ЦЕЛЛЮЛОЗНОЕ ВОЛОКНО Российский патент 2008 года по МПК D01F2/02 

Настоящее изобретение относится к целлюлозному волокну с малой степенью биохимического разложения и со сниженной возможностью образования плесени.

Хорошо известно, что можно придать волокнам целлюлозы антимикробные свойства, используя различные добавки.

Из патента США 3296000 известен способ модификации вискозных волокон добавкой 3,4,4-треххлорокарбоанилида, чтобы обеспечить бактериостатические свойства.

В заявке ЕР-А 0728 855, описывается изготовление волокон различного происхождения, и, среди прочего, целлюлозного волокна, имеющего дезодорирующие свойства. В частности, используются фотохимические катализаторы, например окись титана (TiO₂). Кроме того, используется адсорбирующее вещество в виде фосфата трехвалентного металла и гидроокись двухвалентного металла. Кроме того, в заявке ЕР 0728855 указано, что в дополнение к веществу, имеющему дезодорирующие свойства, в качестве антимикробного компонента может быть использован металл (например, серебро, медь или цинк).

В обзоре "Функциональные волокна - тенденции и развитие продукта в Японии" исследовательского центра "Toray Research Center", 1993, заявлено, что вискозные волокна, имеющие противобактериальные и уменьшающие запах свойства, известны под фирменными названиями "CELFRESH", "PC Rayon", "CELBEL" и "CELCLEAN".

В случае волокна "CELFRESH" к вискозе добавлен активированный углерод в количестве приблизительно 30%, в случае волокна "PC Rayon" к вискозе добавлена производная фталоцианина. Что касается волокон "CELBEL" и "CELCLEAN", то здесь ионы металла вводятся в уже прядущиеся волокна в процессе дополнительной обработки.

Однако использование активизированного углерода или металлических компонентов имеет тот недостаток, что эти компоненты, как ясно из вышеупомянутого обзора, окрашены и, следовательно, оказывают отрицательный эффект на белизну готового волокна. В частности, в так называемом процессе "Лиоселл" (Lyocell), используемом для изготовления целлюлозных волокон, возникает дополнительная трудность, состоящая в том, что многие металлические компоненты снижают стабильность раствора целлюлозы.

Использование хитозана для придания дезодорирующих и/или фунгицидных свойств или бактериостатических свойств соответственно в целлюлозном волокне также известно, например, из патента США 5320903 или из документа PCT-WO 94/09192.

Кроме того, известна методика ввода антимикробных агентов в волокно или текстильные изделия.

Недостаток добавок или конечной обработки состоит в возможном токсикологическом и экологическом воздействии, например, аллергические реакции или загрязнение окружающей среды при стирке таких изделий.

Окружающие среды с повышенной влажностью воздуха содействуют росту микроорганизмов, в частности плесени, например в постельных принадлежностях, конкретно, в наволочках и пододеяльниках. Эта плесень также формирует питательную среду для клещей.

Следовательно, существует потребность на целлюлозное волокно, имеющее биоцидные свойства, которое, кроме того, совместимо с кожей.

Настоящее изобретение обеспечивает целлюлозное волокно, которое характеризуется степенью биохимического разложения менее 60% после 20 недель (измеренной в соответствии с испытанием захоронения в землю, описанное ниже). Предпочтительно целлюлозное волокно согласно изобретению имеет степень биохимического разложения менее 40%, в частности, предпочтительно менее 30% после 20 недель пребывания в земле.

Кроме того, в настоящем изобретении предлагается целлюлозное волокно, которое отличается тем, что в тесте по восприимчивости к воздействию Eurotium rubrum в количества меньше двух 2 после 4 недель (измеренному при испытании, описанном ниже, средняя величина по трем измерениям) при влажности воздуха 85%. В частности, предпочтительно, чтобы величина для восприимчивости к Eurotium rubrum составляла 1 или менее после 4 недель при влажности воздуха 85%.

Предпочтительно, чтобы целлюлозное волокно согласно изобретению имело бы указанную степень разложения и указанную величину восприимчивости к Eurotium rubrum.

Целлюлозное волокно согласно изобретению предпочтительно является волокном типа "Лиоселл".

Кроме того, целлюлозное волокно согласно изобретению предпочтительно отличается тем, что оно, в основном, свободно от антимикробных веществ. "В основном свободно" означает, что волокно не содержит никаких дополнительных антимикробных агентов, кроме веществ, которые содержатся в волокне в результате нормальных условий соответствующего производственного процесса и которые возможно также демонстрируют антимикробную активность.

Мы обнаружили, что в случае волокон "Лиоселл" рост микроорганизмов замедляется или предотвращается вообще по сравнению с другими целлюлозными волокнами типа волокон вискозы или хлопка.

В процессе прядения из раствора полимера целлюлоза растворяется непосредственно в органическом растворителе без формирования производной, и из раствора вытягиваются волокна. Такие волокна также известны как волокна "солвент-спан" или "Лиоселл". "Лиоселл" - родовое название, выделенное организацией BISFA (Международное бюро по стандартизации химических волокон) для целлюлозных волокон, которые получены, растворяя целлюлозу в органическом растворителе без формирования производной, и экструдируя волокна из указанного раствора посредством сухо-влажного процесса прядения или процесса мокрого вытеснения расплава. Органический растворитель является смесью органического вещества и воды. В настоящее время в качестве органического растворителя широко используется N-метил-морфолин-N-оксид.

В указанном процессе раствор целлюлозы обычно экструдируется с помощью экструзионной головки формовочной машины. Через воздушный зазор полученный раствор поступает в осадительную ванну, в которой при осаждении образуется сформованное тело. Сформованное тело промывается и сушится на дальнейших стадиях обработки. Процесс для производства волокон "Лиоселл" описан, например, в патенте США 4246221. Волокна "Лиоселл" обладают высокой прочностью на разрыв, высоким модулем влажности и высокой прочностью волокна в петле.

Настоящее изобретение также относится к использованию целлюлозного волокна согласно изобретению для изготовления пряжи, тканей, трикотажного полотна, нетканых материалов и других текстильных изделий. В частности, изобретение относится к использованию данного волокна как компонента домашних текстильных изделий типа покрывал, подушек, мебели, матрацев, полотенец, постельного белья, конкретно как заполняющееся волокно в покрытиях мебели, подушках, матрацах и т.д.

Кроме того, настоящее изобретение относится к текстильным изделиям, например к домашнему текстилю, который содержит целлюлозное волокно согласно изобретению.

Предпочтительно текстильное изделие согласно изобретению содержит целлюлозный материал в количестве, по меньшей мере, 10% по весу. В случае мебели указанное количество относится к текстильным изделиям (покрытие и т.д.) предметов мебели.

Предпочтительно целлюлозный материал в текстильном изделии содержит целлюлозное волокно согласно изобретению в количестве от 30 до 100% по весу.

Текстильные изделия, содержащие целлюлозное волокно согласно изобретению, особенно подходят как биологически активный продукт.

Для целей настоящего изобретения, "биологически активное" изделие замедляет или предотвращает рост микроорганизмов.

Благодаря сопротивлению целлюлозного волокна согласно изобретению к образованию плесени клещи и другие насекомые лишены своей пищевой основы. Следовательно, текстильные изделия согласно изобретению, в частности, служат как изделия, защищенные от клещей.

Примеры:

Способность к биологическому разложению

Волокна "Лиоселл" (CLY) были испытаны вместе с хлопком (BW) и вискозными волокнами (CV) на биологическую стойкость в слое почвы. По сравнению с другими целлюлозными волокнами типа BW и CV волокна "Лиоселл" показывают явно замедленный процесс разложения или биологическую активность соответственно.

Испытание в слое грунта:

Приблизительно 1 г высушенной на воздухе кардованной нетканой ткани (приблизительно 6×6 см) был помещен в сетчатый мешок из синтетической ткани (москитная сеть), которая была герметизирована изоляционной лентой.

Образцы были захоронены в контейнере (коробка размером приблизительно 100×20×15 см) в грунт садоводческого участка и выдерживались в темноте при комнатной температуре (20-25°С). Влажность почвы поддерживалась поливом водопроводной воды. Через определенный промежуток времени образцы извлекались, высушивались и взвешивались. В течение всего периода наблюдения степень разложения определялась по весу и оптически.

Результаты представлены в следующей таблице 1:

Таблица 1 % разложения после недельВолокно248121620Хлопок (BW)3452778894100Вискоза (CV), текстиль 6.7104857616469"Лиоселл" (CLY), текстиль 6.7 SI111415192128"Лиоселл" (CLY), текстиль 6.791213151620

Волокно "Лиоселл", обозначенное "SI", является волокном "Лиоселл" с добавкой кремния.

Если волокно вискозы с обозначением 6.7 сравнивается с волокном "Лиоселл" также с обозначением 6.7, различие в степени разложения 40-50% появится через 20 недель.

Было найдено, что степень биохимического разложения волокон "Лиоселл" на 50% меньше, чем степень биохимического разложения вискозы и на 80% меньше, чем таковая хлопка BW.

Испытание волокон по восприимчивости к образованию плесени

Описанные ниже испытания были проведены организацией ЕМРА (Eidgenossische Materialprufungs-und Forschungsanstalt).

Испытание проводилось по правилам CEN/TC 248/WG13/Doc N 142 - способ А2, при котором рост грибка плесени "Eurotium rubrum" наблюдается при комнатной температуре и при влажности воздуха 75, 85 и 100%.

Влажность в сырой камере регулировалась с помощью:

NaCl для 75%

KCl для 85% и

Воды для >95%.

Eurotium rubrum HMPA 633, в основном, использовался как грибок, текстиль спор инокуляции составляла 10⁶ на 1 мл.

Рост грибков в образцах оценивался посредством следующей схемы:

Степень роста
ВеличинаОценка0Никакого видимого под микроскопом роста (увеличение 50 раз)1Никакого роста, видимого невооруженным глазом, но ясно видимого под микроскопом2Рост, видимый невооруженным глазом, охватывает 25% испытываемой поверхности3Рост, видимый невооруженным глазом, охватывает 50% испытываемой поверхности4Значительный рост, покрывающий более 50% испытываемой поверхности5Сильный рост, охватывающий всю испытываемую поверхность

Как можно видеть из следующей таблицы 2, волокно "Лиоселл" демонстрирует явное замедление роста грибков по отношению к волокнам вискозы после 4 недель при влажности воздуха 85%.

Таблица 2 Eurotium rubrum Влажность воздухаОбразец75%85%100%1 CLY 6.7 текстиль SI0/0/00/1/15/5/42 CLY 6.7 текстиль0/0/00/0/05/4/13 CV 3.3 текстиль0/0/03/4/45/5/4

Настоящее изобретение относится к технологии получения химических волокон, в частности к применению текстильных изделий из целлюлозных волокон «Лиоселл» в качестве биологически активного продукта. Волокно не содержит антимикробных веществ и характеризуется степенью биохимического разложения, не превышающей 60% после 20 недель. Коэффициент восприимчивости к Eurotium rubrum составляет менее 2 после 4 недель при влажности воздуха 85%. Волокно является также антиклещевым продуктом. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Применение текстильного изделия, содержащего целлюлозное волокно «Лиоселл» в качестве биологически активного продукта, причем указанное волокно «Лиоселл» имеет степень биохимического разложения менее 60% после 20 недель и, в основном, не содержит антимикробных веществ.2. Применение по п.1, отличающееся тем, что изделие содержит 30-100% по весу целлюлозного волокна «Лиоселл».3. Применение по п.1, отличающееся тем, что изделие представляет собой пряжу, ткань, трикотаж, домашний текстиль или нетканый материал.4. Применение по п.1, отличающееся тем, что целлюлозное волокно демонстрирует степень его биохимического разложения меньше 40% после 20 недель.5. Применение по п.1, отличающееся тем, что целлюлозное волокно демонстрирует степень его биохимического разложения меньше 30% после 20 недель.6. Применение по п.1, отличающееся тем, что целлюлозное волокно демонстрирует коэффициент восприимчивости к Eurotium rubrum менее двух после четырех недель при влажности воздуха 85%.7. Применение по п.1, отличающееся тем, что целлюлозное волокно демонстрирует коэффициент восприимчивости к Eurotium rabrum равным единице или менее после четырех недель при влажности воздуха 85%.8. Применение по п.1, отличающееся тем, что изделие является антиклещевым продуктом.