A New Antimicrobial ALCERU® Fibre with Silver Nanoparticles

• Autorzy: Wendler F. , Meister F. , Montigny R , Wagener M.

Warianty tytułu

PL

Nowe antymikrobowe włókna ALCERU® z nanocząsteczkami ze srebra

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Antimicrobial fibres were produced by the implementation of nanoscaled silver particles into a solution of cellulose and N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO). Usage of particles with 80 – 140 nm and 5 - 20 nm grain size, which have a large surface, resulted in a much greater release of silver ions. Moreover, Lyocell fibre is favoured for its permeability of ions. Atomic absorption spectrometric and x-ray analysis confirmed sufficient recovery of the incorporated silver. Thermostability of the cellulose/NMMO solutions with a concentration of silver up to 500 mg/kg and textile processability is warranted. These items resulted in a low-loaded fibre ensuring the stability of the spinning process and typical Lyocell tensile strength. Finenesses below 0.2 tex are achieved without any problems. The bactericidal status of the fibre was determined by a new, more sensitive test assay (NUMETRIKA™) with a wide spectrum of activity. Less than 100 mg/kg of silver in the fibre give a pronounced bactericidal effect. The blending of higher loaded fibres with pure unmodified fibres is possible while maintaining antimicrobial activity.

PL

Wyprodukowano antymikrobowe włókna przez wprowadzenie cząsteczek srebra o wymiarach nano do roztworu celulozy i N-tlenku N-metylomotfolinyy (NNMO). Użycie cząsteczek o wymiarach 80 – 100 nm, o ziarnach odpowiednio w granicach 3 – 20 nm, posiadających dużą powierzchnię zewnętrzną, powoduje wydzielanie jonów srebra w znacznie większej ilości niż dla cząstek o większych rozmiarach.. Co więcej, włókna typu Lyocell są specjalnie uprzywilejowane dla przepuszczalności jonów. Atomowa spektrometria absorpcyjna i analizy rentgenowskie potwierdzają dostateczny odzysk inkorporowanego srebra. Odpowiednia stabilność termiczna roztworów celulozy w NNMO o stężeniach srebra do 500 mg/kg i zdolność do przerobu są gwarantowane. Zapewnia to stabilność procesu przędzenia i typową dla włókien Lyocell wytrzymałość na zerwanie, a masę liniową włókien poniżej 0.2 tex osiąga się bez większych trudności. Bakteriobójczy charakter włókien określono za pomocą nowych, bardziej czułej metody (NUMETRICATTM) o szerokim spektrum aktywności. Poniżej 100 mg/kg srebra daje wyraźny efekt bakteriobójczy, który można również uzyskać mieszając włókna o wyższej zawartości srebra z i włóknami niemodyfikowanym.

Słowa kluczowe

EN

cellulose; N-methylmorpholine-N-oxide; Lyocell process; nanoscaled silver particles; antimicrobial fibres

PL

celuloza; N-metylo-N-tlenek; przetwarzanie włókien Lyocell; nanocząsteczki srebra; włókna przeciwbakteryjne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 15, no. 5-6 (64)
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wendler F.

• Thuringian Institute for Textile and Plastics Research, Native Polymers and Chemical Research, Breitscheid str. 97, D-07407 Rudolstadt, Germany, E-mail: [e-mail], Member of the European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE), www.epnoe.eu

autor

Meister F.

• Thuringian Institute for Textile and Plastics Research, Native Polymers and Chemical Research, Breitscheid str. 97, D-07407 Rudolstadt, Germany, E-mail: [e-mail], Member of the European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE), www.epnoe.eu

autor

Montigny R

• Bio-Gate AG, Fahrenheitstrasse 11, D-28359 Bremen, Germany www.bio-gate.de

autor

Wagener M.

• Bio-Gate AG, Fahrenheitstrasse 11, D-28359 Bremen, Germany www.bio-gate.de

Bibliografia

• 1. Franks N.E., Varga J.K.: Process for making precipitated cellulose. 1979, Patent, US 4145532.
• 2. Chanzy H., Nawrot S., Peguy A., Smith P., Chevalier J.: Phase Behaviour of the Quasiternary System N-Methylmorpholine-N-Oxide, Water and Cellulose. J. Polymer. Sci., 1982, 20: pp. 1909- 1924.
• 3. Vorbach, D., Taeger, E.: Process for producing of cellulose fibres and films with higher amounts of additives (in German). Patent, 1994, DE 44 26 966 C2.
• 4. Meister F., Vorbach D., Niemz F., Schulze T., Taeger E. 2003, High-Tech cellulose functional polymers towards the ALCERU. process (in German). Mat.-wiss. u. Werkstofftech., 2003, 34: pp. 262-266.
• 5. Melle J., Mooz M., Meister F.: Nano particle modified cellulose fibres. Macromol. Symp., 2006, 244: pp. 166-174.
• 6. Ullman`s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1993, WILEY-VCH, 5th Ed., Vol. A: p. 160.
• 7. Büttner R., Markwitz H., Knobelsdorf C., Bauer R., Meister F.: Cellulosed molded article having a functional effect and method for producing the same. Patent, 2003, WO2004088009 A1.
• 8. Kalt W., Männer J., Firgo H.: Moulding or spinning material containing cellulose. Patent, 1993, WO9508010 A1.
• 9. Büttner R., Graneß G., Wendler F., Meister F., Dohrn W.: Thermoresistant moulding or spinning material. Patent, 2003, WO2005/007946.
• 10. Bio-Gate AG: http://www.bio-gate.de/
• 11. Wendler F., Graneß G., Heinze T.: Characterization of autocatalytic reactions in modified Lyocell dopes by thermal analysis and UV/VIS spectroscopy. 2005, Cellulose, 12: p. 411-422.
• 12. Wendler F., Kolbe A., Meister F., Heinze T.: Thermostability of Lyocell dopes modified with surface-active additives. Macromol. Mat. Eng., 2005, 290: pp. 826-832.
• 13. Mieck K. -P., Langner H., Nechwatal A.: Investigations of fibrillation of cellulosic fibres of different fibre formation mechanisms. Lenz. Ber., 1994, 74: pp. 61-68 (in German).
• 14. Bechert T., Steinrücke P., Guggenbichler J. P.: A new method for screening anti-infective biomaterials. Nature Medicine, 2000, 6: pp. 1053-1056.
• 15. Taeger, E., Franz, H., Mertel, H., Schleicher, H., Lang, H., Lukanoff B.: Probleme der schwefelkohlenstofffreien Verformung von Zellulose zu textilen Zellulosefäden mittels N-Methylmorpholin-N-oxids (in German). Formeln, Fasern, Fertigware; 1985, 4: pp. 14-22.
• 16. Buijtenhuijs F.A., Abbas M., Witteveen A. J.; 1986. The Degradation and Stabilization of Cellulose Dissolved in N-Methylmorpholine-N-Oxid (NMMO). Papier 1986, 40: pp. 615-619.
• 17. Rosenau T., Potthast A., Sixta H., Kosma, P.: The chemistry of side reactions and byproduct formation in the system NMMO/ Cellulose (Lyocell process). Prog. Polym. Sci., 2001, 26: pp. 1763-1837.
• 18. Adorjan I., Potthast A., Rosenau T., Sixta H., Kosma P.: Discoloration of cellulose solutions in N- methylmorpholine-N-oxide (Lyocell). Part 1: Studies on model compounds and pulps. Cellulose, 2005, 12: pp. 51-57.
• 19. Wagener M., Bechert T., Steinrücke P.: A New High-Throughput Screening Method for Identifying Anti-infective and Biocidal Materials. Coatings World, 2003, 9: pp. 58-62.