблица 3);
- в образцах №10, 11, 12 с обработкой водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции отклонения СКО колеблются от 3,08% до 56,25% и соответственно: в образце №10 - не превышают 51,79%; в образце №11 - не превышают 56,25%; в образце №12 - не превышают 35,71%.
В ближней области ИК-диапазона длин волн 700-1100 нм - образец №9 без обработки водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции имеет наибольшие (до 13,79%) отклонения СКО от контрольных образцов тканей. При этом с обработкой водным составом модифицирующего препарата после 100 часов инсоляции отклонения СКО в образце №10 не превышают 7,14%, в образце №11 не превышают 4,29%, в образце №12 не превышают 8,75%, (см. таблица 3).
По результатам испытаний установлено, что эффективна светостабилизация ткани полиамидной (ПА), цвет ТЕМНО-СИНИЙ при обработке водным составом модифицирующего препарата со всеми исследуемыми концентрациями катионов серебра: 0,000003%, 0,000006%, 0,000012% масс. Для данного цвета ткани, обработанной водным составом модифицирующего препарата, наблюдаются наименьшие отклонения СКО по всему диапазону спектра длин волн при всех трех концентрациях катионов серебра (см. таблицу 3).
Таким образом, на основании проведенных испытаний можно утверждать, что в результате реализации заявляемого способа получения окрашенных текстильных материалов с применением водного состава модифицирующего препарата при рассматриваемом соотношении компонентов % (масс), значительно повысилась светостойкость окрашенных текстильных материалов, обработанных в соответствии с заявляемым способом по сравнению со светостойкостью необработанных модифицирующим препаратом материалов.
Серия №2. Описание проведенных экспериментальных исследований по определению антимикробной активности водного состава модифицирующего препарата (образцы №1,2, 3)
Изучение антимикробной активности водного состава модифицирующего препарата проводили для трех концентраций катионов серебра 0,000003% масс. (образец №1), 0,000006% масс. (образец №2), 0,000012% масс. (образец №3) методом диффузии в агар (лунки) в соответствии с ГФ XII (Метод диффузии в агар ОФС 42-0068-07) и Практикумом по микробиологии под редакцией А.И. Нетрусова. - М.: Издательский цент «Академия», 2005. - 606 с.
Метод основан на способности антибиотических веществ диффундировать в агаризованные среды и образовывать зоны, в которых не растут тест-организмы. Величина зоны отсутствия роста указывает на степень активности данного антибиотического вещества в отношении тест-организма. Антимикробную активность исследуемых образцов препаратов испытывали на Тест-культурах:
- грамположительные - Micrococcus flavus и споровые Bacillus mycoides; -грамотрицательные - Escherichia coli 113/3;
- микроскопические грибы - Aspergillus niger и Penicillium chrysogenum (коллекция кафедры микробиологии МГУ имени М.В. Ломоносова).
Бактерии выращивали на МПА, микромицеты выращивали на среде Сабуро следующего состава (г/л): 40,0; пептон - 10,0; агар - 20,0; левомицетин - 2,5%.
В качестве экспериментальных образцов испытывали образцы водных составов модифицирующих препаратов, изготовленные в соответствии с приведенным в описании изобретения 3-мя вариантами экспериментальных образцов: содержащих в своем составе следующее соотношение компонентов %, масс:
Образец №1:
| катионы серебра | 0,000003 |
| эмульгатор | 0,0000001 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,001 |
| вода | 99,9969969 |
Образец №2:
| катионы серебра | 0,000006 |
| эмульгатор | 0,0000002 |
| восстановитель катионов серебра | 0,002 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,002 |
| вода | 99,997992 |
Образец №3:
| катионы серебра | 0,000012 |
| эмульгатор | 0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,0025 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,003 |
| вода | 99,99448775 |
Изготовление лунок в агаре производили следующим образом.
Тест-культуры, предварительно выращенные на косяках в агаровых средах, смывали с косяков физраствором для получения бактериальной суспензии с количеством клеток 1×109 (ОП=0,9 светофильтр №6, кювета 10) или по отраслевому стандартному образцу мутности (ОСО мутности), вырабатываемому ГОСНИИ стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Л.А. Тарасевича, г. Москва.
Суспензию вносили в МПА (для бактериальных культур) или среду Сабуро (для микромицетов) и разливали в чашки Петри слоем 20 мл.
Стерильным металлическим сверлом (предварительно обработанным 70%-ным спиртом и фломбированным в пламени горелки) в застывшей агаровой среде с тест-культурой делали лунки диаметром 7 мм. Методика определения антимикробной активности катионов серебра в водном составе модифицирующих препаратов
В лунки агара с тест-культурой, подготовленные по описанной выше методике, добавляли по 900 мкл каждого из исследуемых образцов. Для изучения спектра антимикробного действия использованы 3 варианта экспериментальных образцов модифицирующего препарата в трех концентрациях каждая и в повторностях не менее трех. В качестве контроля была использована стерильная дистиллированная вода (объем 900 мкл), также инокулированная в лунку. После суточного инкубирования при оптимальных для роста культур температурах (37°С - для бактерий Micrococcus flavus и Bacillus mycoides, 42°С - для E. coli, а для грибов Aspergillus niger и Penicillium chrysogenum - 28°С) и в течение последующих 6 суток проводили замеры размеров диаметров ингибирования роста тест-культур относительно лунок с исследуемыми образцами.
Сравнивали антимикробное действие исследуемых образцов с активностью препаратов антибиотиков. Были использованы индикаторные бумажные диски, пропитанные антибиотиками. Для грамположительных бактерий (Micrococcus flavus и Bacillus mycoides) использовали диски с ристомицином (25 мкг) - антибиотиком, относящимся к группе полициклических гликопептидов, действие которого направлено на подавление синтеза нуклеиновых кислот. Ристомицин широко применяется для лечения инфекций, вызываемых грамположительными бактериями. В отношении грамотрицательных (Escherichia coli 113/3) были использованы диски с левомицетином (30 мкг), который относится к семейству ароматических антибиотиков. Левомицетин (хлорамфеникол) подавляет синтез белка, имеет широкий спектр бактерицидного действия, но не подавляет рост и развитие микромицетов. Этот антибиотик широко применяется в медицинской практике. В отношении микромицетов (Aspergillus niger и Penicillium chrysogenum) были использованы диски с нистатином (15 мкг), относящимся к семейству полиеновых антибиотиков, которые обладают фунгицидным действием.
Результаты испытаний антимикробной активности катионов серебра в водном составе модифицирующих препаратов
По результатам испытаний были установлены значения ингибирования роста Penicillium chrysogenum, Bacillus mycoides, Escherichia coli 113/3, Aspergillus niger и Penicillium chrysogenum на агаризованной среде исследуемыми образцами модифицирующего препарата (1-3), содержащего в своем составе катионы серебра в водной дисперсии в течение 1-6 суток в зависимости от концентрации в образцах катионов серебра равной 0,000003%, 0,000006%, 0,000012% масс. по сравнению контролем антибиотиков Ристомицин, Левомицетин и Нистатин.
Результаты испытаний представлены в таблицах 4-8.
В результате испытаний разработанных вариантов водного состава модифицирующего препарата по выше указанной методике определения спектра действия исследуемых вариантов с концентрацией катионов серебра от 0,000003% масс. до 0,000012% масс. методом диффузии в агар (лунки) было установлено, что практически все испытываемые 3 концентрации заявляемого водного состава модифицирующего препарата по своей антибактериальной и фунгицидной активности значительно превосходят по значениям антибактериальную и фунгицидную активности прототипа и активность всех контрольных значений исследуемых антибиотиков на протяжении всех 6-ти суток наблюдения.
Необходимо отметить тот факт, что преимущество активности заявляемого водного состава модифицирующего препарата перед активностью прототипа и известных антибиотиков объективно подтверждается значениями ингибирования тест-культур на агаризованной среде с 1-ых по 6-е сутки наблюдения включительно.
Так, было установлено, что в первые 3 суток все концентрации заявляемого водного состава модифицирующего препарата ингибируют рост всех исследуемых тест-организмов на уровне ингибирования применяемых известных антибиотиков. Начиная с четырех суток до окончания испытаний (6 суток) все 3 испытываемые образцы по активности ингибирования тест-культур не снижают уровень эффективности концентраций препаратов, установленных в первые 3-е суток, в то время, кода применяемые антибиотики Нистатин для ингибирования Penicillium chrysogenum, Левомицетин для ингибирования E. coli 113/3 и Ристомицин для ингибирования Micrococcus flavus полностью утрачивают антимикробную активность, в результате чего на контрольных чашках Петри с этими вариантами происходит вторичный рост тест-культур.
Таким образом, экспериментально установленные факты антибактериальной и фунгицидной актиивности образцов водного состава модифицирующего препарата, исследованных в лабораторных условиях на тест-культурах в агаризованной среде, безусловно подтверждают технический результат преимущества заявляемого способа получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, обладающего антимикробным действием и способа его получения перед известной композицией, содержащего в своем составе наностуктурные частицы серебра в водной дисперсии, выбранной в качестве прототипа.
Серия №3. Экспериментальные исследования по определению антитоксической активности текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата
Методика испытаний по определению антитоксической активности текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата
Эффективность антитоксической активности текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата, в составе которого включен гидрозоль катионов серебра, изучалась в процессе моделирования очистки воздуха летучих углеводов (тестовых загрязнителей воздуха: паров ацетона и углекислого газа), растворенных в воздушной среде изолированного герметичного бокса по разработанной методике на созданном специальном лабораторном контрольно-измерительном комплексе [патент на изобретение РФ №2400286 от 13 марта 2009, опубл. 27.09.2010 Бюл. №27. Фильтрующий материал для очистки жидких и газообразных веществ и способ его получения] при очистке загрязнителей воздуха тканью полиамидной (ПА) цвета хаки с заранее пропитанным водным составом модифицирующего препарата.
Материалы и методы
Для проведения исследования по очистке воздуха от указанных токсических примесей были изготовлены 2 экспериментальных образца текстильных материалов с обработкой ткани водным составом модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000003% масс. и 0,000012% масс.
Для создания двух экспериментальных образцов использовали:
а. В качестве основы:
- ткань полиамидную (ПА) цвета хаки;
б. В качестве активного катализатора:
- 2 варианта экспериментальных образцов водного состава модифицирующего препарата, содержание ингредиентов в 1-м литре препарата которых соответственно составляет, мг/л:
Образец №1:
| катионы серебра | 0,000003 |
| эмульгатор | 0,0000001 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,001 |
| вода | 99,9969969 |
Образец №3:
| катионы серебра | 0,000012 |
| эмульгатор | 0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,0025 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,003 |
| вода | 99,99448775 |
При этом в образце №1 в качестве стабилизатора из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера использовали 0,3% водный раствор поливинилового спирта марки 11/2, в образце №3
- 0,3% водный раствор лака акрилового ВД-АК-1113.
Обработка образцов текстильного материала ткани полиамидной (ПА) цвета хаки выбранными 2-мя вариантами водного состава модифицирующего препарата на практике осуществляется с помощью заявляемого способа.
Варианты примеров конкретного выполнения способа получения модифицированного текстильного материала, применяемого для очистки моделируемых токсических примесей в воздушной среде камеры:
Пример 1. Готовят экспериментальный образец №1 водного состава модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000003% масс. в количестве 1 л. Для нанесения водного состава модифицирующего препарата на выбранный образец текстильного материала размером 340×530 мм его помещают в ванну с залитым в нее водным составом модифицирующего препарата объемом из расчета 50-100 мг/м2 и пропитывают образец материала в течение 45-60 мин при температуре водного раствора препарата 20°С±2°С. После чего изымают
пропитанный водным составом модифицирующего препарата образец из ванны осуществляют последующую сушку волокон материала при температуре 50-60°С в течение 1,5-3,0 час. Для обеспечения жесткости образец текстильного материала прикреплялся к опорной пластине из толстого картона тех же размеров. Образец №1 текстильной ткани с нанесенным на ее поверхность модифицирующим препаратом готов к применению.
Пример 2. В соответствии с приведенным в описании заявки примером 1 готовят образец №2 водного состава модифицирующего препарата с концентрацией катионов серебра 0,000012% масс. в количестве 1 л.
Нанесение водного состава модифицирующего препарата на выбранный образец текстильного материала размером 340×530 мм. Последующую сушку осуществляют аналогично выше описанному способу в примере 1.
Для обеспечения жесткости образец текстильного материала прикреплялся к опорной пластине из толстого картона тех же размеров. Образец №2 текстильной ткани с нанесенным на ее поверхность модифицирующим препаратом готов к применению.
Эффективность очистки воздуха от токсических тестовых загрязнителей воздуха изготовленными образцами №1, №2 текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата в соответствии с выше описанными примерами №1, №2, проводили на примере очистки воздуха от смеси ОСЧ ацетона и углекислого газа на специальном лабораторно-измерительном комплексе.
Комплекс состоит из следующих частей:
- герметичного бокса объемом 200 л, выполненного из нержавеющей стали;
- компьютера, осуществляющего регистрацию и отображения сигналов сенсора в реальном масштабе времени.
В боксе размещен электронагреватель для испарения жидкого тестового вещества.
В боковой стенке бокса имеются штуцеры для ввода в бокс газообразных тестовых загрязнителей и подключения внешнего сенсора газов.
Для измерения концентрации летучих углеводов в процессе испытаний применяются стационарные газоанализаторы серии «ИГС-98», производства ФГУП НПП «ДЕЛЬТА». Необходимые для испытаний газовые сенсоры подключаются к системе регистрации данных контрольно-измерительного комплекса.
Для регистрации концентрации углекислого газа использовался внешний оптический инфракрасный газовый сенсор ИГС-016-00, имеющий встроенный микропроцессор для рециркуляции воздуха из бокса. Диапазон измерения относительной концентрации углекислого газа 0-1%. Точность измерения сенсора ±0,1%.
Для регистрации концентрации паров ацетона использовался газовый термокаталитический сенсор углеводородов.
Предварительно термокаталитический сенсор углеводородов был откалиброван в испытательном боксе на парах ОСЧ ацетона (мВ/мг). Точность измерения сенсора ±10%.
Все газоанализаторы сертифицированы в Российской Федерации и прошли государственную поверку.
Вне бокса размещены блок питания и обработки сигналов газовых сенсоров и электронный блок обработки сигналов и связи с компьютером.
Перед испытаниями изготовленный образец текстильного материала устанавливались вертикально к стенке бокса.
Для обеспечения потока воздуха и контактирования его с испытуемым образцом текстильного материала в боксе размещался вентилятор, который устанавливался напротив образца у противоположной стенки бокса. В качестве вентилятора использовался вентилятор типа CF3-2. Последовательность проведения эксперимента
После размещения в боксе испытуемого образца текстильного материала бокс закрывался, и включалось все используемое оборудование.
Последовательность проведения испытаний на тестовом загрязняющем веществе - парах ОСЧ ацетона
Через некоторое время (~10 мин) после начала эксперимента в бокс на нагретый испаритель производится впрыск и испарение тестового загрязняющего вещества: 100 мг ОСЧ ацетона.
Для регистрации концентрации паров ацетона использовался газовый термокаталитический сенсор углеводородов.
Предварительно термокаталитический сенсор углеводородов был откалиброван в испытательном боксе на парах ОСЧ ацетона (в мВ /мг). Точность измерения сенсора была не хуже ±5%.
Далее в течение ~1,5…2,5 часов производится регистрация и запись показаний термокаталитического сенсора углеводородов. При этом регистрируется уменьшение уровня концентрации тестового загрязняющего вещества паров ОСЧ ацетона.
Результаты записываются в памяти компьютера и представляются в виде зависимости, показывающей падение концентрации тестового загрязняющего вещества - паров ОСЧ ацетона во времени.
Скорость деструкции паров ОСЧ ацетона представляется изменением величины концентрации паров во времени - мг/час.
Последовательность проведения испытаний на тестовом загрязняющем веществе - углекислом газе
Через некоторое время (~10 мин) после начала эксперимента в бокс через воздушный штуцер производится впрыск тестового загрязняющего вещества: углекислого газа.
Для регистрации концентрации углекислого газа использовался внешний оптический инфракрасный газовый сенсор ИГС-016-00, имеющий встроенный микрокомпрессор для рециркуляции воздуха из бокса. Диапазон измерения относительной концентрации углекислого газа: 0-1%, и точность измерения: ±0,1%.
Далее в течение ~1,5…2,5 часов производится регистрация и запись показаний сенсора углекислого газа. При этом регистрируется уменьшение уровня концентрации тестового загрязняющего вещества: углекислого газа.
Результаты записываются в памяти компьютера и представляются в виде зависимости, показывающей падение концентрации тестового загрязняющего вещества - углекислого газа в боксе, во времени.
Скорость деструкции углекислого газа представляется изменением величины относительной объемной концентрации во времени: %/об/час и может быть пересчитана в абсолютные величины, мг/час.
Последовательность проведения испытаний на двухкомпонентной смеси загрязняющих веществ - углекислом газе и парах ацетона
Через некоторое время (~10 мин) после начала эксперимента в бокс через воздушный штуцер производится впрыск тестового загрязняющего вещества: углекислого газа.
Для регистрации концентрации углекислого газа использовался внешний оптический инфракрасный газовый сенсор ИГС-016-00, имеющий встроенный микрокомпрессор для рециркуляции воздуха из бокса. Диапазон измерения относительной концентрации углекислого газа: 0-1%, и точность измерения: ±0,1%.
Далее в бокс на нагретый испаритель производится впрыск и испарение тестового загрязняющего вещества: 100 мг ОСЧ ацетона.
Для регистрации концентрации паров ацетона использовался газовый термокаталитический сенсор углеводородов.
Предварительно термокаталитический сенсор углеводородов был откалиброван в испытательном боксе на парах ОСЧ ацетона (в мВ /мг). Точность измерения сенсора была не хуже ±5%.
Далее в течение ~1,5…2,5 часов производится регистрация и запись показаний сенсора углекислого газа и термокаталитического сенсора углеводородов. При этом регистрируется уменьшение уровня концентрации тестовых загрязняющих веществ: углекислого газа и паров ОСЧ ацетона. Результаты записываются в памяти компьютера и представляются в виде зависимости, показывающей падение концентрации тестовых загрязняющих веществ в боксе во времени.
Скорость деструкции углекислого газа представляется изменением величины относительной объемной концентрации во времени: %/об/час и может быть пересчитана в абсолютные величины, мг/час.
Скорость деструкции паров ОСЧ ацетона представляется изменением величины концентрации его паров во времени - мг/час.
Перед проведением испытаний был проведен тест испытательного бокса на его герметичность на парах ацетона, по приведенной выше методики. При этом для обеспечения перемешивания воздушной среды внутри закрытого бокса в нем размещался электровентилятор типа CF3-2.
В процессе проведенных тестовых испытаний по определению герметичности испытательного бокса, было определено, что погрешность вносимая боксом в процесс измерения уровня концентрации тестового загрязняющего вещества - паров ОСЧ ацетона равна 3,3%/час от исходного максимального значения и по результатам измерений становится ясно, что при проведении стандартных испытаний воздухоочистителей в течение 1,5…3 часов относительная погрешность, вносимая испытательным боксом
является вполне приемлемой величиной для измерения физических экспериментальных данных.
Результаты испытаний по определению антитоксической активности текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата
Результаты оценки эффективности очистки воздуха воздухоочистителем от тестовых загрязняющих веществ, в частности смеси углекислого газа и паров ОСЧ ацетона, исследуемыми образцами текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата приведены в таблице 9.
В результате проведенных лабораторных испытаний изготовленных вариантов текстильного материала, применяемого для очистки воздуха установлено следующее.
При очистке воздуха в герметично закрытом боксе от моделируемых тестовых загрязнителей от у всех двух вариантов образцов текстильного материала, полученного в соответствии с заявляемым способом, в течение заданного времени фильтрации воздуха происходит значительное уменьшение в воздухе концентрации тестовых загрязняющих веществ углекислого газа и паров ОСЧ ацетона от первоначально созданной в боксе концентрации.
При очистке воздуха обоими образцами текстильного происходит значительное уменьшение концентрации углеводородов по ацетону от первоначально созданной в камере концентрации со скоростью деструкции 14,3-17,4 мг/час, а также происходит значительная деструкция углекислого газа со скоростями 133-269 мг/час, при начальных концентрациях ~0,49%-0,554% CO2, что превосходит уровень очистки, например существующего парка воздухоочистителей фотокаталитического типа по ацетону, и не имеет аналогов по углекислому газу:
MIDEA, модель KJ180-T, производство Китай;
DAIKIN, модель MC704VM, производство Япония;
BORK, модель APRJH1515SI, производство Германия;
VITEK, модель VT-1775, производство Австрия;
NHW, модель 968, производство Китай.
При этом деструкция каждого загрязнителя происходит по схеме, идентичной деструкция моно загрязнителя, то есть эффективность очистки воздуха текстильным материалом мало зависит от количества загрязняющих веществ в воздухе без влияния процесса деструкции одного вещества на другое.
Проведенные испытания показали высокую эффективность каталитических свойств антитоксической активности текстильного материала, обработанного водным составом модифицирующего препарата в соответствии с заявляемым способом.
Таким образом, на основании проведенных исследования подтвержден технический результат заявляемого изобретения и достигнут способ получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, за счет повышения качества получения водного состава модифицирующего препарата с заданными параметрами его физико-химических свойств и управления концентрацией стабилизированного состава гидрозоля катионов серебра при его нанесении на окрашенную поверхность текстильных материалов.
1. Способ получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов, содержащих синтетические волокна или их смеси, с комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств, включающий их обработку водным составом при температуре 20°C±2°C, содержащим гидрозоль серебра, стабилизированный высокомолекулярными соединениями, отличающийся тем, что в качестве гидрозоля серебра, обладающего комплексом светостабилизирующих, антимикробных и антитоксических свойств красителей текстильных материалов, используют гидрозоль катионов серебра, содержащий в своем составе катионы серебра, эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества бис-2-этилгексил сульфосукцината натрия, восстановитель катионов серебра из группы органических пищевых кислот, включающий лимонную кислоту, или соли лимонной кислоты, или аскорбиновую кислоту, в которые дополнительно вводят стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в виде 0,1-0,3% водного раствора поливинилового спирта или водного раствора акрилового полимера или сополимера и получают водный состав модифицирующего препарата при следующем соотношении компонентов, % масс.:
| катионы серебра | 0,000003-0,000012 |
| эмульгатор | 0,0000001-0,00000025 |
| восстановитель катионов серебра | 0,001-0,0025 |
| стабилизатор из группы высокомолекулярного | |
| гидроксилсодержащего полимера | 0,001-0,003 |
| вода | 99,9969969-99,99448775 |
который наносят сплошным слоем на окрашенную поверхность текстильных материалов в количестве 50-100 мл/м2 путем их пропитки в течение 45-60 мин при температуре водного раствора препарата 20°C±2°C, и осуществляют последующую сушку волокон материала при температуре 50-60°C в течение 1,5-3,0 час.
2. Способ получения окрашенных тканых и нетканых текстильных материалов по п. 1, отличающийся тем, что перед смешиванием гидрозоля катионов серебра со стабилизатором приготовленный стабилизатор из группы высокомолекулярного гидроксилсодержащего полимера в количестве 0,001-0,003% масс. предварительно нагревают до 50-60°C и смешивают с гидрозолем катионов серебра, содержащим 0,000003-0,000012% масс. катионов серебра, 0,0000001-0,00000025% масс. эмульгатора, 0,001-0,0025% масс. восстановителя катионов серебра, 99,9969969-99,99448775% масс. воды, и охлаждают до комнатной температуры.
