สารตกแต่งพื้นผิวต้านเชื้อแบคทีเรียที่ใช้กันทั่วไปสำหรับถุงเท้าปูพื้นคืออะไร

เนื่องจากลักษณะที่รัดรูปและสภาพแวดล้อมในร่มที่สวมใส่ ถุงเท้าพื้น มีความไวสูงต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อรา ส่งผลให้เกิดกลิ่นและปัญหาผิวหนัง ดังนั้น การใช้งานสารเคลือบสารต้านจุลชีพจึงเป็นแนวทางสำคัญในการเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์และประสบการณ์ของผู้บริโภค

1. เกลือซิลิโคนควอเตอร์นารีแอมโมเนียม (Si-QAC)

สารประกอบเกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียม เช่น 3-(trimethoxysilyl)propyldimethyloctadecyl ammonium chloride (AEM 5700) เป็นสารต้านจุลชีพแบบไม่ชะล้างที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมสิ่งทอ

กลไกการออกฤทธิ์

Si-QAC ทำงานผ่านการเจาะทางกายภาพและการทำลายประจุ

การยึดเหนี่ยวโควาเลนต์: ผิวเคลือบจะสร้างพันธะโควาเลนต์กับพื้นผิวของเส้นใย เช่น เซลลูโลสและโปรตีนผ่านหมู่ไซเลน โดยยึดพวกมันไว้กับเส้นใยและสร้างชั้นป้องกันต้านจุลชีพที่ทนทาน

ผลกระทบของ "หอก": หมู่อัลคิลสายโซ่ยาว (เช่น หมู่ออกตาเดซิล) ที่ปลายประจุบวกของเกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียม มีลักษณะคล้ายกับ "หอก" เล็กๆ นับไม่ถ้วน เมื่อแบคทีเรียหรือเชื้อราสัมผัสกับพื้นผิวของเส้นใยที่ผ่านการบำบัด ประจุลบบนเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกดึงดูดอย่างมากไปยังประจุบวกบนเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี

การแตกและการตายของเมมเบรน: การดูดซับที่รุนแรงนี้จะขัดขวางความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ ส่งผลให้เนื้อหาในเซลล์รั่วไหล ส่งผลให้จุลินทรีย์ไม่ทำงานและเป็นสาเหตุให้เซลล์ตายในที่สุด เนื่องจากกลไกนี้เป็นกลไกทางกายภาพ จึงเป็นเรื่องยากสำหรับแบคทีเรียที่จะพัฒนาความต้านทานแบบกำหนดเป้าหมายผ่านการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม

ข้อดีระดับมืออาชีพ

ความทนทานสูง: ด้วยการยึดเกาะโควาเลนต์กับเส้นใย Si-QAC จึงมีความต้านทานการชะล้างที่ดีเยี่ยม ทนทานต่อการซักที่บ้านบ่อยครั้ง และรักษาประสิทธิภาพในการต้านจุลชีพไว้เป็นระยะเวลานาน

ความปลอดภัยสูง: ผิวเคลือบไม่หลุดออกจากเส้นใย ทำให้ปลอดภัยเมื่อสัมผัสกับผิวหนังมนุษย์

ครั้งที่สอง พื้นผิวโลหะไอออน: ซิลเวอร์ไอออน (Ag )

ซิลเวอร์ไอออนเป็นหนึ่งในสารต้านจุลชีพอนินทรีย์ที่เก่าแก่และมีประสิทธิภาพมากที่สุด ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในถุงเท้าปูพื้นคุณภาพสูง

กลไกการออกฤทธิ์

กลไกการต้านจุลชีพของซิลเวอร์ไอออนเป็นปฏิกิริยาเคมีในวงกว้างและเป็นพิษต่อเซลล์หลายเป้าหมาย

การปลดปล่อยแบบแอคทีฟ: โดยทั่วไปแล้วสารตกแต่งขั้นสุดท้ายจะถูกตรึงไว้ภายในหรือบนพื้นผิวไฟเบอร์ในรูปของเงินนาโนซิลเวอร์หรือซีโอไลต์ที่รองรับ ในสภาพแวดล้อมที่ชื้น อะตอมของเงินจะค่อยๆ ปล่อยไอออน Ag ที่มีฤทธิ์สูงออกมาอย่างช้าๆ

การยับยั้งเอนไซม์: ไอออนของ Ag มีความสัมพันธ์กันอย่างมากกับกลุ่มที่มีซัลเฟอร์บนเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย (เช่น หมู่ซัลไฮดริล (SH) บนโปรตีน) พวกมันจับกับเอนไซม์สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญและการขนส่งระบบทางเดินหายใจ ทำให้พวกมันหยุดทำงานอย่างรวดเร็วและขัดขวางการผลิตพลังงาน

การรบกวนของ DNA/RNA: ซิลเวอร์ไอออนยังสามารถเข้าสู่นิวเคลียสของเซลล์แบคทีเรีย จับกับ DNA และ RNA และรบกวนการจำลองแบบและการแสดงออกของสารพันธุกรรม ซึ่งยับยั้งการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียอย่างสมบูรณ์

ข้อดีระดับมืออาชีพ

สเปกตรัมกว้างและประสิทธิภาพสูง: มีฤทธิ์ยับยั้งที่ดีเยี่ยมต่อเชื้อโรคทั่วไป แบคทีเรียที่ทำให้เกิดกลิ่น และเชื้อรา

ความคงตัวทางความร้อน: เนื่องจากเป็นวัสดุอนินทรีย์ เงินจึงมีความเสถียรทางความร้อนที่ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการแปรรูปเส้นใยต่างๆ และการรีดที่อุณหภูมิสูง

การควบคุมกลิ่น: Ag ยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ เช่น Staphylococcus aureus ซึ่งเป็นสาเหตุของกลิ่นเท้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ จัดการปัญหาการควบคุมกลิ่นสำหรับถุงเท้าปูพื้นได้โดยตรง

ที่สาม ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติและชีวภาพ: ไคตินและอนุพันธ์ของมัน

เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นในด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อมและคุณสมบัติทางธรรมชาติ จึงมีการใช้สารต้านจุลชีพที่ได้จากวัสดุธรรมชาติในถุงเท้าปูพื้นด้วย ไคตินและไคโตซานที่เป็นอนุพันธ์ของดีอะซิติเลต เป็นตัวแทนที่สำคัญ

กลไกการออกฤทธิ์

ไคโตซานเป็นโพลีเมอร์ที่ใหญ่เป็นอันดับสองในธรรมชาติรองจากเซลลูโลส และกลไกการต้านจุลชีพของไคโตซานนั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของประจุบวกเป็นหลัก

อุปสรรคโพลีเมอร์: สายโซ่โมเลกุลของไคโตซานประกอบด้วยหมู่อะมิโนจำนวนมาก (-NH2) ซึ่งมีประจุบวกภายใต้สภาวะที่เป็นกรดอ่อน ทำให้กลายเป็นโพลีเมอร์ประจุบวก

การดูดซับไฟฟ้าสถิต: คุณสมบัติประจุบวกนี้ช่วยให้สามารถเกาะติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียที่มีประจุลบอย่างแน่นหนา

การซึมผ่านของเมมเบรนและการคีเลชั่น: หลังจากการดูดซับ โซ่โพลีเมอร์ของไคโตซานสามารถทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และทำให้ความสามารถในการซึมผ่านของพวกมันเปลี่ยนแปลงไป นอกจากนี้ ไคโตซานยังมีฤทธิ์เป็นคีเลต โดยดูดซับธาตุโลหะที่จำเป็นต่อการอยู่รอดของแบคทีเรีย ขัดขวางการทำงานทางสรีรวิทยาตามปกติ และยับยั้งการเติบโตของพวกมัน

ข้อดีระดับมืออาชีพ

ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: ไคโตซานสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้สูงและเข้ากันได้ทางชีวภาพ โดยไม่มีผลข้างเคียงที่เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ ทำให้ไคโตซานเป็นตัวเลือกต้านแบคทีเรียที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ความหลากหลายด้านการทำงาน: ไคโตซานมีคุณสมบัติในการให้ความชุ่มชื้นและการรักษาแก่ผิว ทำให้ถุงเท้าปูพื้นมีประโยชน์ในการดูแลผิวเพิ่มเติม

IV. ซิงค์ ไพริไธโอน (ZPT) และไตรโคลซาน (TCS)

แม้ว่าไตรโคลซาน (TCS) จะถูกจำกัดหรือห้ามในหลายประเทศและผลิตภัณฑ์เนื่องจากปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย แต่ไตรโคลซานยังคงเป็นสารต้านจุลชีพในสิ่งทอที่มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์ Zinc pyrithione (ZPT) ใช้เป็นหลักในการต่อต้านเชื้อราและขจัดรังแค และบางครั้งก็ใช้กับสิ่งทอด้วย

กลไกการออกฤทธิ์

โดยทั่วไปสารประกอบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสารเคลือบที่สามารถชะล้างได้

ZPT: ทำงานโดยรบกวนระบบการขนส่งเยื่อหุ้มเซลล์และการเผาผลาญพลังงานของเชื้อรา (เช่น กลากที่ทำให้เกิดเท้าของนักกีฬา) ให้การยับยั้งเชื้อราที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเชื้อราและยีสต์ที่อาจเกาะติดกับถุงเท้าปูพื้น

TCS: กลไกการออกฤทธิ์คือการยับยั้ง enoyl reductase ซึ่งเป็นเอนไซม์สำคัญในการสังเคราะห์กรดไขมันจากแบคทีเรีย จึงป้องกันการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย

ข้อจำกัด

ความทนทานต่ำ: พื้นผิวประเภทนี้ชะล้างออกจากเส้นใยได้ง่าย และโดยทั่วไปมีความทนทานต่อการชะล้างต่ำ

ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม: โดยเฉพาะอย่างยิ่ง TCS เป็นเรื่องที่น่ากังวลเนื่องจากมีสารตกค้างในสิ่งแวดล้อมและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อระบบนิเวศทางน้ำ ทำให้เป็นปัจจัยที่ต้องหลีกเลี่ยงอย่างเคร่งครัดในการผลิตระดับมืออาชีพ การใช้ ZPT ยังอยู่ภายใต้กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด โดยทั่วไปกำหนดให้ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบ เช่น EU BPR.