Antibacterial and Fungicidal Coating of Textile-polymeric Materials Filled with Bioactive Nano- and Submicro-particles

• Autorzy: Brzeziński S. , Malinowska G. , Kowalczyk D. , Kaleta A. , Borak B. , Jasiorski M. , Dąbek K. , Baszczuk A. , Tracz A.

Warianty tytułu

PL

Antybakteryjne- i antygrzybicze włókienno-tworzywowe materiały powłokowe napełniane nano i submikrocząstkami bioaktywnymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a method of antibacterial and fungicidal active particles production and conditions of their use in textile-polymeric coating materials with a wide range of practical applications, including clothing or health preventive measures. The functional antibacterial and fungicidal active particles reported here consist of silica submicro-spheres made by the sol-gel technique, whose developed surface was simultaneously overlaid with antibacterial metallic silver and fungicide copper nano-precipitates. This active powder constitutes significant progress in relation to the materials known, such as SiO2/Ag or SiO2/Cu particles. Our SiO2/Ag+Cu particles are incorporated into thin polymeric coats, mostly consisting of hydrophilic polyurethane with a compact structure, during their formation on the surface of textile fabrics to impart bactericidal and fungicidal properties to these fabrics at the same time. It is of importance that the additive used does not cause any perceptible deterioration in the basic performance properties of the coating materials modified, such as high resistance to water penetration, wind-proofness and good hygienic characteristics, determined by means of water vapour permeability. This paper presents assumptions for the manufacturing process and physico-chemical and morphological characteristics of submicro-particles of SiO2/Ag+Cu, as well as conditions of their use in polymeric micro-coats formed on the surface of textiles and the results of testing the performance properties of the coating materials obtained, including their antibacterial and fungicidal characteristics.

PL

W artykule przedstawiono założenia technologii wytwarzania i charakterystykę fizykochemiczną i morfologiczną nano- i submikrocząstek bioaktywnych o jednoczesnym działaniu przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybiczym oraz warunków ich wprowadzania do włókienno-tworzywowych materiałów powłokowych o szerokim zakresie zastosowań użytkowych. Materiały te, typu SiO2/Ago+Cuo/Cu+ , stanowią - wytworzone techniką "zol-żel" - submikrokule krzemionkowe, na których rozwiniętej powierzchni zostały jednocześnie trwale osadzone nanowytrącenia srebra metalicznego o działaniu przeciwbakteryjnym oraz - miedzi w formie metalicznej lub/i jonowej, o działaniu przeciwgrzybiczym. Stanowi to istotny postęp w stosunku do znanych materiałów z naniesieniami nanocząstek tylko jednego metalu, typu SiO2/Ag lub SiO2/Cu. Opracowane materiały wprowadzane są do cienkich powłok polimerowych, najczęściej poliuretanowych hydrofilowych o strukturze zwartej, nadając tym wyrobom jednoczesny efekt trwałej odporności na rozwój bakterii oraz grzybów. Istotne jest, że stosowany dodatek nie powoduje odczuwalnego pogorszenia podstawowych właściwości użytkowych tak modyfikowanych materiałów powłokowych - ich wysokiej wodoszczelności i wiatrochronności oraz dobrych właściwości higienicznych, określanych przepuszczalnością pary wodnej.

Słowa kluczowe

EN

polymeric coating; bioactive fillers; nanoparticles; submicro-particles; multifunctional textiles; polymeric matrix; rheological properties; coating pastes; silver; copper

PL

powłoka polimerowa; wypełniacze bioaktywne; nanocząstki; submicro cząsteczki; wielofunkcyjne tekstylia; matryce polimerowe; właściwości reologiczne; pasty do powlekania; srebro; miedź

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 20, no. 1 (90)
• Strony: 70--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Brzeziński S.

autor

Malinowska G.

autor

Kowalczyk D.

autor

Kaleta A.

autor

Borak B.

autor

Jasiorski M.

autor

Dąbek K.

autor

Baszczuk A.

autor

Tracz A.

• Poland, Łódź, Textile Research Institute, Department of Non-conventional Techniques and Textiles

Bibliografia

• 1. Brzeziński, S. Prospects of using nanotechnology in the textile industry in Poland, Chapter of: Analysis of conditions and possibilities of the production of nanopolymers in Poland (in Polish), Edition IV of the Department of Technical Sciences, Polish Academy of Sciences, Warsaw, December 2005.
• 2. Brzeziński, S.; Jasiorski, M.; Maruszewski, K.; Ornat, M.; Malinowska, G.; Karbownik, I.; Borak, B., Bacteriostatic textile-polymeric coat materials modifed with nanoparticles, Polimery, 2007, LII,5,362-366.
• 3. Brzeziński, S.; Malinowska, G. ; Nowak, T., ‘High-Tech Sports Clothing with High Comfort of Use Made from Multi-Layer Composite Materials’. Fibres & Textiles in Eastern Europe, ,2005, 13, 4(52), 90-93.
• 4. Brzeziński, S.; Ornat, M.; Malinowska, G.; Karbownik, I.; Kaleta, A., Polish Patent Application No. P-380928 [2006].
• 5. Brzeziński, S.; Malinowska, G.; Karbownik, I., Textile with silver silica spheres: its antimicrobial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2009, 51, 330-334.
• 6. Brzeziński, S., Selected problems of the chemical treatment of fbers” Vol. III, Chapter III (in Polish), Lodz Technical University Publishers (Bielsko Biała Div.), 1999, 71-169.
• 7. Jasiorski, M.; Bakardijeva, S.; Doroszkiewicz, W.; Brzeziński, S.; Malinowska, G.; Marcinkowska, D.; Ornat, M.; Stręk, W.; Maruszewski, K., Properties and applications of silica submicron powders with surface Ag nanoclusters, Materials Science-Poland. 2004, 22, 2, 137-144.
• 8. Material information of POCH S.A. (Poland).
• 9. Brzeziński, S.; Malinowska, G.; Nowak, T.; Marcinkowska, D.; Kaleta, A., Structure and Properties of Micro-porous Polyurethane Membranes Designed for Textile-polymeric Composite Systems, Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2005, 13, 6(54), 53-58.
• 10. Orhan, M.; Kut, D.; Gunesglu, C. Improving antibacterial activity on cotton fabric fnished with triclosan by the use of 1,2,3,4-butanetetracarboksylic acid and citric acid, J. Appl. Polym. Sci., 2009, 111, 1344-1352.
• 11. El-Shafei, A.M.; Fouda, M.M.G.; Knittel, D.; Schollmeyer, E., J. Appl. Polym. Sci., 2008, 110, 1289-1296.
• 12. Son, Y.A.; Kim, B.S.; Ravikumar, K.; Lee. S.G.. Imparting durable antimicrobial properties to cotton fabrics using quaternary ammonium salt through a 4-aminobenzenesulfonic acid-chloro-triazine adduct, Eur. Polym. J., 2006, 42, 3059-3067.
• 13. Chen, S.; Chen, S.; Jiang, S.; Xiong, M.; Luo, J.; Tang, J.; Ge, Z., Environmentally friendly antibacterial cotton textiles fnished with siloxane sulfopropylbetaine, ACS Apel. Mater. Interfaces, 2011, dx.doi.org/10.1021/am101275d.
• 14. Khalil-Abad, M.S.; Yazdanshenas, M.E., Superhydrophobic antibacterial cotton textiles, J. Collid Interface Sci., 2010, 351,, 293-298.
• 15. Dastjerdi, R.; Montazer, M., Review of the application of inorganic nano-structured materials in the modifcation of textiles: focus on anti-microbial properties, Colloids Surf., 2010, B 79, 5-18.
• 16. Stöber, W.; Fink, A.; Bohn, E., Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range, J. Colloid Interf. Sci., 1968, 26, 62-69.
• 17. Nischala, K.; Rao, T.N.; Hebalkar, N., Silica-silver core-shell particles for antibacterial textile application, Colloids Surf., 2011, B 82, 203-208.
• 18. Zhang, N.; Gao, Y.; Zhang, H.; Feng, X.; Cai, H.; Liu, Y., Preparation and characterisation of the core-shell structure of the SiO2@Cu antibacterial agent, Colloids Surf., 2010, B 81, 537-543.
• 19. Brzeziński, S.; Malinowska, G.; Kowalczyk, D.; Kaleta, A.; Jasiorski, M.; Borak, B.; Baszczuk, A.; Dąbek, K. Polish Patent Application No P.395680.(2011)..