СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ БИОПОВРЕЖДЕНИЙ Российский патент 2006 года по МПК D06B1/00 D06M16/00 D06M13/507 

Изобретение относится к отделке текстильных материалов, в частности к способам придания им биозащитных свойств.

Наиболее близким аналогом является способ защиты текстильного материала от биоповреждений путем пропитки материала раствором биоцидного этоксисилилметилстаннанхлорида общей формулы

(С₂H₅O)_n Ме_3-n SiCH₂ SnR₂Cl, где

а) R-этил, n=2 или 3;

б) R-бутил, n=1, 2 или 3

(SU 790695, кл. D 06 М 13/50, оп. 1983).

Техническим результатом изобретения является придание текстильным материалам из различных волокон, в том числе и окрашенных, биозащитных свойств, устойчивых к мокрым обработкам, и расширение ассортимента биозащитных материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что способ защиты текстильного материала от биоповреждений, включает пропитку раствором биоцидного алкоксисилоксанового производного 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина в органическом растворителе или водной эмульсией, сушку при комнатной температуре и термообработку при температуре 100-150°С или выдержку при комнатной температуре в течение 24 часов. Пропитку указанными растворами проводят в присутствии γ-аминопропилтриэтоксисилана.

Алкоксисилоксановые производные 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина являются новыми соединениями. Их получают конденсацией 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина с алкоксисилоксанами при нагревании с одновременной отгонкой от реакционной смеси алифатического спирта. Используют следующие алкоксисилоксаны: гексаметоксидисилоксан, октаэтокситрисилоксан, декапропокситетрасилоксан, тетрадекабутоксигексасилоксан, этилсиликат-40. В результате получают соединения общей формулы

где R=СН₃, С₂Н₅, С₃Н₇, С₄H₉;

m=2-6; n=1-5.

Свойства биоцидных соединений представлены в табл. 1.

Пример. Текстильные материалы, в том числе и музейные экспонаты из текстиля, пропитывают раствором в органическом растворителе или водной эмульсией соединения I-V заданной концентрации - 0,01; 0,1; 1,5; 10; 15%-ной с последующей сушкой и термообработкой при температуре 140-150°С в течение 3-5 мин либо выдерживанием при комнатной температуре в течение 24 ч. Введение в пропиточную ванну препарата АГМ9 (γ-аминопропилтриэтоксисилана) в количестве 0,2-2% от массы силикона позволяет заменить термообработку при 140-150°С сушкой при 100°С.

В табл.2 приведены результаты испытаний добавок соединений (I-V) на рост тест-культур на жидкой среде Чапека, проведенных по ГОСТ 9048-15.

Из данных табл.2 видно, что соединения I-V в количестве 0,01-0,1% мас. полностью подавляют рост тест-культур.

В результате указанной обработки соединение I-V ковалентно фиксируется на волокне вследствие конденсации алкоксигрупп соединения с функциональными группами волокнообразующих полимеров (схема 1).

Определение устойчивости образов текстильного материала из шерстяного, полиамидного, полиэфирного, целлюлозного, поливинилспиртового и др. волокон, обработанных соединениями I-V, к плесневому заражению проводят по методике, разработанной в ИНМИ АН БССР [Дмитриева М.Б. Традиции и современность // сб. Экология и криптогенная ботаника в России, Санкт-Петербург 2000, с.106-107].

Образцы тканей (2·2 см) стерилизуют в УФ лучах в течение 20 мин с двух сторон. Помещают в центре чашки Петри на "голодный агар" с 2%-ным содержанием сахарозы. Голодный агар необходим для поддержания достаточно высокого уровня влажности в чашке. На образцы стерильно наносят агаровую сетку со спорами грибов Ulocladium ilicis Thom и Aspergillus niger v.Teigh. Через определенные промежутки времени с каждого образца стерильно снимают одну-две ячейки агара со спорами и под микроскопом подсчитывают количество проросших спор и отмечают характер их ветвления. Данные виды грибов выбирают потому, что представители рода Aspergillus niger среди несовершенных грибов по активности биохимического повреждения текстиля стоят на первом месте. Конидии Aspergillus niger могут вызывать гибель микромицетов - конкурентов за субстрат. Известно также, что зачатки мицелия Aspergillus niger способны выживать в условиях, когда мицелии других видов грибов оказываются уязвимыми и отмирают, кроме того, они очень удобны для микроскопирования. Метод "агаровых сеток" позволяет имитировать загрязнения материала, находящегося в благоприятных для развития микроскопических грибов условиях и дает возможность быстро (в течение 2-3 суток) определить биостойкость образцов.

Сравнение характера роста на опытных образцах и в контроле - на питательной среде позволяет количественно оценить степень биостойкости материалов

К=Т₀/Т_к,

где К - коэффициент замедления роста;

Т_к - длительность (час) развития спор до момента появления стадии ветвления в контроле (для бактерий Aspergillus niger и Ulocladium ilicis равно 10 и 34 ч соответственно),

Т₀ - то же, на опытных образцах.

Коэффициент К показывает во сколько раз замедляется рост бактерий на испытуемых образцах по сравнению с контролем. Чем выше К, тем сильнее выражены биоцидные свойства образцов.

В табл.3 приведены результаты определения биостойкости опытных образцов шерстяной ткани.

Из данных табл.3 видно, что соединения I-V уже в количестве 0,01-0,1% мас. на шерстяной ткани полностью обеспечивают 100%-ное подавление роста испытуемых тест-культур и предохраняют ткани от биоповреждений.

Кроме того, устойчивость к биоповреждениям определяют с применением почвенного метода (ГОСТ 9.060-75) по показателю коэффициента устойчивости к микробиологическому разрушению П, %.

В табл.4 представлены данные по устойчивости хлопчатобумажной ткани к микробиологическому разрушению, обработанной соединениями I-V.

Из приведенных результатов видно, что хлопчатобумажная ткань не подвергается микробиологическому разрушению. Антимикробные свойства сохраняются после 3-5 стирок.

Таблица 1
Свойства биоцидных соединений №Rmnd₄ ²⁰, г/см³M найд. выч.Элементный анализ, найд. / выч., %Брутто-формулаДанные ИК-спектров, ν см^-1      СНSiNClOR C-ClSiOCSiOSiPyridylIСН₃211.04048039,784,3511,722,8014,5832,0C₁₆H₂₁Si₂N₁Cl₂O₈740-8008101050-10801040 48239,834,3811,632,9014,7132,151520-1660IIС₂Н₅321.05089045,634,839,473,015,6828,70C₃₄H₄₂Si₃N₂Cl₄O₁₂740-8008101050-10801040 89745,524,729,393,1215,8330,101520-1660IIIС₃Н₇431.070133048,575,128,583,015,7330,12C₅₄H₆₇Si₄N₃Cl₆O₁₆740-8008101050-10801040 133948,425,048,383,1315,9030,841520-1660IVС₄Н₉651.090188042,05,818,733,6318,7334,3C₆₆H₁₁₁Si₆N₅Cl₁₀O₂₄740-8008101050-10801040 188242,115,948,953,7218,8634,91520-1660VС₂Н₅-41.055145046,533,687,633,4719,3118,20C₅₆H₅₄Si₄N₄Cl₈O₁₇740-8101050-10801040 145146,343,757,743,8619,5618,608001520-1660

Таблица 2
Биоцидная активность соединений I-V на тест-культурах по шестибальной шкале, определенная по ГОСТ 9048-75СоединениеТест-культуры№Концентрация, %Aspergillus nigerAspergillus flavusPenicillium chrysogenumUlocladium ilicisI0.1000000000.0111001122II0.1000000000.0111001111III0.1000000000.0100000000IV0.1000000000.0100000000V0.1000000000.0100000000Контроль
 055555555055555555

Таблица 3
Биоцидная активность образцов шерстяной ткани, модифицированных соединениями I-V, определенная по методу "агаровых сеток"СоединениеAspergillus nigerUlocladium ilicis№Количество (% мас.)  I0,1111,01,31,3II0,1111,01,41,4III0,11,11,11,02,02,0IV0,11,31,31,02,22,2V0,11,21,21,02,12,1

Таблица 4
Устойчивость хлопчатобумажной ткани к микробиологическому разрушению, определенная по ГОСТ 9.060-75СоединениеКоэффициент устойчивости к микробиологическому разрушению, %№Количество (% мас.)До стиркиПосле 1-й стиркиПосле 3-х стирокI0,189,288,987,80,297,997,396,7II0,188,588,087,30,298,398,097,6III0,189,488,587,70,299,699,098,6IV0,187,487,086,60,294,593,893,0V0,188,787,686,30,295,194,894,3Контроль050--049--

Способ касается защиты текстильных материалов от биоповреждений и относится к отделке текстильных материалов. Текстильные материалы, в том числе и музейные экспонаты из текстиля, пропитывают раствором биоцидного алкоксисилоксанового производного 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси) пиридина в органическом растворителе или водной эмульсией. Затем осуществляют сушку при температуре 140-150°С в течение 3-5 мин либо выдерживанием при комнатной температуре в течение 24 ч. Пропитку указанными растворами проводят в присутствии γ-аминопропилтриэтоксисилана. Техническим результатом является придание текстильным материалам из различных волокон, в том числе и окрашенных, биозащитных свойств, устойчивых к мокрым обработкам, и расширение ассортимента биозащитных материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

1. Способ защиты текстильного материала от биоповреждений, включающий пропитку раствором биоцидного алкоксисилоксанового производного 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина в органическом растворителе или водной эмульсией, сушку при комнатной температуре и термообработку при температуре 100-150°С или выдержку при комнатной температуре в течение 24 ч.2. Способ защиты по п.1, в котором пропитку указанными растворами проводят в присутствии γ-аминопропилтриэтоксисилана.