Антибактериальные и дезодорирующие волокна и текстиль

Абстрактный: В данной статье в основном рассматриваются значение и методы производства антибактериальных и дезодорирующих тканей и текстильных изделий, классификация различных антибактериальных и дезодорирующих текстильных изделий, а также методы и стандарты испытаний.

1. Обзор

Микроорганизмы играют важную роль в поддержании естественного баланса экосистем, что определяется их небольшими размерами и простой структурой. В целом, их классифицируют на три группы в зависимости от характеристик: неклеточные микроорганизмы с прокариотическими свойствами и микроорганизмы с эукариотическими свойствами. Большинство микроорганизмов безвредны или даже полезны для человека; однако некоторые из них могут представлять опасность для здоровья человека и других живых существ. Эти вредные микроорганизмы, способные вызывать заболевания, известны как патогены.

Важные виды микроорганизмов

• Бактерии

Бактерии — наиболее распространенный и разнообразный тип микроорганизмов, в основном классифицируемых по морфологии на кокки, бациллы и спирохеты. Бактерии широко распространены в природе, некоторые из них тесно связаны со здоровьем человека. Например, золотистый стафилококк может вызывать кожные инфекции и другие проблемы со здоровьем, а молочнокислые бактерии являются важным компонентом пробиотиков, способных регулировать кишечную микробиоту.

• Грибы

Две основные группы грибов — дрожжи и плесень — играют важную роль в различных отраслях промышленности, например, в пищевой промышленности, где дрожжи используются для ферментации, и в виноделии, в то время как грибы способствуют расщеплению органических веществ и участвуют в процессах производства антибиотиков. Несмотря на их роль в некоторых отраслях промышленности и экологических системах, некоторые виды грибов, такие как белый гриб, могут вызывать заболевания, например, грибок стопы, негативно влияя на здоровье человека.

• Вирусы и другие микроорганизмы

Неклеточные микроорганизмы, такие как вирусы, зависят от клеток-хозяев для выживания. Они могут вызывать серьезные заболевания, такие как грипп и COVID-19. Помимо вирусов, простейшие и цианобактерии также играют важную роль в экосистемах и используются в различных промышленных целях.

Необходимость использования антибактериальных и дезодорирующих текстильных изделий

Текстильные изделия играют важную роль в нашей повседневной жизни, поскольку непосредственно соприкасаются с кожей; поэтому поддержание их чистоты имеет важное значение как по гигиеническим соображениям, так и для общего благополучия.

• Влияние микроорганизмов на натуральные волокна

Натуральные материалы, такие как хлопок и шерсть, склонны привлекать микроорганизмы из-за своей способности легко впитывать влагу, что известно как гигроскопичность. В местах с высокой влажностью микроорганизмы, такие как Aspergillus niger и Penicillium, могут быстро размножаться на хлопковых волокнах, вызывая рост плесени, которая проявляется в виде желтого изменения цвета поверхности волокон, неприятного запаха и снижения прочности.

• Особые проблемы, связанные с синтетическими волокнами

Несмотря на то, что в составе синтетических волокон отсутствуют необходимые элементы, масла и добавки, используемые в процессе производства, могут обеспечивать питательные вещества, необходимые для размножения бактерий. Например, липидные соединения, прилипшие к полиэфирным волокнам, могут способствовать росту кишечной палочки (Escherichia coli), что приводит к обесцвечиванию ткани и ухудшению ее эксплуатационных характеристик со временем.

• Образование и вред запахов

В организме человека естественным образом вырабатываются секреты. Пот служит питательной средой для микроорганизмов. Когда эти микроорганизмы расщепляют компоненты пота, они выделяют вещества, такие как ненасыщенные жирные кислоты и аммиак, которые могут приводить к неприятному запаху. Это может не только сделать ношение одежды неудобным, но и потенциально вызвать раздражение кожи.

По сути, создание тканей с дезодорирующими свойствами оказывается ценным решением вышеупомянутых проблем. Эта разработка играет важную роль в повышении удовлетворенности пользователей и содействии общественному благополучию.

Разработка антибактериальных и ароматизирующих текстильных изделий

Истоки антимикробных тканей восходят к древним временам в Египте, около 4000 лет назад, когда люди использовали травы и минералы для сохранения и продления срока службы текстильных изделий. В течение столетия достижения в химической технологии привели к усовершенствованию методов антибактериальной обработки. Во время Второй мировой войны антимикробные технологии сыграли важную роль в обработке военной формы для поддержания гигиены солдат в сложных условиях.

• Методы посторганизации

Первоначально антибактериальная обработка и контроль запаха тканей в значительной степени основывались на таких методах, как распыление или нанесение веществ на поверхность ткани. Хотя этот метод прост, его антибактериальная эффективность со временем снижается, особенно после многократной стирки.

• Разработка антибактериальных волокон

В 1990-х годах исследователи начали изучать возможность интеграции элементов непосредственно в структуру волокон для создания волокон, обладающих длительными антибактериальными свойствами. Такой подход значительно повышает прочность и безопасность тканей.

• Будущие тенденции

Повышение осведомленности о проблемах охраны окружающей среды вызвало интерес к изучению природных антибактериальных материалов, таких как хитозан и растительные экстракты, для создания экологически чистых антибактериальных тканей. В дальнейшем ожидается, что антибактериальные и дезодорирующие текстильные изделия будут развиваться в сторону более универсальных вариантов, чтобы удовлетворить растущие потребности рынка.

2. Антибактериальный финишный агент и механизм антибактериального действия

Антибактериальные агенты играют важную роль в придании текстильным изделиям антибактериальных свойств, и конкретные типы и характеристики этих агентов напрямую влияют на эффективность антибактериальных свойств текстиля. Правильный выбор и применение этих агентов может значительно повысить гигиеничность и долговечность текстильных изделий.

Факторы, которые следует учитывать при оценке и выборе противомикробных препаратов

Выбор антибактериальных препаратов предполагает тщательное рассмотрение различных факторов, таких как:

• Антибактериальный эффект: Антибактериальные средства должны обладать хорошими антибактериальными свойствами широкого спектра действия и значительным ингибирующим эффектом в отношении распространенных патогенных бактерий (таких как золотистый стафилококк и кишечная палочка) и грибов.
• Долговечность:Антибактериальные свойства должны оставаться стабильными в условиях воздействия света, влажности и многократного мытья.
• Безопасность: Антибактериальные средства должны быть нетоксичны для человеческого организма, не вызывать раздражения кожи и соответствовать требованиям охраны окружающей среды.
• Совместимость:Антибактериальные средства должны быть совместимы с текстильными материалами и не оказывать негативного воздействия на физические свойства волокон.
• Экономика:Стоимость производства является важным ограничивающим фактором для крупномасштабных применений, требующим баланса между производительностью и ценой.

Классификация антибактериальных отделочных материалов

Различные типы отделочных материалов подразделяются в основном на неорганические соединения, органические вещества или природные продукты в зависимости от их химического состава и происхождения, причем каждый из них имеет свои преимущества и специфические области применения.

• Неорганические антибактериальные агенты

Ионы металлов, такие как ионы в неорганических антибактериальных агентах, прикрепляются к стенкам микробных клеток и изменяют их структуру, эффективно предотвращая рост бактерий различных штаммов с длительным эффектом. Некоторые материалы, такие как наносеребро, широко известны своей эффективностью и безопасностью в текстильной промышленности, несмотря на свою высокую стоимость по сравнению с другими доступными сегодня вариантами.

• Органические антибактериальные агенты

К природным веществам, обладающим подобными свойствами, относятся четвертичные аммониевые соли и соединения гуанидина, а также фенолы. Эти вещества действуют либо путем проникновения в клеточные мембраны, либо путем подавления активности ферментов, эффективно уничтожая бактерии. Например, четвертичные аммониевые соединения могут уничтожать бактерии, прикрепляясь к их клеточным стенкам и изменяя функционирование мембраны. По сравнению с антибактериальными агентами, органические вещества проще модифицировать, но их действие может быть менее продолжительным.

• Антибактериальные агенты на основе натуральных продуктов

Экстракты растений, такие как масло чайного дерева и полыни, а также вещества животного происхождения, такие как хитозан и лизоцим, являются антибактериальными агентами, обладающими мощными антибактериальными свойствами и являющимися экологически чистыми благодаря своей биоразлагаемости — многообещающий аспект для будущего текстильного производства, ориентированного на устойчивость и экологичность. Способность хитозана взаимодействовать с клеточными мембранами благодаря своему положительному заряду приводит к разрушению их структуры — свойство, которое обусловило его широкое применение в медицинском текстиле.

Антибактериальный механизм действия антибактериальных отделочных материалов

Антимикробные отделочные материалы предотвращают или уничтожают микроорганизмы, используя различные механизмы действия.

Физический эффект: Изменение структуры поверхности ткани, например, создание нанопленки, может помочь предотвратить прилипание к ней микробов.

Химическое действие: Химическое воздействие заключается в уничтожении микроорганизмов путем высвобождения активных веществ, таких как ионы металлов или свободные радикалы.

Биологическое действие: Использование антибактериальных веществ и микроорганизмов, например, путем вмешательства в ферментные системы, для остановки их размножения и развития.

3. Производство антибактериальных волокон

В последние годы постоянно совершенствуются и улучшаются процессы производства антибактериальных волокон за счет включения антибактериальных элементов непосредственно в сами волокна, что позволяет продлить антибактериальную эффективность и срок службы текстильных изделий, а также повысить их экологичность и практичность.

Производство хитиновых и хитозановых волокон

Хитин и хитозан — это соединения, получаемые из панцирей креветок и крабов, известные своими сильными антибактериальными свойствами и совместимостью с живыми организмами.

Производственный процесс

Создание хитиновых и хитозановых волокон осуществляется с использованием технологии прядения. Основной процесс состоит из следующих этапов:

1. Растворите хитин или хитозан для приготовления раствора для прядения;
2. Пропустите прядильный раствор через фильеру и сформируйте первичные волокна в коагуляционной ванне;
3. Для получения антибактериальных волокон новорожденным волокнам подвергаются растягивание, стирка, сушка и другие виды обработки.

Примеры применения

Хитиновые волокна находят применение в медицине, например, в качестве перевязочных материалов и хирургических нитей, а также используются в функциональной одежде, обладающей антибактериальными свойствами и воздухопроницаемостью.

Производство смешанных антибактериальных волокон

Смешанные антибактериальные волокна создаются путем объединения бактериальных агентов с матричными полимерами в процессе прядения, что помогает поддерживать баланс между антибактериальной эффективностью и механической прочностью, делая эту технологию важнейшей для производства функциональных волокон.

Характеристики процесса

1. Тщательно перемешайте наночастицы серебра, обладающие антибактериальными свойствами, с полимерной мастербатч-смесью.
2. Для получения волокон можно использовать методы экструзионного формования из расплава или мокрого формования.
3. Обеспечьте стабильность и эффективность агентов, тщательно управляя их распространением.

Преимущества

Смесовые ткани отличаются прочностью и долговечностью, сохраняя при этом антибактериальные свойства даже после многократной стирки, в условиях частой стирки, и позволяют эффективно осуществлять крупномасштабные производственные процессы.

4. Производство антибактериального текстиля

Создание тканей включает в себя использование различных технологических методов для придания текстильным материалам эффективных антибактериальных свойств посредством специальных методов обработки, которые могут различаться в зависимости от характеристик продукта и сценариев использования.

Методы антибактериальной обработки тканей

Придание тканям необходимых свойств обычно происходит после первоначальной обработки с помощью таких методов, как пропитка или нанесение покрытия.

• Метод погружения

Техника погружения включает в себя замачивание материала в растворе для антибактериальной обработки, чтобы покрыть поверхность волокна антибактериальным веществом, после чего следует сушка и обработка для отверждения — это простой процесс, применимый к различным типам тканей.

• Метод нанесения покрытия

Процесс включает в себя смешивание веществ с покрытиями и равномерное нанесение их на поверхность ткани для создания защитного слоя, который эффективно препятствует росту бактерий и долго сохраняет свои свойства; однако это может незначительно повлиять на текстуру и воздухопроницаемость ткани.

• Метод крашения рулонным способом

Процесс окрашивания методом пропитки включает в себя непрерывное нанесение веществ на поверхность ткани, что хорошо подходит для массового производства в промышленности. Он оказывается эффективным для повышения производительности и находит широкое применение в обработке домашнего текстиля, такого как простыни и шторы, в антибактериальных целях.

Примеры антибактериальной обработки тканей

Например, антибактериальный отделочный агент DC 570,0 надежно прикрепляет активные антибактериальные компоненты к поверхности ткани посредством химических реакций и демонстрирует высокую устойчивость к стирке, обеспечивая при этом широкий спектр антибактериальных преимуществ. Кроме того, исследования показывают, что антибактериальная эффективность BEGOODTEX постоянная огнестойкая тканьСохраняет показатель выше 90% после 50 циклов стирки.

5. Производство ароматизированного текстиля

Дезодоранты для текстиля устраняют запахи из тканей посредством таких процессов, как обработка и поглощение или разложение частиц запаха, присутствующих в самом материале. Поскольку стремление потребителей к повышению качества жизни во всем мире продолжает расти, соответственно увеличивается и рынок текстильных изделий, предназначенных для борьбы с неприятными запахами.

Механизм дезодорации дезодорантов

Дезодоранты преобразуют молекулы, такие как аммиак и сероводород, в вещества с практически полным отсутствием запаха, используя химическую адсорбцию или каталитические реакции. Активированный уголь — пример материала, способного поглощать молекулы благодаря своей пористой структуре; катализаторы на основе оксидов металлов расщепляют молекулы запаха посредством окислительно-восстановительных реакций.

Производство волокон, снижающих запах

Дезодорирующее волокно — это тип волокна, получаемый путем добавления дезодорирующих компонентов, таких как порошок активированного угля и частицы оксидов металлов, в сам производственный процесс. Это уникальное волокно не только улавливает неприятные запахи, но и отличается впечатляющей прочностью и экологичностью.

Технологический процесс:

1. На этом этапе процесса создается полимерная мастербатч-смесь с добавлением дезодоранта.
2. Использование технологии экструзионного формования расплава для преобразования мастербатча в волокна.
3. Улучшение характеристик волокон достигается путем оптимизации их поверхностных свойств после производства.

Метод обработки ткани для устранения запаха

Дезодорация тканей в основном осуществляется с помощью таких методов, как покрытие ткани специальными веществами или погружение в дезодоранты и их распыление для улучшения контроля запаха в повседневных текстильных изделиях, таких как спортивная одежда и домашний текстиль.

Оценка эффективности устранения запахов

Оценка эффективности дезодорации обычно включает мониторинг изменений концентрации органических соединений (ЛОС) и проведение сенсорных исследований для эффективной оценки изменений интенсивности запаха ткани.

6. Методы и стандарты испытаний антибактериальных свойств текстильных изделий

BEGOODTEX использует передовые технологии тестированияПроверка эффективности тканей имеет решающее значение для оценки их практического применения и обычно включает качественный и количественный анализ, как распространенные подходы.

Классификация методов испытаний

1. Качественный анализ:

Оцените эффективность свойств, измерив размер зоны, в которой подавляется рост бактерий, используя метод диффузии в агаре.

2. Количественный анализ:

Метод подсчета колоний; эффективность оценивается путем мониторинга изменений количества присутствующих в образце микроорганизмов.

Выбор тестовых штаммов

В соответствии с рекомендациями и реальными условиями применения, для целей тестирования обычно используются следующие штаммы бактерий:

• Бактирии:Staphylococcus aureus и Escherichia coli.
• Грибы:Candida albicans.

Метод оценки антибактериальной эффективности

Оценка эффективности антибактериального средства обычно включает в себя анализ таких факторов, как степень антибактериального действия и размер зоны ингибирования, которую оно создает на поверхностях, на которые оно наносится, в течение длительного времени. Кроме того, тестирование того, насколько легко ткани сохраняют свои свойства после стирки, является важным аспектом, определяющим длительность действия антибактериальной обработки.

Международные стандарты:

В настоящее время в текстильной промышленности тестирование эффективности тканей в значительной степени опирается на ряд установленных международных стандартов.

• ISO 20743:Используется для оценки свойств текстильных изделий.
• AATCC 100:Оценка антибактериальных свойств обработанных текстильных изделий.

Данные рекомендации предлагают общепринятые в отрасли методы тестирования, гарантирующие стабильность и надежность работы продукции.

7. Исследование Антибактериальные огнестойкие ткани BEGOODTEX

БЕГОДТЕКС предложения высокоэффективный антибактериальный жзамедлитель хромоты тканиНаши инновационные текстильные решения разработаны для подавления роста бактерий и грибков, обеспечивая высокий уровень гигиены и безопасности для здоровья. Антибактериальная и плеснеотталкивающая ткань от BEGOODTEX, как сообщается, сохраняет степень подавления роста более 90% даже после 50 стирок, что свидетельствует о долговечности и эффективности обработки ткани.