الألياف والمنسوجات المضادة للبكتيريا وإزالة الروائح الكريهة

خلاصة: تقدم هذه المقالة بشكل أساسي أهمية وطرق إنتاج الأقمشة والمنسوجات المضادة للبكتيريا ومزيلة الروائح الكريهة، وتصنيف المنسوجات المختلفة المضادة للبكتيريا ومزيلة الروائح الكريهة، بالإضافة إلى طرق ومعايير الاختبار.

1. نظرة عامة

تلعب الميكروبات دورًا في الحفاظ على التوازن الطبيعي للأنظمة البيئية بفضل صغر حجمها وبنيتها غير المعقدة كسمات محددة. يتم تصنيفها بشكل عام إلى ثلاث مجموعات بناءً على ميزاتها. الكائنات الحية الدقيقة غير الخلوية ذات الخصائص بدائية النواة وتلك التي لها سمات حقيقية النواة. معظم الكائنات الحية الدقيقة غير ضارة أو حتى مفيدة للإنسان؛ ومع ذلك، فإن حفنة منها يمكن أن تشكل مخاطر صحية على البشر والكائنات الحية الأخرى. وتعرف هذه الكائنات الحية الدقيقة الضارة التي يمكن أن تسبب الأمراض باسم مسببات الأمراض.

أنواع هامة من الكائنات الحية الدقيقة

• البكتيريا

البكتيريا هي أكثر أنواع الكائنات الحية الدقيقة انتشارًا وتنوعًا، وتصنف بشكل رئيسي إلى المكورات والعصيات واللولبيات بناءً على شكلها. تتواجد البكتيريا على نطاق واسع في الطبيعة، ويرتبط بعضها ارتباطًا وثيقًا بصحة الإنسان. على سبيل المثال، يمكن أن تسبب المكورات العنقودية الذهبية التهابات جلدية ومشاكل صحية أخرى، في حين تعد بكتيريا حمض اللاكتيك عنصرًا مهمًا في البروبيوتيك التي يمكنها تنظيم الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء.

• الفطريات

هناك مجموعتان رئيسيتان من الفطريات هما الخميرة والعفن اللتان لهما أدوار في صناعات مختلفة مثل إنتاج الغذاء حيث تستخدم الخميرة للتخمير وفي صناعة النبيذ بينما تساعد الفطريات في تحطيم المواد العضوية وتساهم أيضًا في عمليات تصنيع المضادات الحيوية. على الرغم من دورها في بعض الصناعات والأنظمة البيئية، إلا أن بعض أنواع الفطريات مثل الفطريات البيضاء يمكن أن تؤدي إلى أمراض مثل قدم الرياضيين مما يؤثر سلبًا على صحة الإنسان.

• الفيروسات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى

تعتمد الكائنات الحية الدقيقة غير الخلوية مثل الفيروسات على الخلايا المضيفة للبقاء على قيد الحياة. يمكن أن يسبب أمراضًا خطيرة مثل الأنفلونزا وكوفيد-19. بالإضافة إلى ذلك، تلعب البروتوزوا والبكتيريا الزرقاء أيضًا أدوارًا في النظم البيئية وتستخدم في التطبيقات الصناعية المختلفة.

ضرورة المنسوجات المضادة للبكتيريا وإزالة الروائح الكريهة

تلعب المنسوجات دورًا في حياتنا اليومية لأنها تلامس بشرتنا بشكل مباشر؛ وبالتالي فإن الحفاظ على نظافتها أمر ضروري لأسباب تتعلق بالنظافة والصحة العامة.

• تأثير الكائنات الحية الدقيقة على الألياف الطبيعية

تميل المواد الطبيعية مثل القطن والصوف إلى جذب الكائنات الحية الدقيقة بسبب قدرتها على امتصاص الرطوبة بسهولة والمعروفة باسم الاسترطابية. في المناطق ذات مستويات الرطوبة، يمكن للكائنات الحية الدقيقة مثل Aspergillus niger وPenicillium أن تتكاثر بسرعة على ألياف القطن مما يسبب نمو العفن الذي يظهر على شكل تغير اللون الأصفر على سطح الألياف، ورائحة كريهة، وانخفاض في القوة.

• قضايا خاصة مع الألياف الاصطناعية

على الرغم من أن الألياف الاصطناعية تفتقر إلى العناصر الموجودة في تركيبتها، إلا أن الزيوت والمواد المضافة المستخدمة أثناء التصنيع يمكن أن توفر العناصر الغذائية الأساسية لنمو البكتيريا. على سبيل المثال، يمكن للمركبات الدهنية الملتصقة بألياف البوليستر أن تدعم نمو الإشريكية القولونية مما يؤدي إلى تغير لون القماش وتقليل أدائه بمرور الوقت.

• تشكيل وأضرار الروائح

ينتج البشر بشكل طبيعي الإفرازات. العرق الذي يعمل كمواد مغذية للكائنات الحية الدقيقة في الجسم. عندما تقوم هذه الكائنات الحية الدقيقة بتفكيك مكونات العرق، فإنها تطلق مواد، مثل الأحماض الدهنية غير المشبعة والأمونيا التي يمكن أن تؤدي إلى روائح كريهة. وهذا لا يجعل ارتداء الملابس غير مريح فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى تهيج الجلد.

في جوهر الأمر، يعد إنشاء أقمشة ذات خصائص إزالة الروائح الكريهة حلاً قيمًا للمشكلات المذكورة أعلاه. ويلعب هذا التطور دورًا في تعزيز رضا المستخدمين وتعزيز الرفاهية العامة.

تطوير المنسوجات المضادة للبكتيريا والرائحة

تعود أصول الأقمشة المضادة للميكروبات إلى العصور القديمة في مصر منذ حوالي 4000 عام عندما استخدم الناس الأعشاب والمعادن للحفاظ على المنسوجات وتعزيز طول عمرها. في القرن أدى التقدم في التكنولوجيا الكيميائية إلى تحسين تقنيات التشطيب المضادة للبكتيريا. طوال الحرب العالمية الثانية، لعبت التكنولوجيا المضادة للميكروبات دورًا في معالجة الزي العسكري للحفاظ على نظافة الجنود في الظروف الصعبة.

• تقنيات ما بعد التنظيم

في البداية كان مضادًا للبكتيريا ويتحكم في الرائحة، في الأقمشة اعتمدت بشكل كبير على معالجات القماش مثل رش أو وضع مواد على سطح القماش. على الرغم من أن هذه الطريقة واضحة ومباشرة، إلا أن فعاليتها المضادة للبكتيريا تميل إلى الانخفاض بمرور الوقت. ينخفض ​​بشكل ملحوظ بعد الغسيل المتكرر.

• تطوير الألياف المضادة للبكتيريا

في التسعينيات، بدأ الباحثون في النظر في دمج العناصر مباشرة في ترتيبات الألياف لإنشاء ألياف ذات خصائص مضادة للبكتيريا دائمة. هذا النهج يعزز بشكل كبير قوة وسلامة الأقمشة.

• الاتجاهات المستقبلية

وقد أثار ارتفاع الوعي بالحفاظ على البيئة الاهتمام باستكشاف المواد الطبيعية المضادة للبكتيريا مثل الشيتوزان والمستخلصات النباتية، لإنشاء أقمشة مضادة للبكتيريا صديقة للبيئة. من المتوقع أن تتطور المنسوجات المضادة للبكتيريا والمقاومة للرائحة نحو خيارات أكثر تنوعًا لتلبية احتياجات السوق المتزايدة.

2. عامل تشطيب مضاد للبكتيريا وآلية مضادة للبكتيريا

تلعب العوامل المضادة للبكتيريا دورًا في إعطاء المنسوجات خصائص مضادة للبكتيريا، كما أن الأنواع والخصائص المحددة لهذه العوامل لها تأثير مباشر على مدى فعالية تعزيز الخصائص المضادة للبكتيريا في المنسوجات من خلال الاختيار والتطبيق المناسبين لهذه العوامل التي يمكن أن تعزز بشكل كبير النظافة والمتانة. من المنسوجات.

العوامل التي يجب مراعاتها عند تقييم واختيار العوامل المضادة للميكروبات

يتضمن اختيار الأدوية المضادة للبكتيريا مراعاة عوامل مختلفة بعناية، مثل؛

• تأثير مضاد للجراثيم: يجب أن تتمتع العوامل المضادة للبكتيريا بخصائص جيدة مضادة للجراثيم واسعة النطاق وتأثيرات مثبطة كبيرة على البكتيريا المسببة للأمراض الشائعة (مثل المكورات العنقودية الذهبية والإشريكية القولونية) والفطريات.
• متانة:يجب أن يكون الأداء المضاد للبكتيريا مستقرًا في ظل ظروف الضوء والرطوبة والغسيل المتكرر.
• أمان: يجب أن تكون العوامل المضادة للبكتيريا غير سامة لجسم الإنسان، وغير مهيجة للجلد، وتلبي متطلبات حماية البيئة.
• التوافق:يجب أن تكون العوامل المضادة للبكتيريا متوافقة مع ركائز النسيج وألا يكون لها آثار ضارة على الخواص الفيزيائية للألياف.
• اقتصاد:تعتبر تكلفة الإنتاج عاملاً محددًا مهمًا للتطبيقات واسعة النطاق، مما يتطلب التوازن بين الأداء والسعر.

تصنيف عوامل التشطيب المضادة للبكتيريا

يتم تصنيف الأنواع المختلفة من عوامل التشطيب في المقام الأول على أنها مركبات غير عضوية، أو مواد عضوية أو منتجات طبيعية اعتمادًا على تركيبها الكيميائي وأصولها، ولكل منها فوائد مميزة واستخدامات محددة.

• العوامل المضادة للبكتيريا غير العضوية

تلتصق الأيونات المعدنية مثل الأيونات الموجودة في العوامل المضادة للبكتيريا غير العضوية بجدران الخلايا الميكروبية وتغير بنيتها لمنع نمو البكتيريا بشكل فعال عبر سلالات مختلفة مع تأثيرات دائمة. بعض المواد مثل الفضة النانوية معروفة على نطاق واسع بفعاليتها وسلامتها، في تطبيقات النسيج على الرغم من سعرها مقارنة بالخيارات الأخرى المتاحة اليوم.

• العوامل المضادة للبكتيريا العضوية

بعض المواد الطبيعية ذات الخصائص هي أملاح الأمونيوم الرباعية ومركبات الجوانيدين وغيرها مثل الفينولات. تعمل هذه المواد إما عن طريق الدخول إلى أغشية الخلايا أو إيقاف وظيفة الإنزيم لقتل البكتيريا بشكل فعال. على سبيل المثال، يمكن لمركبات الأمونيوم الرباعية تدمير البكتيريا عن طريق الالتصاق بجدران خلاياها وتغيير كيفية عمل الغشاء. بالمقارنة مع العوامل المضادة للبكتيريا، فإن العوامل العضوية أسهل في التخصيص ولكنها قد لا تدوم لفترة طويلة.

• منتجات طبيعية مضادة للجراثيم

المستخلصات النباتية مثل زيت شجرة الشاي ونبات القدح والمواد المشتقة من الحيوانات مثل الشيتوزان والليزوزيم هي عوامل مضادة للجراثيم تمتلك صفات مضادة للجراثيم قوية وهي صديقة للبيئة بسبب قابليتها للتحلل البيولوجي - وهو جانب واعد لمستقبل إنتاج المنسوجات الذي يركز على الاستدامة والحفاظ على البيئة. الود. إن قدرة الشيتوزان على التفاعل مع أغشية الخلايا من خلال شحنتها الإيجابية تؤدي إلى تعطيل بنيتها - وهي السمة التي أدت إلى تطبيقها على نطاق واسع في المنسوجات الطبية.

الآلية المضادة للبكتيريا لعوامل التشطيب المضادة للبكتيريا

تعمل عوامل التشطيب المضادة للميكروبات على منع الكائنات الحية الدقيقة أو القضاء عليها باستخدام طرق العمل.

التأثير الجسدي: يمكن أن يساعد تعديل بنية سطح القماش مثل إنشاء فيلم نانوي في منع الميكروبات من الالتصاق به.

العمل الكيميائي: يتضمن العمل الكيميائي قتل الكائنات الحية الدقيقة عن طريق إطلاق مواد فعالة، مثل أيونات المعادن أو الجذور الحرة.

العمل البيولوجي: استخدام استجابة المواد المضادة للبكتيريا والكائنات الحية الدقيقة مثل التدخل في أنظمة الإنزيمات لوقف تكاثرها وتطورها.

3. إنتاج الألياف المضادة للبكتيريا

على مر السنين، كانت هناك تحسينات وتقدمات مستمرة في عملية تصنيع الألياف المضادة للبكتيريا من خلال دمج عناصر مضادة للبكتيريا، داخل الألياف نفسها لإطالة فعالية مضادات البكتيريا وعمر المنسوجات مع تعزيز ملاءمتها للبيئة وعمليتها.

إنتاج ألياف الكيتين والشيتوزان

الكيتين والشيتوزان عبارة عن مركبات مشتقة من قشور الجمبري وسرطان البحر المعروفة بصفاتها القوية المضادة للبكتيريا وتوافقها مع الكائنات الحية.

عملية الإنتاج

يتضمن إنشاء ألياف الكيتين والشيتوزان استخدام تقنية الغزل. تتكون العملية الأساسية من الخطوات التالية؛

1. قم بإذابة الكيتين أو الشيتوزان لتحضير محلول الغزل؛
2. اعصر محلول الغزل من خلال المغزل وشكل الألياف الأولية في حمام التخثر؛
3. يتم إجراء علاجات التمدد والغسل والتجفيف وغيرها على ألياف الأطفال حديثي الولادة للحصول على ألياف مضادة للبكتيريا.

أمثلة التطبيق

ألياف الكيتين لها تطبيقات في المجال الطبي، مثل ضمادات الجروح والغرز الجراحية، وتستخدم أيضًا في الملابس الوظيفية المصممة لخصائص مضادة للبكتيريا والتهوية.

إنتاج الألياف المخلوطة المضادة للبكتيريا

يتم إنشاء الألياف المخلوطة المضادة للبكتيريا من خلال الجمع بين العوامل البكتيرية والبوليمرات المصفوفة من خلال عملية الغزل، مما يساعد على الحفاظ على التوازن بين الفعالية المضادة للبكتيريا والقوة الميكانيكية مما يجعلها تقنية حاسمة لإنتاج ألياف وظيفية.

خصائص العملية

1. قم بخلط جزيئات الفضة النانوية، وهي عوامل مضادة للبكتيريا، جيدًا مع مادة البوليمر الرئيسية.
2. تحضير الألياف باستخدام إما طرق الغزل الذائبة أو الغزل الرطب.
3. ضمان استقرار وفعالية الوكلاء من خلال إدارة توزيعهم بعناية.

المزايا

تُظهر الأقمشة المخلوطة القوة وطول العمر مع الاحتفاظ بخصائص مضادة للبكتيريا بشكل فعال حتى بعد عمليات الغسيل المتعددة، في سيناريوهات الغسيل عالية التردد، وتتيح عمليات تصنيع فعالة على نطاق واسع.

4. إنتاج المنسوجات المضادة للبكتيريا

يتضمن إنشاء الأقمشة استخدام تقنيات تكنولوجية مختلفة لمنح المواد النسيجية صفات فعالة مضادة للبكتيريا من خلال طرق معالجة ومعالجة محددة قد تختلف بناءً على ميزات المنتج وسيناريوهات الاستخدام.

طرق التشطيب المضاد للبكتيريا للأقمشة

عادةً ما تتم إضافة الخصائص إلى الأقمشة بعد مرحلة المعالجة الأولية من خلال طرق، مثل التشريب أو الطلاء.

• طريقة الغمر

تتضمن تقنية الغمر نقع المادة في محلول للتشطيب المضاد للبكتيريا لتغليف سطح الألياف بعامل مضاد للبكتيريا قبل الشروع في علاجات التجفيف والمعالجة - وهي عملية مباشرة تنطبق على مجموعة متنوعة من أنواع الأقمشة.

• طريقة الطلاء

تتضمن العملية مزج المواد مع مواد الطلاء وتطبيقها بشكل موحد على أسطح القماش لإنشاء طبقة واقية تقاوم نمو البكتيريا بشكل فعال وتدوم لفترة طويلة؛ ومع ذلك، قد يؤثر ذلك قليلاً على ملمس الأقمشة وقدرتها على التنفس.

• طريقة الصباغة المتداول

تتضمن عملية صباغة الوسادة وضع مواد على أسطح القماش بطريقة مستمرة مناسبة تمامًا للإنتاج الضخم في الصناعات. لقد أثبت فعاليته في تعزيز معدلات الإنتاج ووجد تطبيقات واسعة النطاق في معالجة عناصر المنسوجات المنزلية، مثل ملاءات الأسرة والستائر لأغراض مضادة للبكتيريا.

أمثلة على التشطيب المضاد للبكتيريا للأقمشة

على سبيل المثال، مع عامل تشطيب مضاد للبكتيريا يسمى DC 570,0، فإنه يربط بشكل آمن المكونات النشطة المضادة للبكتيريا بأسطح القماش عبر التفاعلات الكيميائية ويظهر مقاومة قوية للغسيل مع توفير فوائد مضادة للبكتيريا واسعة النطاق. كما تشير الدراسات إلى فعالية BEGOODTEX المضادة للبكتيريا نسيج مثبط للهب دائم يظل أعلى من 90% بعد خضوعه لـ 50 دورة غسيل.

5. إنتاج المنسوجات ذات الرائحة

تعمل مزيلات الروائح الكريهة للمنسوجات على إزالة الروائح الكريهة من الأقمشة من خلال عمليات مثل طرق المعالجة وامتصاص أو تحلل جزيئات الرائحة الموجودة في المادة نفسها. ومع استمرار تزايد الرغبة في جودة الحياة بين المستهلكين على مستوى العالم، هناك زيادة مقابلة في السوق بالنسبة للمنسوجات المصممة لمكافحة الروائح الكريهة.

آلية إزالة الروائح الكريهة من مزيلات الروائح الكريهة

تعمل مزيلات العرق على تحويل جزيئات مثل الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين إلى مواد ذات رائحة قليلة أو معدومة باستخدام الامتزاز الكيميائي أو التفاعلات التحفيزية. الكربون المنشط هو مثال على المواد التي يمكنها امتصاص الجزيئات بسبب طبيعتها المسامية. تقوم محفزات أكسيد المعدن بتكسير جزيئات الرائحة من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال.

تصنيع ألياف تقلل الرائحة

ألياف إزالة الروائح الكريهة هي نوع من الألياف يتم إنتاجها عن طريق دمج مكونات إزالة الروائح الكريهة، مثل مسحوق الكربون المنشط وجزيئات أكسيد المعدن في عملية تصنيع الألياف نفسها. هذه الألياف الفريدة لا تحبس الروائح الكريهة فحسب، بل تعرض أيضًا متانة مذهلة وميزات صديقة للبيئة.

تدفق العملية:

1. إن إنشاء خليط بوليمر رئيسي مع مزيل الروائح الكريهة هو الخطوة في هذه العملية.
2. الاستفادة من تقنية الغزل الذائب لتحويل الأصبغة الرئيسية إلى ألياف.
3. تعزيز خصائص الألياف من خلال تحسين خصائصها السطحية بعد الإنتاج.

طريقة تشطيب إزالة رائحة القماش

تتم إزالة الروائح الكريهة من القماش في المقام الأول باستخدام تقنيات مثل طلاء القماش بالعوامل أو غمره ورشه بمزيلات الروائح الكريهة لتعزيز التحكم في الرائحة في المنسوجات اليومية مثل الملابس الرياضية والبياضات المنزلية.

تقييم تأثير القضاء على الرائحة

يتضمن تقييم فعالية إزالة الروائح الكريهة عادةً مراقبة التغيرات في تركيزات المركبات العضوية (VOC) وإجراء تقييمات حسية لقياس تغيرات كثافة رائحة القماش بشكل فعال.

6. طرق ومعايير اختبار الأداء المضاد للبكتيريا للمنسوجات

يستخدم بيجودتكس تكنولوجيا الاختبار المتقدمة. يعد اختبار فعالية الأقمشة أمرًا بالغ الأهمية لتقييم تأثيرها العملي، وعادةً ما يتضمن تحليلات نوعية وكمية، باعتبارها مناهج شائعة.

تصنيف طرق الاختبار

1. التحليل النوعي:

تقييم فعالية الخصائص عن طريق قياس حجم المنطقة التي يتم فيها تثبيط نمو البكتيريا باستخدام تقنية انتشار الأجار.

2. التحليل الكمي:

طريقة عد المستعمرات. تقدير الفعالية من خلال مراقبة الاختلافات في كمية الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في العينة.

اختيار سلالات الاختبار

وتمشيا مع المبادئ التوجيهية وحالات الاستخدام في العالم الحقيقي، فإن السلالات البكتيرية المستخدمة عادة لأغراض الاختبار هي كما يلي؛

• بأكتيريا:المكورات العنقودية الذهبية والإشريكية القولونية.
• الفطريات:المبيضات البيضاء.

طريقة تقييم الأداء المضاد للبكتيريا

عادةً ما يتضمن تقييم مدى فعالية المنتج المضاد للبكتيريا النظر في عوامل، مثل معدل مضاد البكتيريا وحجم منطقة التثبيط التي ينشئها على الأسطح التي يتم تطبيقه عليها بمرور الوقت. علاوة على ذلك، يعد اختبار مدى سهولة احتفاظ الأقمشة بخصائصها بعد الغسيل جانبًا مهمًا يستخدم لتحديد التأثير الدائم للعلاج المضاد للبكتيريا.

المعايير الدولية:

حاليًا، في صناعة النسيج، يعتمد اختبار فعالية الأقمشة بشكل كبير على العديد من المعايير الدولية الراسخة.

• ايزو 20743:تستخدم لتقييم خصائص المنسوجات.
• آي تي ​​سي سي 100:تقييم الخصائص المضادة للبكتيريا للمنسوجات المعالجة.

توفر هذه الإرشادات طرق اختبار راسخة في الصناعة لضمان اتساق أداء المنتج واعتماديته.

7. الاستكشاف أقمشة بيجودتكس المقاومة للهب والبكتيريا

بيجودتكس العروض مضاد للجراثيم عالي الأداء وعرجاء الأقمشة. تم تصميم حلول المنسوجات المبتكرة لدينا لمنع نمو البكتيريا والفطريات، مما يضمن مستوى عالٍ من النظافة والسلامة الصحية. تم الإبلاغ عن أن القماش المضاد للبكتيريا والمقاوم للعفن الذي توفره BEGOODTEX يحافظ على معدل قمع يزيد عن 90% حتى بعد 50 غسلة، وهو دليل على متانة وفعالية العلاج المطبق على القماش.