композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами (варианты)
Классы МПК: | C08L23/06 полиэтен C08L23/04 гомополимеры или сополимеры этена C08K13/02 органические и неорганические компоненты C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты C08K3/36 диоксид кремния C08K5/20 амиды карбоновых кислот |
Автор(ы): | Замыслов Эдуард Викторович (RU), Солодянкин Сергей Аркадьевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Замыслов Эдуард Викторович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2006-09-27 публикация патента:
10.03.2008 |
Изобретение относится к составам полиэтиленовых композиций с бактерицидными свойствами, предназначенных для производства различных изделий методом литья и экструзии, и может быть использовано для получения нетоксичных упаковочных материалов для пищевых продуктов и медицинских инструментов, для изготовления литьевого оборудования медицинского и санитарного назначения, игрушек, мебели, посуды, для получения волокон и текстильных изделий. Композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами включает полиэтилен высокого давления в количестве 71,00-99,04 мас.% и бактерицидную добавку. В качестве бактерицидной добавки она содержит 0,10-5,00 мас.% фосфата серебра или роданида серебра, или стеарата серебра. Дополнительно композиция содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» в количестве 0,06-1,00 мас.%, карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA» в количестве 0,20-2,00 мас.%, сополимер этилена с винилацетатом в количестве 0,50-20,00 мас.% и двуокись кремния в количестве 0,10-1,00 мас.%. Технический результат состоит в том, что композиции полиэтиленовые обладают высокими бактерицидными свойствами, что расширяет их функциональные качества и позволяет широко использовать в различных отраслях промышленности. 3 н.п. ф-лы, 5 табл.
Формула изобретения
1. Композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами, включающая полиэтилен высокого давления и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимер этилена с винилацетатом и двуокись кремния, а в качестве бактерицидной добавки содержит фосфат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэтилен высокого давления | 71,00-99,04 |
амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,06-1,00 |
карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA» | 0,20-2,00 |
сополимер этилена с винилацетатом | 0,50-20,00 |
двуокись кремния | 0,10-1,00 |
фосфат серебра | 0,10-5,00 |
2. Композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами, включающая полиэтилен высокого давления и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимер этилена с винилацетатом и двуокись кремния, а в качестве бактерицидной добавки содержит роданид серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэтилен высокого давления | 71,00-99,04 |
амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,06-1,00 |
карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA» | 0,20-2,00 |
сополимер этилена с винилацетатом | 0,50-20,00 |
двуокись кремния | 0,10-1,00 |
роданид серебра | 0,10-5,00 |
3. Композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами, включающая полиэтилен высокого давления и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимер этилена с винилацетатом и двуокись кремния, а в качестве бактерицидной добавки содержит стеарат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэтилен высокого давления | 71,00-99,04 |
амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,06-1,00 |
карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA» | 0,20-2,00 |
сополимер этилена с винилацетатом | 0,50-20,00 |
двуокись кремния | 0,10-1,00 |
стеарат серебра | 0,10-5,00 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, а именно к составам полиэтиленовых композиций с бактерицидными свойствами, предназначенных для производства различных изделий методом литья и экструзии, и может быть использовано для получения нетоксичных упаковочных материалов для пищевых продуктов и медицинских инструментов, для изготовления литьевого оборудования медицинского и санитарного назначения, игрушек, мебели, посуды, для получения волокон и текстильных изделий.
Известна композиция на основе полиолефинов, способ получения и применение. Композиция содержит функционализированный полиэтилен и стабилизаторы, смешиваемые в расплавленном состоянии в шнековом экструдере, RU №2235742 С2, C08L 23/26, C08L 51/00, 2004.09.10.
Известна полимерная композиция и способ изготовления полимерного изделия. Композиция содержит полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом, гранулированный комплексный модификатор (смесь первичного полиэтилена с органосиланом и др.), смешиваемые при температуре не ниже 180°С в экструдере, RU №2203913 C1, C08L 23/04, C08L 23/06, 2003.05.10.
Известен полимерный пленочный материал и способ получения пленки. Материал содержит полиэтилен высокого давления или сополимер этилена с винилацетатом и бензон. Его используют для получения пленки экструзией из расплава под давлением, RU №2067987 C1, C08L 23/04, C08J 5/18, 1996.10.20.
Известна композиция на основе полиэтилена с амидом насыщенной жирной кислоты, позволяющим получить изделие с улучшенными органолептическими показателями, RU №2267504 С2, C08L 23/04, С08К 5/20, 2006.01.10.
Известные полимерные композиции не обладают бактерицидными свойствами.
Известен состав с биоцидными свойствами, включающий в качестве биоцидной добавки серебросодержащее органическое соединение, RU №2215010 C1, C09D 5/14, 2003.10.27.
Известно средство, обладающее антимикробной активностью, представляющее собой водорастворимое соединение серебра, оказывающее антимикробное действие в отношении патогенных микробов Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphyllococcus aureus. Bacillus subtilis, Candida albigans, RU №2278669 C1, A61K 31/717, A61K 36/15, A61K 31/04, 2006.06.27.
Известные средство и состав имеют функциональные ограничения, технологические характеристики их индивидуальны.
Известна пластмасса, обладающая бактерицидными свойствами, содержащая полиэтилен высокого давления и бактерицидную добавку, RU №2232173 С2, C08L 23/06, С08L 27/06, 2004.07.10.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.
Однако оно обладает недостатками.
В качестве бактерицидной добавки в ближайшем аналоге использованы экстракты из растительного сырья, не способные придать полимерной композиции стойкие бактерицидные свойства и оказывать антимикробное действие в отношении патогенных микробов, что снижает функциональные качества полимерной композиции и возможности ее использования.
В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи, позволяющее получить полимерные композиции с высокими бактерицидными свойствами, расширить функциональные качества и возможности использования.
Вариант 1.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами включает полиэтилен высокого давления и бактерицидную добавку.
Композиция дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимер этилена с винилацетатом и двуокись кремния, а в качестве бактерицидной добавки содержит фосфат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиэтилен высокого давления | 71,00-99,04 |
Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,06-1,00 |
Карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA» | 0,20-2,00 |
Сополимер этилена с винилацетатом | 0,50-20,00 |
Двуокись кремния | 0,10-1,00 |
Фосфат серебра | 0,10-5,00. |
Вариант 2
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами включает полиэтилен высокого давления и бактерицидную добавку.
Композиция дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимер этилена с винилацетатом и двуокись кремния, а в качестве бактерицидной добавки содержит роданид серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиэтилен высокого давления | 71,00-99,04 |
Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,06-1,00 |
Карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA» | 0,20-2,00 |
Сополимер этилена с винилацетатом | 0,50-20,00 |
Двуокись кремния | 0,10-1,00 |
Роданид серебра | 0,10-5,00. |
Вариант 3
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что композиция полиэтиленовая для изделий с бактерицидными свойствами включает полиэтилен высокого давления и бактерицидную добавку.
Композиция дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимер этилена с винилацетатом и двуокись кремния, а в качестве бактерицидной добавки содержит стеарат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиэтилен высокого давления | 71,00-99,04 |
Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,06-1,00 |
Карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA» | 0,20-2,00 |
Сополимер этилена с винилацетатом | 0,50-20,00 |
Двуокись кремния | 0,10-1,00 |
Стеарат серебра | 0,10-5,00. |
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения /в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы/ достигаются важные новые свойства объекта:
- оптимальное соотношение ингредиентов расширяет функциональные качества полимерного материала;
- наличие в составах композиций бактерицидных добавок (фосфат серебра - вариант 1, роданид серебра - вариант 2, стеарат серебра - вариант 3) повышает антимикробные свойства;
- бактерицидная активность позволяет получать полимерный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, в связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Способ осуществляют следующим образом.
Используют следующие ингредиенты:
Полиэтилен высокого давления ГОСТ 16338-85, марка «ПЭВД10803-020», плотность 0,9185±0,0015 г/см3, ПТР 2,0 г/10 мин (Россия, Казаньоргсинтез, «ПЭВД10803-020») или полиэтилен низкого давления ГОСТ 16338-85.
Амид олеиновой кислоты (олеамид) марки «Finawax О», СН3-(CH 2)7-CH=СН-(СН2 )7-CO-NH2, молекулярная формула С17Н33 CONH 2, молекулярный вес 283, температура плавления 73°С, йодное число 80-95, влажность 0,25% макс., содержание основного вещества 98%, содержание жирных кислот 0,2%, бесцветные шарики не растворимы в воде (Индия, «FineOrganics»).
Карбонат кальция марки «Omyacarb 2XKA», средний размер частиц 2,3 мкм, белизна ISO 11475, 88,7%, маслоемкость 24 г/100 г (Турция, «Omyacarb 2XKA»).
Сополимер этилена с винилацетатом марки «Сэвилен 11808-340», плотность 0,95±0,005 г/см3 , ПТР 28-40 г/10 мин, массовая доля винилацетата 26-30% (Россия, Казаньоргсинтез, «Сэвилен 11808-340»). Двуокись кремния (Корея), марка SS SIL 54, размер частиц 4,0 плюс минус 0,2, удельная поверхность м2/г 550 (+) (-) 40.
Бактерицидная добавка: фосфат серебра (Вариант 1), роданид серебра (Вариант 2), стеарат серебра (Вариант 3).
Композицию получают:
Вариант 1
Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 150-200°С ингредиентов: полиэтилена высокого давления, амида олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбоната кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимера этилена с винилацетатом, двуокиси кремния и фосфата серебра.
На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.
Вариант 2
Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 150-200°С ингредиентов: полиэтилена высокого давления, амида олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбоната кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимера этилена с винилацетатом, двуокиси кремния и роданида серебра
На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.
Вариант 3
Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 150°-200°С ингредиентов: полиэтилена высокого давления, амида олеиновой кислоты марки «Finawax О», карбоната кальция марки «Omyacarb 2XKA», сополимера этилена с винилацетатом, двуокиси кремния и стеарата серебра.
На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.
Сущность изобретения подтверждают примеры.
ПРИМЕР 1
Получают фосфат серебра обменным путем из растворимых солей серебра. Фосфат серебра, в полученном соединении, имеет насыпную плотность - 1.25 г/см3 (Вариант 1).
Получают роданид серебра обменным путем из растворимых солей роданида. Роданид серебра, в полученном соединении, имеет насыпную плотность - 1.58 г/см3 (Вариант 2).
Получают стеарат серебра обменным путем из растворимых солей стеарата. Стеарат серебра, в полученном соединении, имеет насыпную плотность - 0.25 г/см3 (Вариант 3).
ПРИМЕР 2
Вариант 1
Получают полимерную композицию 1.
Берут 99,04 мас.% полиэтилена высокого давления, 0,06 мас.% амида олеиновой кислоты марки «Finawax О», 0,20 мас.% карбоната кальция марки «Omyacarb 2XKA», 0,50 мас.% сополимера этилена с винилацетатом, 0,10 мас.% двуокиси кремния и 0,10 мас.% фосфата серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 150-200°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.
Аналогичным образом получают композиции 2, 3 и композицию контрольную.
Композиции 1, 2, 3, композиция контрольная (без двуокиси кремния и бактерицидной добавки) и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.1.
Вариант 2
Получают полимерную композицию 1.
Берут 99,04 мас.% полиэтилена высокого давления, 0,06 мас.% амида олеиновой кислоты марки «Finawax О», 0,20 мас.% карбоната кальция марки «Omyacarb 2XKA», 0,50 мас.% сополимера этилена с винилацетатом,0,10 мас.% двуокиси кремния и 0,10 мас.% роданита серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 150-200°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.
Аналогичным образом получают композиции 2, 3 и композицию контрольную.
Композиции 1, 2, 3, композиция контрольная (без двуокиси кремния и бактерицидной добавки) и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.2.
Вариант 3
Получают полимерную композицию 1.
Берут 99,04 мас.% полиэтилена высокого давления, 0,06 мас.% амида олеиновой кислоты марки «Finawax О», 0,20 мас.% карбоната кальция марки «Omyacarb 2XKA», 0,50 мас.% сополимера этилена с винилацетатом, 0,10 мас.% двуокиси кремния и 0,10 мас.% стеарат серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 150-200°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.
Аналогичным образом получают композиции 2, 3 и композицию контрольную.
Композиции 1, 2, 3, композиция контрольная (без двуокиси кремния и бактерицидной добавки) и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.3.
На основании примера 2 и таблиц 1.1, 1.2. и 1.3. определяют оптимальные пределы ингредиентов, представленные в заявляемом техническом решении.
ПРИМЕР 3
Определяют бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции.
Берут образцы 1 и 3 соответствующих вариантов 1, 2 и 3, образец контрольный и образец ближайшего аналога полимерных композиций, см. таблицы 1.1, 1.2. и 1.3.
Бактерицидную активность образцов определяют с использованием тест-культур бактерий Escheria coli, Bacillus substilis, Staphylococcus citreus.
Бактерии Staphylococcus citreus засевают газоном на поверхности СПА и размещают образцы плотно, прижимают их к засеянной бактериями поверхности агара. Чашки с образцами помещают в термостат и выращивают в течение 48 часов при температуре 28°С.
Аналогичным образом засевают бактерии Escheria coli, Bacillus substilis на поверхности СПА и размещают образцы.
Образцы 1 и 3 вариантов 1, 2 и 3 образуют зону подавления микроорганизмов 1-3 мм, что подтверждает их антимикробные свойства.
Данные представлены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что образцы 1 и 3 вариантов 1, 2 и 3 обладают наличием эффекта подавления роста микробов (+), образец контрольный частично имеет эффект подавления роста микробов, а у образца ближайшего аналога отсутствует эффект антимикробного действия (-).
Пример 3 и таблица 2 подтверждают бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции.
ПРИМЕР 4
Определяют бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции.
Берут образцы 1 и 3 соответствующих вариантов 1, 2 и 3, образец контрольный и образец ближайшего аналога полимерных композиций, см. таблицы 1.1, 1.2. и 1.3.
Бактерицидную активность образцов определяют с использованием тест-культур грамотрицательной бактерии Pseudomonas fluorescens и грамположительной бактерии Staphylococcus citreus.
Образцы исследуют в жидкой питательной среде. В качестве жидкой питательной среды берут сусло, разбавленное водой 1 к 3. Питательную среду разливают в колбы объемом 750 мл по 50 мл и стерилизуют при 0,5 атм 30 минут. Образцы 1 и 5 стерилизуют 15 минут отдельно от питательной среды.
Тест-культуры грамотрицательной бактерии Pseudomonas fluorescens и грамположительной бактерии Staphylococcus citreus засевают в колбы с питательной средой.
В колбы с тест-культурой грамотрицательной бактерии Pseudomonas fluorescens вносят прокипяченные образцы площадью 7,9 см 2. В колбы с тест-культурой грамположительной бактерии Staphylococcus citreus вносят прокипяченные образцы площадью 8,8 см2.
Культивирование проводят при температуре 28°С в течение 24 часов на качалке (220 об/мин). По окончании культивирования определяют оптическую плотность жидкости при длине волны 540 нм на приборе ФЭК 56М.
Данные представлены в таблице 3.
Из таблицы 3 видно, что образцы 1 и 3 вариантов 1, 2 и 3 обладают наличием эффекта подавления роста микробов (+), у образцов контрольного и ближайшего аналога отсутствует эффект антимикробного действия (-).
Пример 4 и таблица 3 подтверждают бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции вариантов 1, 2 и 3.
Антимикробные свойства заявляемых композиций расширяют функциональные возможности композиций полиэтиленовых по вариантам 1, 2, 3 и позволяют использовать их в различных отраслях промышленности при получении материалов и изделий методом литья и экструзии.
Предложенные полимерные композиции могут быть использованы:
- для получения нетоксичных упаковочных материалов в пищевой промышленности;
- для получения нетоксичных материалов, инструментов в медицинской промышленности;
- для изготовления оборудования медицинского и санитарного назначения;
- для изготовления игрушек;
- для изготовления мебели;
- для изготовления посуды;
- для получения волокон и текстильных изделий.
Предложенные полимерные композиции по вариантам 1, 2, 3 содержат широко используемые ингредиенты при оптимальных их количествах, что подтверждает их соответствие критерию «промышленная применимость».
Предложенные полимерные композиции по вариантам 1, 2, и 3 обладают высокими бактерицидными свойствами, что расширяет их функциональные качества и позволяет широко использовать в различных отраслях промышленности.
Таблица 1.1 | |||||
Композиции полиэтиленовые для изделий с бактерицидными свойствами (Вариант 1) | |||||
Компоненты | Композиция 1 | Композиция 2 | Композиция 3 | Композиция контрольная | Композиция ближайшего аналога |
Полиэтилен высокого давления, мас.% | 99,04 | 87,25 | 71,00 | 94,00 | 99,00 |
Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», мас.% | 0,06 | 0,45 | 1,00 | 2,00 | - |
Карбонат кальция марки «Omyacarb 2ХКА», мас.% | 0,20 | 0,90 | 2,00 | 2,00 | - |
Сополимер этилена с винилацетатом, мас.% | 0,50 | 8,50 | 20,00 | 2,00 | - |
Двуокись кремния, мас.% | 0,10 | 0,45 | 1,00 | нет | - |
Фосфат серебра, мас.% | 0,10 | 2,45 | 5,00 | нет | 1,00 Экстракт из растительного сырья |
Таблица 1.2 | |||||
Композиции полиэтиленовые для изделий с бактерицидными свойствами (Вариант 2) | |||||
Компоненты | Композиция 1 | Композиция 2 | Композиция 3 | Композиция контрольная | Композиция ближайшего аналога |
Полиэтилен высокого давления, мас.% | 99,04 | 87,25 | 71,00 | 94,00 | 99,00 |
Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», мас.% | 0,06 | 0,45 | 1,00 | 2,00 | - |
Карбонат кальция марки «Omyacarb 2ХКА», мас.% | 0,20 | 0.90 | 2,00 | 2,00 | - |
Сополимер этилена с винилацетатом, мас.% | 0,50 | 8,50 | 20,00 | 2,00 | - |
Двуокись кремния, мас.% | 0,10 | 0,45 | 1,00 | нет | - |
Роданид серебра, масс.% | 0,10 | 2,45 | 5,00 | нет | 1,00 Экстракт из растительного сырья |
Таблица 1.3 | |||||
Композиции полиэтиленовые для изделий с бактерицидными свойствами (Вариант 3) | |||||
Компоненты | Композиция 1 | Композиция 2 | Композиция 3 | Композиция контрольная | Композиция ближайшего аналога |
Полиэтилен высокого давления, мас.% | 99,04 | 87,25 | 71,00 | 94,00 | 99,00 |
Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», мас.% | 0,06 | 0,45 | 1,00 | 2,00 | - |
Карбонат кальция марки «Omyacarb 2ХКА», мас.% | 0,20 | 0,90 | 2,00 | 2,00 | - |
Сополимер этилена с винилацетатом, мас.% | 0,50 | 8,50 | 20,00 | 2,00 | - |
Двуокись кремния, мас.% | 0,10 | 0,45 | 1,00 | нет | - |
Стеарат серебра, мас.% | 0,10 | 2,45 | 5,00 | нет | 1,00 Экстракт из растительного сырья |
Класс C08L23/04 гомополимеры или сополимеры этена
Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты
Класс C08K3/26 карбонаты; бикарбонаты
Класс C08K3/36 диоксид кремния
Класс C08K5/20 амиды карбоновых кислот