способ обеззараживания одежды и придания ей бактерицидных свойств

Формула изобретения

Способ обеззараживания одежды и придания ей бактерицидных свойств, включающий обработку одежды жидкостью, отличающийся тем, что в качестве жидкости используют воду, которую предварительно в течение не менее 20 с подвергают воздействию амплитудно-модулированным электромагнитным полем с напряженностью от 0,003 до 5 А/м, несущей частотой от 0,001 до 10 МГц, модулирующей частотой от 1 до 300 Гц и глубиной модуляции от 10 до 90%.

Описание изобретения к патенту

Заявленное изобретение относится к способам обработки одежды из тканей, трикотажа и нетканых материалов широкого ассортимента (видов) и может быть использовано в случае возникновения эпидемий, а также природных и техногенных катастроф, последствия которых связаны с возникновением эпидемий.

В настоящее время нередко возникает необходимость в наличии и применении одежды, обладающей бактерицидными свойствами. Это обусловлено, прежде всего, периодическим появлением и распространением различных патогенных микроорганизмов.

Подобные свойства одежда может приобрести благодаря относительно простой и дешевой процедуре-обработке специальными бактерицидными препаратами (жидкостями). Например, используемую в настоящее время одежду для медицинских нужд обеззараживают в основном различными хлорсоединениями, в частности используют вещества алкибензилдиметиламмоний хлорид (катамин АБ), хлоргексидина биглюконат и др. (см., например, патент России №2159825 по классу D04Н 1/44, А41D 31/00, опублик. 27.11.2000).

В качестве прототипа выбран способ обработки материалов бактерицидным препаратом, который содержит вещества алкибензилдиметиламмоний хлорид (катамин АБ), хлоргексидина биглюконат, 5-нитрофурилакролеин в количестве 0,5-1,5% к общей массе (см. патент России №2159825 по классу МПК D04Н 1/44, А41D 31/00, опублик. 27.11.2000). Бактерицидный препарат наносится на материал для одежды посредством разбрызгивания или пропитки. Согласно данному патенту достигнута удовлетворительная эффективность в отношении кишечной палочки (грамм-отрицательные микроорганизмы).

Однако применение хлорсодержащих бактерицидных препаратов, заявленных в прототипе, обладает негативным побочным действием: это раздражение кожи, быстрое старение кожных покровов, аллергия, зачастую индивидуальная непереносимость и т.п. Следовательно, существуют ограничения в применении обработанной хлорсодержащими соединениями одежды, а именно она может быть преимущественно использована как верхняя, не соприкасающаяся с телом человека. При этом следует учитывать, что вышеназванные соединения портят саму одежду: обесцвечивают ее окраску и даже разрушают материю. Хлорсодержащие вещества, кроме того, теряют свои бактерицидные свойства при намокании и загрязнении одежды, что снижает сроки использования такой одежды по назначению. Стоимость требуемых для реализации способа хлорсодержащих соединений весьма существенна, особенно при его применении на больших партиях изделий и при массовом производстве.

Технической задачей изобретения является создание менее дорогостоящего, неразрушающего и не портящего внешний вид изделий способа обработки одежды широкого назначения, безопасной для человека, обеспечивающего увеличение срока сохранения ее бактерицидных свойств.

Эта задача решается за счет того, что одежду обрабатывают (смачивают) жидкостью путем сбрызгивания или пропитки. При этом в качестве жидкости используют воду, которую в течение не менее 20 секунд подвергают воздействию амплитудно-модулированным электромагнитным полем с напряженностью от 0,003 до 5 А/м, несущей частотой от 0,001 до 10 МГц, модулирующей частотой от 1 до 300 Гц и глубиной модуляции от 10 до 90%.

В способе в качестве обеззараживающей жидкости применяется самое распространенное и легкодоступное на Земле вещество - обычная вода (Н₂О). При воздействии на воду амплитудно-модулированным электромагнитным полем с указанными параметрами происходит изменение ее структуры, вследствие чего создаются условия, неблагоприятные для размножения микроорганизмов, изменяется растворимость в ней белков и аминокислот. Эти свойства воды переносятся и на одежду, поверхность которой обрабатывается ею.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение экономичности особенно при массовом производстве. Расширение функциональных возможностей за счет неприменения вредных препаратов, т.е. возможность обработки как верхней одежды, так и нижнего белья и детской одежды. При этом при обработке исключается порча одежды, обеспечивается сохранение обработанной одеждой бактерицидных свойств до 10 дней.

Заявленный способ проиллюстрирован блок-схемой (см. чертеж).

Блок-схема содержит генератор низкой (модулирующей) частоты 1 (1-300 Гц), соединенный с входом амплитудно-модулирующего устройства 2, к другому входу которого подключен генератор несущей частоты 3 (0,001-10 МГц). К выходу устройства 2 подключен вход усилителя 4. Выход усилителя 4 подключен к излучателю 5. Излучатель 5 и резервуар для обрабатываемой жидкости (воды) 6, который представляет собой емкость из неэлектропроводящего материала, помещены внутри экранированной камеры 7. Резервуар 6 соединен трубопроводом 8, снабженным краном 9 с опрыскивателем 10. 11 - обрабатываемая одежда.

Например, данная система может быть реализована, с помощью следующих приборов. В качестве генератора 1 может быть использован генератор сигналов низкочастотный Г3-118. В качестве амплитудного модулятора 2 и усилителя 4 может быть использован генератор Л31 (совмещающий в себе функции этих устройств). При работе устройства в диапазоне частот от 1 до 100 кГц излучатель представлял собой катушку индуктивности, имеющую 50 витков. Индуктивность катушки составляла L=0,1 Гн. При работе в диапазоне частот от 0,1 до 10 МГц использовалось пять витков коаксиального кабеля волновым сопротивлением 50 Ом. Для изготовления экранированной камеры могут быть использованы тонкие металлические листы, фольга или даже сетка из электропроводящих материалов, т.е. она изготавливается из простых и дешевых материалов, что удешевляет способ обеззараживания одежды и расширяет возможность его применения.

Максимальная мощность, потребляемая устройствами 1-5, невелика и не превышает 80 Вт·ч.

Перед включением генератора 1, амплитудно-модулирующего устройства 2, генератора несущей 3, усилителя 4, излучателя 5, резервуар 6 наполняют водой и помещают вместе с излучателем в экранированную камеру 7. Экранированная камера является электропроводящей, замкнутой, заземленной и защищает окружающую среду от действия электромагнитного поля.

Во время работы генератор низкой частоты 1 подает сигнал на вход амплитудного модулятора 2. Одновременно на другой вход амплитудного модулятора 2 подается электрический сигнал с генератора несущей частоты 3. С выхода модулятора 2 сигнал поступает на вход усилителя 4 и с его выхода на излучатель 5. В результате прохождения через излучатель 5 амплитудно-модулированного электрического тока в пространстве экранированной камеры 7 генерируется амплитудно-модулированное электромагнитное поле, которое воздействует на воду в резервуаре 6. Вода обрабатывается этим полем в течение не менее 20 секунд. После этого некоторое количество воды, обработанной амплитудно-модулированным электромагнитным полем, определяется объемом опрыскивателя. При открывании крана 9 вода через трубопровод 8 поступает в опрыскиватель 10 и с его помощью наносится на одежду 11.

Авторами были проведены эксперименты по оценке эффективности бактерицидных свойств одежды, обработанной амплитудно-модулированным электромагнитным полем. Была использована емкость 6 объемом 30 л, установленная на расстоянии 10 см от излучателя 5. В качестве исследуемого образца были взяты комплекты белья из трикотажного материала (облегающие брюки и свитер-водолазка). В качестве объекта экспериментов использовалась Escherichia coli (кишечная палочка). Предварительно белье из трикотажного материала и воду стерилизовали при температуре 100-120°С, затем воду обрабатывали амплитудно-модулированным электромагнитным полем, модулирующая частота которого соответствовала диапазону 1-300 Гц. После этого стерильное белье пропитывали раствором, содержащим определенную концентрацию клеток Escherichia coli, в соответствии с установленной микробиологической методикой (Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. М.: Медицина, 1972, с.389). Далее на одежду путем опрыскивания до увлажнения порядка 10-30% наносилась обработанная амплитудно-модулированным электромагнитным полем вода. Увлажненную одежду помещали в благоприятные условия для роста и размножения Escherichia coli (непрерывная аэрация, температура 32°С, см. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. М.: Медицина, 1972, с.390), которые строго соблюдались в течение всего периода культивирования. По истечении 1 часа, 3 и 10 суток проводили контроль бактериальной обсемененности путем инкубации образцов ткани (1 см ²) на мясопептонном агаре (питательная среда микроорганизмов) с последующим подсчетом колоний. Отбор образцов ткани производили путем вырезания квадратов площадью 1 см² . Количество квадратов, вырезанных из каждого изделия, равнялось 10. Результаты высевов обрабатывались статистически и выводились средние значения количества микроорганизмов. Влажность воздуха при эксперименте была не более 60%, что обеспечивалось непрерывной аэрацией и достаточно высокой температурой.

Данные экспериментов отражены в таблице, где представлены зависимости количества микроорганизмов от различных параметров амплитудно-модулированного электромагнитного поля (напряженности, несущей частоты, времени воздействия, модулирующей частоты, глубины модуляции), воздействующего на воду, которая в свою очередь наносилась на одежду.

№ п.п.	Несущ. частота, МГц	Модулир. частота, Гц	Глубина модуляции, %	Напряжен. поля, А/м	Время воздействия, сек.	Количество колоний E.coli, шт./мл
						через 1 час	через 3 сут	через 10 сут
Контроль	0	0	0	0	0	7000	7000	7000
1	0,001	1	10	0,003	20	15	500	2500
2	0,01	10	20	0,1	30	0	600	3000
3	0,1	20	30	0,25	40	10	700	1500
4	0,3	50	40	0,5	50	20	400	2000
5	0,5	100	50	1	60	5	500	2000
6	1	150	60	2	70	10	500	2600
7	3	200	70	3	80	0	600	2800
8	5	250	80	4	90	5	500	2000
9	10	300	90	5	100	30	500	2200

Как можно видеть из таблицы, количество колоний Escherichia coli при нанесении на одежду воды, обработанной амплитудно-модулированным электромагнитным полем, существенно меньше, чем при обработке одежды водой, не подвергавшейся воздействию поля (контроль).

По данным, полученным через час после обработки, видно, что число колоний существенно уменьшилось по сравнению с контролем в 230-1400 раз (опыты 1,3-6,8-9) либо жизнеспособных организмов вообще не наблюдалось (опыты 2 и 7).

Исследуемые образцы одежды по истечении стандартного периода времени не уничтожались и не стерилизовались, а находились в специальных условиях, благоприятных для культивирования колоний Escherichia coli.

Следует заметить, что стандартный период времени, принятый в микробиологических исследованиях, равен 3 суткам (Мейнелл Дж., Мейнел Э. Экспериментальная микробиология. М.: Мир, 1967). Поэтому следующие исследования проводились через 3 суток. Эффект обеззараживания по истечении 3 суток снизился, но оставался достаточно высоким. По сравнению с контролем число колоний уменьшилось в 10-18 раз (опыты 1,3-6,8-9). В опытах 2 и 7 колоний не появилось.

Следующий подсчет количества колоний микроорганизмов проводился уже по прошествии 10 суток. Уменьшение колоний при этом произошло в 2-5 раз. Это свидетельствует о том, что эффективное обеззараживание с использованием предлагаемого способа происходит в период не более 10 суток.

Эксперименты также показали, что бактерицидное свойство воды наиболее интенсивно проявляется при обработке ее амплитудно-модулированным электромагнитным полем в диапазоне напряженностей от 0,003 до 5 А/м и в интервале модулирующих частот от 1 до 300 Гц. Также эти же свойства лучше проявлялись в интервале несущих частот от 0,001 до 10 МГц и глубине модуляции от 10 до 90%.

Варьирование времени воздействия амплитудно-модулированного электромагнитного поля на воду не приводит к существенному изменению бактерицидных свойств одежды.

Известно, что полученная подобным способом вода передает свои бактерицидные свойства при разбавлении не обработанной электромагнитным полем (авторами данный эффект был проверен и подтвержден при десятикратном разбавлении). Другими авторами было обнаружено, что водные растворы изменяют свои физико-химические свойства при сверхмалых разведениях от 10^-13 М до 10^-17 М (Бурлакова Е.Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности // Российский химический журнал. 1999. Т.XLIII. №5. С.3-11; Блюменфельд Л.А. Понятие конструкции в биологической физике. К вопросу о механизме действия сверхмалых доз // Российский химический журнал. 1999. Т.XLIII. №5. С.15-20).

Таким образом, предложенный способ обработки одежды при угрозе возникновения эпидемии безопасен для человека, который будет ее носить, является недорогостоящим и позволяет обеззаразить одежду на достаточно длительный период - до 10 суток.