АНТИМИКРОБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В последние годы встает вопрос о необходимости создания совершенно новых материалов, отсутствие которых ограничивает возможность выпуска изделий, необходимых для современного народного хозяйства. Это относится, в первую очередь, к полимерным материалам, так как в зависимости от строения исходных мономеров, условий и методовполучения, обработки, они могут обладать специальными заранее заданными свойствами. Для придания тех или иных свойств применяются определенные вещества и методы отделки. Процессы специальных обработок могут совмещаться.

Вследствие огромных материальных потерь, вызываемых действием микроорганизмов, в настоящее время все большее внимание уделяется биозащите различных материалов, в том числе текстильных, повреждаемых при их производстве, хранении и эксплуатации. Кроме того, создаются антибактериальные и антигрибковые волокнистые материалы и изделия из них для нужд медицины.

Текстильные полотна, известные как бактериостатические, принадлежат к группе биотекстиля. Они предотвращают размножение микроорганизмов (бактерий), а также останавливают или замедляют образование и рост грибков и предотвращают неприятный запах, который обычно возникает при активном потоотделении. Они изготавливаются в разных формах: трикотаж, тканые материалы, ткани с начесом и др. Разработанные главным образом для спорта (нижнее белье и обувь), бактериостатические материалы теперь представляют одно из приоритетных направлений в развитии текстиля.

Название «бактериостатические» часто не совсем оправданно применяется к текстильным материалам, которые обладают антибактериальными или бактерицидными свойствами. Использование обобщающего термина "бактериостатический" более коммерчески приемлемо, чем употребление термина "антибактериальный", однако при этом следует четко определять различия между следующими тремя видами материалов:

- антибактериальные полотна препятствуют пролиферации (размножению) бактерий благодаря действию активного вещества, которое наносится на ткань в процессе отделки. Однако оно постепенно удаляется с ее поверхности под воздействием стирок;

- бактерицидные полотна уничтожают бактерии действием мощного антисептика, разрушающего микроорганизмы. Они применяются главным образом в медицине;

- бактериостатические полотна останавливают процесс размножения бактерий, не убивая их. Активное вещество более или менее устойчиво к стирке, потому что вводится внутрь волокон и, таким образом, его действие длительно сохраняется.

Применяемые технологии

К настоящему времени созданы две хорошо отработанные технологии создания бактериостатического эффекта: финишная отделка (аппретирование) и инжекционная обработка. Третья технология, с использованием процесса электронной обработки и процесса прививки активного вещества, в настоящее время только разрабатывается.

Аппретирование - это самая простая технология. Она состоит в нанесении химического антибактериального вещества на полотно при крашении, то есть на последнем этапе производства. Такой способ обработки уже давно подвергается критике из-за нестойкости наносимого препарата при стирке, так что антибактериальный эффект обычно исчезает через 5-6 стирок. Однако недавние разработки позволили сохранять антибактериальный препарат с сохранением активности даже после 50 стирок.

Инжекция - свойства ткани задаются на этапе формования, когда антибактериальное вещество внедряется внутрь самого полимера. Оно впрыскивается в ткань через микротрещины, возникающие на поверхности волокна под действием очень высокой температуры, непосредственно перед охлаждением, когда происходит сжатие волокна. Часто в волокно внедряется не одно, а сочетание двух или нескольких веществ.

Прививка (графтинг) - эта новая технология в настоящее время с успехом проходит испытания. Она представляет собой электронную обработку (активацию) материала с присоединением по активным центрам антибактериального агента.

Разработанные и коммерчески производимые материалы

Многие из производимых сегодня текстильных материалов обладают бактериостатическими свойствами и прекрасно "работают" не зависимо от того, какой процесс специальной обработки был использован. Перечень производимых материалов приводится ниже. Он не является исчерпывающим. В нем даются лишь некоторые из наиболее извест­ных и часто используемых бактериостатических материалов.

Акриловое волокно Amicor (британской фирмы ACORDIS). Антибактериальный агент, который часто применяется в производстве косметики, внедряется в волокно. Это вещество обладает долговременной активностью и способно выдержать интенсивную эксплуатацию.Оно не наносит вред окружающей среде, не убивает бактерии, но предотвращает их размножение. В качестве носителя используется материал из акрила или его смесей, производимый с 1977г. Активный агент медленно диффундирует из волокна на его поверх­ность. Антибактериальное вещество может применяться совместно с противогрибковым веществом (AMICOR+). Такие полотна рекомендуются для производства нижнего белья, обуви и спортивной одежды.

Полиамидные антимикробные текстурированные нити Meryl Skinlife (NYLSTAR, Италия). Антибактериальное вещество, способное задерживать процесс размножения вредных бактерий и при этом не наносит вред естественной защитной флоре кожи. Полотна изготавливаются с 2000 г. из волокон полиамида 66 или в сочетании с другими волокнами. Активное вещество содержится в волокнах и медленно диффундирует из них. Полотна рекомендуются для производства изделий для активного отдыха и спорта, носков.

Ткани As (RHOVYL, Франция). Содержит антибактериальное вещество в волокне - это триклозан от Ciba. Оно диффундирует из волокна и предотвращает развитие бактерий. Вещество является полностью антиаллергенной субстанцией. Текстильный материал на основе поливинилхлорида - из волокон ровиль или содержащий его смески - производятся с 1977 г. Бактериостатичность сохраняется после многократных стирок. Рекомендуется для нижнего белья, чулочно-носочных изделий, одежды для новорожденных и ниток для вязания.

Еще одна разновидность материала As - As+ производится с 1998 г. Активный агент - вещество вводится в полимер перед процессом формования волокон. RHOVYL'As эффективно против насекомых, в частности клещей, и применяется главным образом для изготовления постельного белья.

Нити X-STATIC (NOBLE, Италия). Антибактериальное вещество - обыкновенное серебро, которое, как широко известно, обладает антисептическими свойствами. Серебро применяют даже в лечении новорожденных (например, при заболеваниях глаз). Технология представляет собой нанесение на поверхность волокна особого покрытия из чистого серебра. Волокно, таким образом, может содержать до 15% серебра, что, естественно, влияет на его цену. Серебро, находящееся на поверхности, взаимодействуя с бактериями, убивает их. Эффективность действия - 99,9% в течение одного часа. Ткань сохраняет антибактериальные свойства после более чем 250 стирок. Ткани из синтетических волокон, покрытые серебром Coolmax и Thermolite Base от DuPont, производятся с 1987 г. Преимущество волокна X-Static состоит в том, что серебро, как антибактериальное вещество, лучше действует в жарком и влажном климате, как раз там, где размножение микроорганизмов осуществляется с большей легкостью. Более того, из всех химических элементов серебро обладает наилучшей электропроводностью. Поэтому небольшое количество X-Static в полотне действует как антистатик, то есть снимает электростатический заряд, вызываемый трением. Рекомендуемое применение - изготовление спортивной одежды и повседневной верхней одежды.

Волокно Silfresh (NOVACETА, Индия). Здесь активным агентом опять является триклозан, применяющийся в косметической промышленности и обеспечивающий хороший контроль за ростом бактерий и других микроорганизмов. Действие: медленная диффузия. При этом около 50% волокна сохраняет свою эффективность «пожизненно».
Ткань: ацетат целлюлозы.
Особенности: N.B. — компания по продвижения ткани Silfresh основана на слогане «Неприятные запахи — это не модно». Были разработаны и два других варианта этой ткани: Situssa Fresh, содержащая 20% полиамида, и Silfresh Stretch с применением Elite.
Рекомендуемая область использования: льняные изделия, спортивная одежда, одежда для города.

Волокно Modal Fresh (LENZING, Австрия). Это одна из новых разработок в серии вискозных волокон, в производстве которых используется вещество, вводимое в волокно и способное предотвращать рост бактерий. Оно постепенно диффундирует к поверхности и вызывает антибактериальный эффект. Вещество, которое использует компания LENZING, эффективно против грамм-позитивных бактерий и стафилококков, но неэффективно против грамм-отрицательных бактерий и плесенных грибков. Антибактериальная добавка может выдерживать до 50 стирок. Полотна должны содержать не менее 30% волокон Modal Fresh. Они выпускаются с 2001 г. Такие полотна рекомендуются для изготовления женского белья, носков, рубашек, спортивной одежды, рабочей одежды, махровых полотенец, постельного белья.

Волокна Trevira Bioactive (TREVIRA CS, Германия). Вводимые в волокно активные антибактериальные добавки остаются прочно закрепленными внутри волокна. В отличие от других веществ, которые постепенно диффундируют на поверхность, вещество, выбранное компанией TREVIRA для производства своей продукции, не мигрирует в окружающую среду. Бактериостатическое дей­ствие осуществляется непосредственно на поверхности волокна, что позволяет предотвратить раздражение кожи и не нарушает ее естественную бактериальную флору. Биоактивность волокон предотвращает рост бактерий и способствует уменьшению запаха. Биоактивность по отношению к грамм-позитивным и грамм-негативным микроорганизмам сохраняется в течение 100 стирок. Разработанное фирмой полиэфирное волокно выпускается в трех вариантах: для смесовых полотен с хлопком Classix Bioactive, антипиллинговое полотно Perform Bioactive и Fill Bioactive для производства наполнителей. Основное применение полотен - это изготовление женского белья, спортивной одежды, постельных принадлежно­стей (подушек, покрывал).

Ткани с антибактериальным эффектом Blue Bact (TYBOR, Испания). Испанские производители трикотажа решили включить в данный ассортимент все антибактериальные полотна, разработанные ими с использованием нейлона, содержащего керамиче­ский дисперсный наполнитель. Такие волокна предотвращают рост бактерий и выдерживают до 50 стирок. Полотна изготавливаются из 100% полиамида и соединения полиамида с лайкрой. Эффективность полотен гарантируется при наличии в них минимум 30% антибактериальной нити. Гладкие трикотажные и сетчатые полотна особенно резистентны к действию стафилококка золотистого. Основное рекомендуемое применение - это изготовление женского белья, спортивной одежды (Blue Tech) и одежды для фитнеса (линия Blue Touch).

Антибактериальное вещество Bactekiller (Kanebo, Япония). Эта компания занимается производством готовых изделий для дома и использует мощное антибактериальное вещество Bactekiller производства фирмы Kanebo, которое вводится в волокно на этапе формования и прочно закрепляется в нем, гарантируя длительную эффективность. При соприкосновении с влагой нераст­воримое вещество активизируется и начинает выделять активный кислород, ограничивая тем самым развитие бактерий. Эффективность действия была испытана институтом Пастера в Лионе. На основе созданного волокна производятся различные виды пряжи и из нее полотна. Производятся различные виды тканей, а также нетканых материалов в смеси с хлопком, шерстью или модальными волокнами.

Перечисленные волокна рекомендуются для производства изделий домашнего обихода, нижнего белья, носков, обуви, материалов-наполнителей.

Рассмотрим более подробно механизмы действия некоторых антибактериальных веществ.