Способ противоклещевой пропитки текстильных материалов

Изобретение относится к текстильному отделочному производству, а именно к технологии пропитки инсектицидами текстильных материалов из натуральных и искусственных волокон, и может быть использовано при изготовлении материалов для защитной одежды, палаток. С помощью изобретения материал приобретает высокую противоклещевую активность, которая сохраняется после многократных стирок. 1 табл.

 

«Изобретение «СПОСОБ ПРОТИВОКЛЕЩЕВОЙ ПРОПИТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ» относится к текстильному отделочному производству, а именно к технологии пропитки текстильных материалов из натуральных и искусственных волокон, и может быть использовано при изготовлении материалов для одежды, тентов, верхних частей оборудования и др. С помощью изобретения «СПОСОБ ПРОТИВОКЛЕЩЕВОЙ ПРОПИТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ» ткань приобретает противоклещевую активность, сохраняя ее на требуемом уровне после многократных стирок.

Одними из опаснейших кровососущих насекомых на территотии Российской Федерации являются иксодовые клещи.

Иксодовые клещи (лат. Ixodidae) - семейство клещей из отряда Ixodida надотряда паразитиформных (Parasitiformes). Насчитывают свыше 650 видов. Иксодовые клещи являются кровососущими паразитами, и при укусе зараженного энцефалитом клеща вирус со слюной попадает в кровь теплокровного животного. Большинство случаев укусов в России связано с двумя видами клещей рода Ixodes: собачьим (Ixodes ricinus) и таежным (Ixodes persulcatus) клещами. Эти виды, наряду с некоторыми клещами рода Dermacentor (например, D. silvarum), являются переносчиками клещевого энцефалита, клещевого боррелиоза (болезни Лайма) и некоторых других болезней (геморрагической лихорадки Крым-Конго, туляремии, бабезиозов и др.). Один клещ может иметь несколько возбудителей. В этом случае при укусе угрожает заражение такими же смешанными заболеваниями (микстинфекциями).

Профилактика от нападения клещей у людей состоит в использовании различных средств индивидуальной защиты. Наиболее эффективными средствами защиты являются защитные (противоклещевые) костюмы и противоклещевые защитные препараты. Такие препараты в зависимости от действующего вещества делятся на 3 группы:

1. Репеллентные - отпугивают клещей;

2. Инсектицидные - убивают;

3. Инсектицидно-репеллентные - препараты комбинированного действия, то есть убивающие и отпугивающие клещей.

К первой группе относятся средства, содержащие диэтилтолуамид (ДЭТА) или различные душистые вещества. Их наносят как на одежду, так и на открытые участки тела в виде круговых полос вокруг коленей, щиколоток и груди. Клещ избегает контакта с репеллентом и начинает ползти в противоположную сторону. Так американская компания «Palsa Outdoor Products)), изготовляющая специальное туристическое снаряжение поставляет в продажу одежду в герметичной упаковке с вложенной кассетой, содержащей летучий препарат на основе ДЭТА. На пути к потребителю она пропитывается парами репеллента, а после вскрытия упаковки сохраняет репеллентные свойства в течение от одного до полутора месяцев.

Препараты второй и третьей группы содержат различные инсектициды пиретроидного ряда (альфа-циперметрин, перметрин), которые достаточно токсичны для человека при нанесении на кожу. Поэтому такие препараты используют для обработки (пропитки) одежды, палаток и тентов.

Однако простая пропитка одежды противоклещевыми препаратами имеет ограниченный срок действия и ее эффект практически полностью исчезает после первой же стирки. Таким образом, более эффективным было бы введение инсектицидного действующего вещества непосредственно в ткань, таким образом, что бы изделие из нее выдерживала многократную стирку без потери защитного действия.

Существуют два основных подхода (способа) к получению ткани с защитной противоклещевой пропиткой.

Первый заключается во введении действующего вещества непосредственно в материал нитей либо в процессе прядения из раствора полимера, либо при формовке расплавов полимеров. Однако введение пиретроидых соединений возможно только в ограниченное количество синтетических полимерых волокон, растворимых в органических растворителях. Введение же пиретроидов непосредственно в расплав полимеров при температуре их формовки может привести к их частичному или полному разрушению. Кроме того, молекулы инсектицидов, находящиеся в глубине полимерного волокна, не будут испаряться и контактировать с телом клеща.

Второй подход, заключается в том, что действующее вещество наносится и закрепляется на поверхности нитей за счет специальных методов обработки тканей. При этом, как и в первом случае, необходимо избежать проведения процессов пропитки сушки при высоких температурах.

На этом принципе построена технология, недавно запатентованная исследователями из ивановского Института химии растворов РАН. Материал обрабатывают в две стадии - сначала на текстильном предприятии пропитывают раствором специального модификатора репеллента и сушат. Модификатор можно наносить и как отдельное вещество, и как элемент заключительной обработки, придающей ткани, например, огнезащитные свойства или снижающей ее усадку. Вторая стадия обработки проходит после пошива готового изделия: аэрозольным методом наносят репеллент на основе ДЭТА, а потом сушат без нагревания. В герметичном пакете костюм можно хранить три месяца, а после извлечения он отпугивает клещей в течение двух месяцев - примерно столько и длится опасный сезон для людей, работающих в тайге. Сейчас экспериментальные образцы испытывают сотрудники ЗАО «Архангельскгеологоразведка». Однако диэтилтолуамид (ДЭТА) не убивает клещей, что снижает защитные свойства такого костюма

Для обработки ткани пиретроидом перметрином швейцарские химики из компании «Санитайзед» предложили одностадийный способ. Ткань пропитывают раствором препарата так, чтобы его концентрация была 4-6% от массы сухого материала. Добавка самосшивающегося связующего (в концентрациях 50-100 г/л) позволяет сохранить перметрин на ткани даже после многократной стирки, однако для этого надо нагреть пропитанную ткань на полминуты до 150°C, тогда полимерное связующее прочно закрепится на волокне. При таком нагреве часть действующего вещества неизбежно улетит, однако при тщательном соблюдении всех технологических параметров процесса выполняются самые жесткие требования по репеллентному эффекту, которые предъявляет Федеральное ведомство Германии по военной технологии и поставкам: количество перметрина на ткани - 1300±300 мг/м2, а после 25 стирок остается не менее 300 мг/м2, что еще обеспечивает репеллентный эффект на минимально допустимом уровне. Данный вид обработки не имеет ограничения по сроку действия (связанного, как в предыдущих случаях, с летучестью препарата), он сохраняется на протяжении всего срока службы изделия. Готовое изделие не требует герметичной упаковки и не имеет запаха. Обработанная таким способом полевая одежда принята на вооружение в частях бундесвера. Известны аналогичные легкие финские костюмы с перметрином, которые выдерживают пятьдесят стирок.

В России ткань, обработанную по технологии «Санитайзед», то есть с «пришитым» перметрином, выпускает расположенный в Пермском крае комбинат «Чайковский текстиль» - одно из ведущих отечественных предприятий, изготавливающих ткани для спецодежды.

В качестве прототипа известен защитный костюм «Биостоп» содержащий специальные вставки из ткани с отравляющей клеща пропиткой циперметрином. Семь вставок расположены на костюме так, что клещ в любом случае пересечет одну из них. Над вставками есть складки, которые задерживают паразитов на пропитанном участке костюма. В среднем уже через четыре минуты клеща ждет паралич и гибель. Костюм безопасен для человека, действует в течение трех лет и выдерживает до пятидесяти стирок. Три года костюм испытывали в тайге, и за это время не было зафиксировано ни одного укуса. Роспотребнадзор определил его защитный коэффициент в 100% с пометкой «по эффективности значительно превышает все известные отечественные и зарубежные образцы».

Задача решаемая заявленным изобретением «СПОСОБ ПРОТИВОКЛЕЩЕВОЙ ПРОПИТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ» создание способа пропитки текстильных материалов растворами инсектицидов пиретроидного ряда, для придания им высокой противоклещевой активности и устойчивости к многократным стиркам.

Предлагается новый способ пропитки ткани для придания ей противоклещевой активности.

Технический результат - получение ткани с противоклещевой пропиткой, выдерживающей многократную стирку.

Сущность способа заключается в следующем. Для обработки использовали смесевую ткань (53% хлопок, 47% полиэфирное волокно). В ткани используется переплетение особого саржевого типа, при котором полиэфирные волокна выведены на лицевую сторону, а хлопок на изнанку (к телу). Это дает двойной эффект: полиэфирное волокно с лицевой стороны увеличивает стойкость ткани к истиранию и обеспечивает прочность крашения и нанесения пропитки, хлопок с изнаночной стороны улучшает гигиенические свойства ткани.

На образцы ткани размером 20×30 см различными способами были нанесены отделочные композиции, содержащие циперметрин или альфа-циперметрин. Кроме циперметрина и альфа-циперметрина в состав композиции входили вещества, закрепляющие его на обработанном материале (катионные и анионные полиэлектролиты отечественного и импортного производства, соли магния) Эти компоненты широко используются в текстильной промышленности для пропитки тканей. Для получения защитных композиций использовались 3 рабочих раствора при следующем содержании компонентов, мас. % или г/л:

1. Растворы циперметрина или альфа-циперметрина в этиловом или изопропиловом спирте с концентрацией 0.5-25.0%;

2. Водные растворы катионного полиэлектролита - сополимера диметиламина и эпихлоргидрина с концентрацией 1,0-100,0 г/л и соли магния (хлорида, нитрата) с концентрацией 0,5-50,0 г/л;

3. Водные растворы анионного полиэлектролита - сополимера метакриловой, акриловой, малеиновой кислот и их эфиров (поликарбоксилата) с концентрацией 2.0-50.0 г/л.

Циперметрин или альфа-циперметрин наносился на материал методом Layer-by-Layer, послойно чередуя его с закрепителем.

Полученные образцы были исследованы на содержание альфациперметоина непосредственно после обработки, а так-же после однократной и пятикратной стирки.

Пример 1. Образец ткани пропитывали в 0.5-25.0% растворе циперметрина или альфа-циперметрина в течение 1-25 мин при температуре 15-35°C. Затем ткань подвергали плюсовке (отжимали между валками). После этого ткань пропитывали в водном растворе содержащем катионный полиэлектролит - сополимер диметиламина и эпихлоргидрина в концентрации 1,0-100,0 г/л, хлорид или нитрат магния - 0,5-50 г/л, в течение 1-30 мин при температуре 15-35°C. Ткань повторно подвергали плюсовке и сушили при 15-80°C. После этого ткань пропитывали в растворе содержащем анионный полиэлектролит - поликарбоксилат в концентрации 2.0-50.0 г/л в течение 1-25 мин при температуре 15-35°C. Образец ткани опять подвергали плюсовке и сушили при температуре 15-80°C.

Пример 2. Образец ткани пропитывали в 0.5-25.0% растворе циперметрина или альфа-циперметрина в течение 1-25 мин при температуре 15-35°C. Затем ткань подвергали плюсовке (отжимали между валками). После этого ткань пропитывали в водном растворе содержащем катионный полиэлектролит - сополимер диметиламина и эпихлоргидрина в концентрации 1,0-100,0 г/л, хлорид или нитрат магния - 0,5-50 г/л, в течение 1-30 мин при температуре 15-35°C. Ткань повторно подвергали плюсовке и сушили при 15-80°C. После этого ткань пропитывали в растворе содержащем анионный полиэлектролит - поликарбоксилат в концентрации 2.0-50.0 г/л в течение 1-25 мин при температуре 15-35°C. Образец ткани опять подвергали плюсовке и сушили при 15-80°C. Затем образец ткани повторно пропитывали в 0.5-25.0% растворе циперметрина или альфа-циперметрина в течение 1-25 мин при температуре 15-35°C. Образец ткани опять подвергали плюсовке и сушили при температуре 15-35°C.

Пример 3. Образцы обработанной различными способами ткани (4 шт.) площадью 100.00 см² экстрагировали 15 мл четыреххлористого углерода при комнатной температуре в течение суток. Массовую долю альфа-циперметрина определяли методом ГЖХ на хроматографе марки "Кристалл-люкс 4000М" с пламенно-ионизационным детектором и капилярной колонкой с фазой длиной 30 м и внутренним диаметром 0.32 мм с жидкой фазой OV-1. Время удерживания альфа-циперметрина 18.79 мин. Расчет массы альфациперметрина проводили методом абсолютной градуировки по стандартному раствору альфа-циперметрина (0.2 мг/см³).

Количество альфа-циперметрина в исходных образцах составило:

Образец №1 -0.141 г/м²;

Образец №2 - 0.127 г/м²;

Образец №3 - 0.188 г/м²;

Образец №4 - 0.700 г/м²;

Образцы тканей стирали 1 и 5 раз. Стирку проводили с использованием 1 столовой ложки стирального порошка на 0.5 л воды при 40°C в течение 1 часа. После высушивания определяли содержание альфа-циперметрина по вышеприведенной методике. Полученные результаты представлены в таблице.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемое решение соответствует критериям «новизна», «изобретательский уровень», и «промышленная применимость» - способ испытан в промышленных условиях».

Способ пропитки текстильных материалов, заключающийся в том, что образец ткани пропитывают спиртовым раствором циперметрина или альфа-циперметрина с концентрацией 0.5-25.0% и после отжима последовательно в 2 стадии водными растворами закрепителей, содержащими катионный полиэлектролит - сополимер диметиламина и эпихлоргидрина в концентрации 1,0-100,0 г/л, соль магния (хлорид, нитрат) 0,5-50,0 г/л и анионный полиэлектролит - поликарбоксилат в концентрации 2.0-50.0 г/л, в течение 1-25 мин при температуре 15-35°С с отжимом и сушкой при температуре 15-80°С после каждой стадии.