مقالات

پارچه های ضد میکروب

پارچه های ضد میکروب

در محیط پیرامون انسان شمار زیادی از میکروارگانیزم ها زندگی می کنند. میکروارگانیزم ها شامل قارچ ها، باکتر ی ها، ویروس ها، جلبک ها، هاگ ها و غیره بوده که غالباً با عنوان میکروب شناخته شده اند. در صورت برهم خوردن تعادل این موجودات در طبیعت، سلامت افراد تهدید خواهد شد. از آنجایی که منسوجات علاوه بر مهیا نمودن محیط مناسب رشد و تکثیر میکروب ها ، سبب انتقال و شیوع انواع بیماری ها نیز می شوند، از این رو تحقیقات زیادی برای تولید الیاف و منسوجات ضدمیکروب صورت گرفته است.

برخی از الیاف به‌ویژه الیاف سلولزی مورد تجزیه بیولوژیکی میکروب ها قرار می گیرند. این عملکرد میکروب ها می تواند سبب تغییر رنگ و کاهش خواص مکانیکی)استحکام سایشی و کششی(  الیاف شده و موجبات پوسیدگی منسوج را فراهم آورد. همچنین میکروارگانیزم ها می توانند سبب کاهش ویسکوزیته و تخریب مواد مورد مصرف در فرایندهای مختلف تکمیل منسوجات شوند. به منظور کاهش بوی نامطبوع ناشی از حضور میکروب ها بر منسوجات روش هایی از جمله

استفاده از میکرو و نانوکپسو ل ها، تبدیل ترکیبات بدبو به ترکیبات بی بو و کاهش فراریت مواد دارای بوی نامطبوع وجود دارد. استفاده از ترکیبات ضدمیکروب در مرحله تولید یا تکمیل منسوجات از کارآمدترین روش ها برای از بین بردن بوی نامطبوع به شمار می رود. پیشوند نانو بیانگر مقیاس بسیار کوچک در ابعاد ماده است.یک نانومتر،۹-۱۰متر است. مواد در این ابعاد ویژگی های منحصر به فرد و جدیدی از خود نشان می دهند. استفاده از نانوفناوری در صنعت نساجی به منظور بهبود خواص و یا ایجاد ویژگی جدید در منسوجات با استفاده از مواد یا ساختارهای نانومتری می شود.

 

 

مواد ضد میکروب مورد استفاده در صنعت نساجی

طبقه بندی متفاوتی از مواد ضدمیکروب براساس کارایی، سازوکار فعالیت ضد میکروب و ثبات شستشویی وجود دارد. منسوجات ضدمیکروب را می توان به سه گروه اصلی تقسیم بندی نمود:

الف) منسوجات با خاصیت فعال شوندگی در برابر نور

منسوجات تکمیل شده با دی لکسید تیتانیوم که در اثر جذب نور، الکترون های مدار ظرفیت به مدار با انر/زی بالاتر منتقل شده و سبب اکسیداسیون غشاء سلولی میکروارگانیزم ها می شود.

ب) منسوجات با مواد ضدمیکروب غیرقابل انتشار

مواد ضدمیکروب در ماتریس منسوج یا پوشش روی منسوج تعبیه می شوند. خاصیت ضد میکروبی در این منسوجات ناشی از بر همکنش میان بار مثبت ماده ضدمیکروب و بار منفی غشاء سلولی میکروارگانیزم است که سبب انهدام و جلوگیری از رشد و تکثیر میکروب می شود.

ج) منسوجات باقابلیت رهایش مواد ضدمیکروب

در این حالت ماده ضدمیکروب نظیر تریکلوسان، نقره و مس از سطح محصول منتشرشده و بدین وسیله سبب جلوگیری از رشد میکروب می شوند.

فرایندهای ضدمیکروب کردن منسوجات

به منظور ضد میکروب کردن منسوجات از روش های مختلفی نظیر افزودن ماده ضد میکروب در مرحله تولید الیاف و یا تکمیل منسوجات استفاده می شود که به تشریح هر یک پرداخته خواهد شد.

 

الف) الیاف مصنوعی ضد میکروب

یکی از روش های تولید الیاف ضد میکروب، افزودن ترکیبات ضد میکروب در مرحله تولید الیاف است. در روش های مختلف تولید الیاف نظیر ذوب ریسی، ترریسی، خشک ریسی و الکتروریسی می توان با افزودن مواد ضد میکروب به محلول یا مذاب ریسندگی، الیافی با خاصیت ضد میکروب تولید کرد.

ب) تکمیل ضد میکروب منسوجات

الیاف طبیعی و منسوجاتی نظیر پارچه و منسوجات بی بافت که امکان ضد میکروب کردن آن ها در مرحله تولید الیاف وجود نداشته باشد را می توان در مرحله تکمیل ضد میکروب کرد.

  

 منسوجات ضد میکروب

  • نانوالیاف ضدمیکروب

الکتروریسی به عنوان اصلی ترین روش برای تولید نانوالیاف پیوسته در مقیاس صنعتی و محدوده وسیع قطر )از چند نانومتر تا چند میکرومتر( شناخته می شود. در الکتروریسی امکان افزودن دارو و مواد ضدمیکروب به محلول پلیمری به منظور تولید نانوالیاف حاوی این مواد وجود دارد. به منظور ایجاد خاصیت ضد باکتری در نانوالیاف استفاده از عوامل ضد باکتری نظیر نانوذرات نقره و کمپلکس های ید گزارش شده است. برای این منظور از کمپلکس پلی وینیل پیرولیدن (PVP) و ید با امکان رهایش تدریجی ید )عامل ضد باکتری و ویروس(  برای تهیه نانوالیاف استفاده شده است. با افزودن نیترات نقره به محلول پلیمری امکان رهایش یون های نقره و ایجاد خاصیت ضدمیکروب در الیاف نهایی وجود دارد.

تصویر میکروسکوپی از یک نانو لیف ضدمیکروب

 از نانوالیاف ضدمیکروب به منظور تولید منسوجات پزشکی، فیلتر هوا و ماسک استفاده می شود. برخی از محصولات تجاری تولید شده به این روش عبارتند از:

  • الیاف ضد میکروب

افزودن نانومواد ضدمیکروب در مرحله تولید الیاف به منظور تولید الیاف ضد میکروب پیشنهاد شده است که این روش اغلب در مورد الیافی که به روش ذوب ریسی تهیه می شوند به کار برده می شوند. ماده ضد میکروب در مرحله پیش از ذوب شدن به گرانول های پلیمری افزوده شده و در اثر ذوب شدن و اختلاط به وسیله اکسترودر، مذاب یکنواختی حاوی مقدار مشخص ماده ضد میکروب تهیه می شود که پس از گذر از رشته ساز به فیلامنت های ضد میکروب تبدیل می شوند. از مزایای این روش استفاده از ماشین آلات ذوب ریسی برای تولید الیافی با خاصیت ضد میکروب و عدم نیاز به تجهیزات اضافه است. از این روش برای تولید الیاف پلی استر و نایلون حاوی نانوذراتی نظیر نقره و روی استفاده می شود.

تولید الیاف ضد میکروب با استفاده از نانوذرات از طریق فرایند ترریسی نیز امکان پذیر است. در تحقیقی که توسط حُسام و همکارانش انجام شد، الیاف ویسکوز ضد میکروب و رنگی با استفاده از نانوذرات نقره تهیه شد. برای منظور نانوذرات نقره به صورت درجا و بدون استفاده از عامل احیا و پایدارکننده در ماتریس پلیمری ویسکوز سنتز شد. الیاف نهایی با توجه به غلظت نانوذرات نقره از رنگ زرد تا نارنجی برخوردار بودند. آزمون ثبات شستشویی )بیش از ۲۰ بار شستشو(  و حفظ خاصیت ضدمیکروبی الیاف پس از شستشو، گواه کیفیت از این روش بدون استفاده از عامل اتصال یا کراس لینک کننده می باشد.

از دیگر روش های تولید نخ ضد میکروب، عبور نخ اولیه از درون محلولی حاوی نانوذرات ضدمیکروب است. در این روش نانوذرات همانند آهار برروی نخ تولیدی قرار می گیرند. از این روش می توان برای ضد میکروب کردن انواع نخ پنبه ای، ابریشمی، پشمی و مصنوعی استفاده کرد.

 

 پارچه های ضدمیکروب

این محصولات عموماً با فرایندهای مختلف تکمیل تولید می شوند. برای تولید پارچه های ضدمیکروب می توان نانوذرات را به رنگزای پارچه اضافه نمود و پارچه در فرآیند رنگرزی یا چاپ عامل دار شده و دارای خواص موردنظر می شود. همچنین می توان عامل ضدمیکروب را به مواد مورد استفاده در فرآیند تکمیل نهایی اضافه کرد. به منظور تکمیل پارچه با مواد ضد میکروب نانومتری روش های مختلفی وجود دارد که برخی از آ نها در شکل زیر ذکر شده است.

 

  • تکمیل ضدمیکروب محصولات نهایی

به منظور ایجاد خاصیت ضدمیکروب در منسوجات تمام شده نظیر پوشاک می توان از روش هایی نظیر غوطه وری و افشانه حاوی نانومواد ضدمیکروب استفاده کرد. هرچند این روش یکی از ساده ترین روش ها برای تولید منسوجات ضدمیکروب است، لیکن عدم اتصال نانوذرات به منسوجات منجربه سهولت رهایش این مواد می شود؛ در نتیجه علاوه بر کاهش خواص موردنظر در منسوجات، سبب آلودگی محیط زیست و افزایش احتمال ورود این مواد به بدن انسان و ایجاد بیماری های ناشی از حضور این ذرات در بدن می شوند.

با توجه به مطالب ارائه شده، شرکت های بسیار زیادی در سرتاسر دنیا به تولید و تحقیق منسوجات ضد میکروب پرداخته اند که در ذیل به برخی از این محصولات اشاره شده است.

معرفی شرکت های تولید کننده منسوجات ضد میکروب و محصولات آن ها

۱) الیاف چندمنظوره ضد میکروب

این فناوری که توسط شرکت هیوسانگ کره جنوبی توسعه یافته، درواقع نوعی الیاف چندمنظوره ضدمیکروب است که با استفاده از فناوری نانو نقره تولید می گردد. این محصول بانام تجاری MIPAN Nano Magic Silver® شناخته می شوند. استفاده از این الیاف در تولید منسوجات، موجب می شود تا شخص در برابر انواع عوامل بیماری زا محافظت  گردد. تمیزی، دوام و ایمنی وسایل خواب، حوله ها، پارچه هایی که برای تمیز کردن ظروف مورد استفاده قرار می گیرند و نیز محصولات بهداشتی شخصی را می توان نمونه ای از کاربرد این فناوری در منسوجات خانگی دانست.

۲) نخ های ضدمیکروب با اثر ضد قارچ

در اختراعی که در سال ۲۰۰۷ به ثبت رسید، روش جدیدی برای تولید نخ ضد میکروب ارائه شده است. اثر ضد قارچ نخ ناشی از حضور رسوبی از نانو ذرات نقره بر سطح نخ بود. مخترعان این نخ را برای تولید پارچه به ویژه پوشش های زخم یا سوختگی، لباس زیر، جوراب، کفش و آسترکفش، ملحفه، بالش، حوله، محصولات بهداشتی، روپوش آزمایشگاه و لباس های پزشکی مناسب دانسته­اند.

۳) کراوات های ضدمیکروب

در سال ۲۰۰۸، Paolo Pianezza مالک شرکت پایانزا،  نخی برای  تولید کراوات با استفاده از نخ ضدمیکروب تولید نمود. در سال ۲۰۰۹ روش تولید این نخ در قالب اختراعی در اروپا به ثبت رسید. این نخ به دلیل افزودن نانوذرات یا یون های نقره در مرحله ریسندگی، از خاصیت ضد میکروب برخوردار بوده است.

۴) نخ ضد میکروب با خاصیت ماندگاری بالا ساخت شرکت Newlife  ایتالیا

شرکت Newlife ™، تولیدکننده نخ ضدمیکروب با ماندگاری خواص در طول زمان مصرف است. این شرکت ایتالیایی با اضافه کردن مخلوطی از سرامیک حاوی فسفات زیرکونیم/  یون نقره/  حین فرایند ذوب ریسی، موفق به تولید نخ ضدمیکروب و ضد بو با حفظ ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نخ شده است که رشد میکروارگانیزم های غیر بیماری زا که باعث ایجاد بوی نامطبوع می شوند را مهار می کند. سرامیک به کار گرفته شده در این پلیمر از لحاظ ایمنی دارای استاندارد  Oeko-Tex®standard 100 بوده، که بیانگر  عدم ایجاد حساسیت دراثر تماس با پوست و عدم آلودگی در اثر رهایش در محیط می باشد. استفاده از این محصول در منسوجاتی نظیر پوشاک )لباس زیر، جوراب، لبا س های ورزشی، لبا س کارمورد استفاده درصنایع غذایی و پزشکی(، مبلمان و منسوجات خواب )ملحفه، پتو، لحاف(، پرده حمام، حوله و …. پیشنهاد شده است.

۵) فرش های ضد میکروب

شرکت بلیس فرش ضد میکروبی را با استفاده از خاصیت ضدباکتری فلزاتی نظیر، مس و روی ارائه نموده است. سازوکار این فناوری به رهایش یون های فلزی در رطوبتی که برای رشد میکروب ها مورد نیاز است باز می گردد. یون های فلزی به میکروب متصل شده و سبب غیرفعال شدن آن ها می شوند. نانوذرات فلزی حین ریسندگی الیاف فرش به آن ها افزوده می شود و به این ترتیب از ایجاد نامطبوع ناشی از حضور باکتری ها جلوگیری می کند.  به عبارت دیگر، یون های فلزی رها شده روی الیاف فرش سبب غیرفعال شدن میکروب های عامل ایجاد بو و لکه روی فرش می گردند.

۶) باندهای زخم تهیه شده از پارچه های ضدمیکروب

شرکت ناکریست، باندهای زخم حاوی نانوذرات نقره به منظور بهبود  زخم های ناشی از  سوختگی ارائه نموده است که مانع از ایجاد عفونت در محل زخم می شوند. این باند زخم شامل دو لایه منسوجبی بافت از جنس ریون/ پلی استر است که در طرفین توری پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) پوشش داده شده با نقره قرار گرفته است.

 

منابع:

۱) مقاله منسوجات ضدمیکروب ، زینب بلباسی ، کارگروه ترویج و فرهنگ سازی ستاد نانو.

۲) منسوجات ضد میکروب ؛ مجموعه گزار ش های صنعتی فناوری نانو گزارش شماره ۴۹، سال انتشار ۱۳۹۴٫

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *