Debido a su ajuste ceñido y al ambiente interior en el que se usan, calcetines de piso son muy susceptibles al crecimiento de bacterias y hongos, lo que provoca olores y problemas en la piel. Por lo tanto, funcionalizar con acabados antimicrobianos es un enfoque clave para mejorar el valor del producto y la experiencia del consumidor.
1. Sales de silicona de amonio cuaternario (Si-QAC)
Los compuestos de sal de amonio cuaternario de silicona, como el cloruro de 3-(trimetoxisilil)propildimetiloctadecilamonio (AEM 5700), se encuentran entre los agentes antimicrobianos no lixiviantes más utilizados en la industria textil.
Mecanismo de acción
Los Si-QAC funcionan mediante perforación física y destrucción de carga.
Enlace covalente: el acabado forma enlaces covalentes con la superficie de fibras como la celulosa y las proteínas a través de grupos silano, anclándolos a la fibra y formando una capa protectora antimicrobiana duradera.
Efecto "lanza": Los grupos alquilo de cadena larga (como el grupo octadecilo) en el extremo catiónico de la sal de amonio cuaternario se parecen a innumerables "lanzas" diminutas. Cuando las bacterias u hongos entran en contacto con la superficie de la fibra tratada, las cargas negativas de la membrana celular son fuertemente atraídas por las cargas positivas de la sal de amonio cuaternario.
Ruptura y muerte de la membrana: esta fuerte adsorción altera la integridad de la membrana celular, permitiendo que el contenido de la célula se filtre, lo que en última instancia inactiva al microorganismo y provoca su muerte. Debido a que este mecanismo es físico, es difícil para las bacterias desarrollar una resistencia específica mediante una mutación genética.
Ventajas profesionales
Alta durabilidad: Gracias a su enlace covalente con la fibra, los Si-QAC exhiben una excelente resistencia al lavado, resistiendo lavados domésticos frecuentes y manteniendo su eficacia antimicrobiana durante períodos prolongados.
Alta seguridad: El acabado no se desprende de la fibra, lo que lo hace seguro para el contacto con la piel humana.
II. Acabado de iones metálicos: iones de plata (Ag)
El ion de plata es uno de los agentes antimicrobianos inorgánicos más antiguos y eficaces, ampliamente utilizado en calcetines de piso funcionales de alta gama.
Mecanismo de acción
El mecanismo antimicrobiano del ion plata es una reacción química y citotoxicidad de amplio espectro y múltiples objetivos.
Liberación activa: el agente de acabado generalmente se inmoviliza dentro o sobre la superficie de la fibra en forma de nanoplata o plata soportada en zeolita. En un ambiente húmedo, los átomos de plata liberan lentamente iones Ag altamente activos.
Inactivación enzimática: los iones Ag tienen una fuerte afinidad por los grupos que contienen azufre en las membranas celulares bacterianas (como los grupos sulfhidrilo (SH) en las proteínas). Se unen a enzimas clave implicadas en el metabolismo y el transporte respiratorio, inactivándolas rápidamente y bloqueando la producción de energía.
Interferencia de ADN/ARN: Los iones de plata también pueden ingresar a los núcleos de las células bacterianas, unirse al ADN y al ARN e interferir con la replicación y expresión del material genético, inhibiendo por completo la reproducción bacteriana.
Ventajas profesionales
Amplio espectro y alta eficiencia: exhibe excelentes efectos inhibidores contra patógenos comunes, bacterias que causan olores y hongos.
Estabilidad térmica: Como material inorgánico, la plata exhibe una excelente estabilidad térmica, lo que la hace adecuada para diversos procesamientos de fibras y planchado a alta temperatura.
Control de olores: Ag inhibe eficazmente el crecimiento de microorganismos como Staphylococcus aureus, que causa el mal olor de los pies, abordando directamente el problema del control de olores en los calcetines de piso.
III. Acabados naturales y de base biológica: quitina y sus derivados
Para satisfacer la creciente demanda de protección del medio ambiente y propiedades naturales, también se utilizan en los calcetines de suelo agentes antimicrobianos derivados de materiales naturales. La quitina y su derivado desacetilado, el quitosano, son representantes importantes.
Mecanismo de acción
El quitosano es el segundo polímero más grande de la naturaleza después de la celulosa y su mecanismo antimicrobiano se basa principalmente en la polimerización catiónica.
Barrera polimérica: Las cadenas moleculares del quitosano contienen numerosos grupos amino (-NH2), que llevan una carga positiva en condiciones débilmente ácidas, lo que lo convierte en un polímero catiónico.
Adsorción electrostática: esta propiedad catiónica le permite adherirse fuertemente a las membranas celulares bacterianas cargadas negativamente.
Permeación y quelación de membranas: después de la adsorción, las cadenas de polímeros de quitosano pueden penetrar las membranas celulares, alterando su permeabilidad. Además, el quitosano posee un efecto quelante, adsorbiendo oligoelementos esenciales para la supervivencia de las bacterias, alterando sus funciones fisiológicas normales e inhibiendo su crecimiento.
Ventajas profesionales
Biocompatibilidad: El quitosano es altamente biodegradable y biocompatible, sin efectos secundarios tóxicos en el cuerpo humano, lo que lo convierte en una opción antibacteriana ecológica y respetuosa con el medio ambiente.
Diversidad funcional: El quitosano en sí tiene ciertas propiedades humectantes y curativas para la piel, lo que brinda a los calcetines de piso beneficios adicionales para el cuidado de la piel.
IV. Piritiona de zinc (ZPT) y Triclosán (TCS)
Aunque el triclosán (TCS) ha sido restringido o prohibido en muchos países y productos debido a preocupaciones ambientales y de seguridad, sigue siendo un agente antimicrobiano textil históricamente importante. El piritionato de zinc (ZPT) se utiliza principalmente para aplicaciones antifúngicas y anticaspa y, en ocasiones, también se aplica a textiles.
Mecanismo de acción
Estos compuestos normalmente funcionan como acabados lixiviables.
ZPT: Funciona interfiriendo con el sistema de transporte de la membrana celular y el metabolismo energético de los hongos (como la tiña que causa el pie de atleta), proporcionando una excelente inhibición fúngica, particularmente contra mohos y levaduras que pueden adherirse a los calcetines.
TCS: Su mecanismo de acción es inhibir la enoil reductasa, una enzima clave en la síntesis de ácidos grasos bacterianos, previniendo así la construcción de la membrana celular bacteriana.
Limitaciones
Baja durabilidad: este tipo de acabado se desprende fácilmente de las fibras y generalmente presenta poca resistencia al lavado.
Riesgos ambientales: los TCS, en particular, son motivo de preocupación debido a sus residuos ambientales y su posible impacto en los ecosistemas acuáticos, por lo que es un factor que debe evitarse estrictamente en la producción profesional. El uso de ZPT también está sujeto a estrictas regulaciones ambientales, que generalmente requieren el cumplimiento de regulaciones como la BPR de la UE.
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