一种抗菌纤维组合物及其面料与应用的制作方法

本发明涉及医用材料
技术领域：
，具体涉及一种抗菌纤维组合物及其面料与应用。
背景技术：
：随着对伤口愈合研究的深入，人们认识到使用敷料的目的远远不只是为了覆盖创面，敷料还必须能够促进伤口愈合。由于损伤或疾病等因素造成皮肤缺损时，常常造成创面水分、电解质及蛋白质丢失，开放的创面还增加了感染的概率，早起有效封闭创面可以减少上述并发症的发生。目前包扎伤口主要采用纱布、绷带等。市场上的医用纱布、绷带多采用纯棉织造、消毒后进行包装销售。但拆封后的纯棉材质会产生两个安全隐患：1.纯棉的抗菌性不强。纯棉的保水性太好，不速干而且吸水性强但释水性过差，容易造生细菌的繁殖过剩。所以，纯棉的纱布、绷带更换得非常频繁，对大面积创伤个体的恢复造成极大的痛苦及伤害。2.纯棉的防霉系数极低。在适宜于微生物生长的条件下，纯棉织物可成为微生物的营养源，即微生物能分泌一些酶把纯棉纤维分解，然后利用它作为营养物质。所以，一些霉变严重的纯棉纺织品不仅有色变，霉斑，还可能烂成一个个窟窿，甚至完全腐烂掉。使纯棉纺织品霉变的主要微生物如下：纤维杆菌、橼状杆菌、绿色木霉、烟曲霉、土曲霉、球毛壳霉、镰刀菌、淡黄青霉、蜡叶芽枝繇，这是一个非常庞大的细菌家族。现有的纯棉材质绷带或是无纺布消毒巾都存在储存的问题，尤其是处于湿度大或高温环境，更容易产生安全隐患。现有技术中着重关注纱布、绷带等包扎伤口用产品的吸水、保水等性能，未考虑到产品的速干性能，产品速干性能较差不利于伤口的恢复。中国专利申请cn103550818a公开了一种医用无菌纱布的制备方法，包括如下步骤：准备医用纱布作为原料；将医用纱布浸泡在加热溶化好的凡士林中；将盛有纱布的容器放入干热灭菌器进行灭菌，所述的医用纱布采用竹纤维和海藻纤维混纺而成，其中竹纤维的重量百分数为60-70％，海藻纤维的重量百分数为30-40％。该专利申请中，竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。海藻纤维能加快伤口治愈，减少伤口气味的散发，加速创面止血。效果明显；其次，海藻纤维敷料生物相容性好。因此，该专利申请的方法制成的医用无菌纱布，对创面有较好的止血和消炎效果，并且安全性较高。但是该专利申请中无菌纱布的速干性能较差，容易造成细菌繁殖过剩，不利于伤口的恢复，抗菌、抗霉系数也有待进一步提升。中国专利申请cn108977977a公开了一种具有抑菌作用的医用纱布的制备方法，该医用纱布由海藻纤维、甲壳素纤维和棉纤维混纺而成，所述海藻纤维、甲壳素纤维与棉纤维的重量比为30-35:40-50:75-85；制备方法如下：1)对甲壳素纤维改性处理；2)制备海藻纤维；3)制备棉纤维；4)将上述得到的原料进行抗菌处理，然后制成纱布坯布；5)将坯布浸入退煮漂联合机槽中，先用95-100℃的水清洗，再降低温度，水清洗，加入整理助剂，清洗；6)再将上述坯布用温度为105-110℃的清水煮，加入亲水柔软剂、纤维酶，出布，脱水烘干。该专利申请的医用纱布制备方法，制得的纱布具有传统杀菌抑菌、洁净功能外还具有改善血液循环，促进新陈代谢，消除疲劳，醒神健脑的效果，能够加速凝血过程，同时在创口表面形成一层稳定的网状凝胶，为伤口营造一个利于组织生长的微环境，进而促进伤口愈合。但是该专利申请的速干性能较差，容易造成细菌繁殖过剩，不利于伤口的恢复，吸水性能也有待进一步提高。因此，利用开发一种能解决上述技术问题的抗菌纤维组合物及其面料与应用是非常必要的。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种抗菌和防霉性高、瞬间吸水性和速干性好的抗菌纤维组合物及其面料与应用，降低患者的更换频率，减少患者的痛苦，同时缩短患者的恢复周期，显著降低了由于伤口渗出物的散布导致的健康组织的溃烂。本发明是通过以下技术方案予以实现的：一种抗菌纤维组合物，包括如下重量份数的组分：甲壳素纤维45-50份，海藻纤维15-20份，木棉纤维30-40份。甲壳素纤维具有良好的凝血止血功能，其机理是甲壳素能够激活凝血过程中的一些环节。甲壳素的氨基带正电荷与神经细胞表现含负电荷的氨基酸残基受体相互作用促进凝血过程。与甲壳素接触的患处血小板凝聚，刺激血小板加速凝固过程。海藻纤维包括褐藻纤维、红藻纤维或绿藻纤维。优选地，所述海藻纤维为褐藻纤维。海藻纤维超分子结构的均匀性以及钙离子在纤维大分子间的交联作用，使得海藻纤维大分子间的作用力比较强，具有吸湿性、高透氧性和凝胶阻塞性质，防止伤口渗出液沿敷料扩散至健康皮肤，引起健康皮肤破坏。木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维，是最细、最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质，具有防霉、保暖、吸湿性强等特点。优选地，所述木棉纤维为改性木棉纤维。更优选地，所述改性木棉纤维的制备包括如下步骤：(1)将壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素配制成改性溶液；(2)将木棉纤维浸渍于所述改性溶液中，取出，干燥，即得。更优选地，步骤(1)中所述壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素的质量比为3-5:2-4:1。更优选地，步骤(1)中所述表面活性剂为三乙基甲基氯化铵、四甲基氯化铵、八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的至少一种。更优选地，步骤(1)中所述表面活性剂为三乙基甲基氯化铵、八烷基三甲基氯化铵中的至少一种。更优选地，步骤(1)中所述表面活性剂为三乙基甲基氯化铵和八烷基三甲基氯化铵的混合物。更优选地，所述三乙基甲基氯化铵和八烷基三甲基氯化铵的质量比为1-3:1。当表面活性剂为三乙基甲基氯化铵和八烷基三甲基氯化铵的混合物且满足质量比1-3:1时，抗菌纤维的瞬间吸水性和速干性显著提高。更优选地，步骤(1)中所述改性溶液中壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素的总质量分数为15-25％。更优选地，步骤(1)中所述改性溶液的ph值为8-13。更优选地，步骤(2)中所述木棉纤维经过助剂预处理后浸渍于所述改性溶液中。更优选地，所述助剂包括如下重量份数的组分：水60-80份，蓖麻油1-5份，硅油1-5份，环氧氯丙烷4-10份。更优选地，所述预处理步骤具体为将所述助剂喷洒在所述木棉纤维上，即得。更优选地，所述预处理步骤具体为将所述助剂喷洒在所述木棉纤维上，静置2-4h，即得。更优选地，所述静置的温度为25-30℃。更优选地，所述助剂重量用量为所述木棉纤维的5-10％。更优选地，步骤(2)中所述木棉纤维与改性溶液的质量体积比为1:15-25g/ml。更优选地，步骤(2)中所述浸渍的时间为20-40min。更优选地，步骤(2)中所述浸渍的温度为40-60℃。更优选地，所述浸渍的具体工艺为40-50℃浸渍10-25min，再在50-60℃浸渍10-15min。更优选地，所述改性木棉纤维的制备包括如下步骤：(1)将壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素按质量比3-5:2-4:1混合，配制成质量分数为15-25％的改性溶液，ph值为8-13；(2)将木棉纤维按照质量体积比为1:15-25g/ml浸渍于所述改性溶液中，浸渍时间20-40min，浸渍温度为40-60℃，取出，干燥，即得。更优选地，所述改性木棉纤维的制备包括如下步骤：(1)将壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素按质量比3-5:2-4:1混合，配制成质量分数为15-25％的改性溶液，ph值为8-13；(2)将木棉纤维经过助剂预处理后按照质量体积比为1:15-25g/ml浸渍于所述改性溶液中，40-50℃浸渍10-25min，再在50-60℃浸渍10-15min，取出，干燥，即得；所述预处理步骤具体为将所述助剂喷洒在所述木棉纤维上，25-30℃静置2-4h，所述助剂用量为所述木棉纤维的5-10wt％。本发明还涉及一种面料，包括上述的抗菌纤维组合物。所述面料为织造布面料或无纺布面料。所述织造布面料包括平纹、斜纹或缎纹。优选地，所述织造布面料为平纹。更优选地，所述织造布面料的横向纤维排列为两条甲壳素纤维，一条海藻纤维，依次循环；所述织造布面料的纵向纤维为木棉纤维。此种排列方式有助于提高面料的吸水性和速干性。所述无纺布面料采用水刺法制备。优选地，所述水刺法包括如下步骤：甲壳素纤维+海藻纤维+木棉纤维纤维原料→开松混和→梳理→交叉铺网→牵伸→预湿→正反水刺→后整理→烘燥→卷绕→水处理循环。优选地，所述水刺法包括如下步骤：甲壳素纤维+海藻纤维+木棉纤维纤维原料→开松混和→梳理杂乱成网→预湿→正反水刺→后整理→烘燥→卷绕→水处理循环。本发明还涉及上述的抗菌纤维组合物或上述的面料在制备包扎伤口用产品中的应用。本发明的有益效果是：本发明将甲壳素纤维、海藻纤维和木棉纤维联用，三种组分协同作用，并优化各组分配比，显著提高了组合物的抗菌和防霉性、瞬间吸水性和凝胶阻塞性能，并且降低了组合物的保湿性，提高了组合物的速干性，避免了伤口被细菌感染，促进了伤口的愈合。本发明中的改性木棉纤维通过采用壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素进行改性，进一步提高了组合物的抗菌性、吸水性和速干性，避免了细菌繁殖过剩，促进了伤口的愈合。本发明在木棉纤维改性前采用助剂进行了预处理，通过优化助剂组分、配比和用量以及改性温度，进一步提高了组合物的抗菌性、吸水性和速干性，增强了甲壳素纤维、海藻纤维和木棉纤维的协同作用，从而提高了凝胶阻塞性能。附图说明图1为平纹抗菌纤维面料的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。实施例1一种抗菌纤维组合物，包括如下重量份数的组分：甲壳素纤维素45份，海藻纤维15份，木棉纤维30份。将上述抗菌纤维组合物采用津田驹zw408喷水织机制备平纹面料，面料的横向纤维排列为两条甲壳素纤维，一条海藻纤维，依次循环；纵向纤维为木棉纤维，具体如图1所示。面料各组分的支数均为60支(英制支数)，面料经纱密度为每平方英寸经纱65根，面料纬纱密度为每平方英寸纬纱78根。控制津田驹zw408喷水织机的工艺参数：重锤为9kg、平综角度为355°、后梁位置为85mm、喷射角为85°、测长量为182cm、飞行角为200°、先行水为80mm、送经张力弹簧圈数为12圈。实施例2一种抗菌纤维组合物，包括如下重量份数的组分：甲壳素纤维素50份，海藻纤维20份，木棉纤维40份。将上述抗菌纤维组合物按照实施例1的方法制备平纹面料。实施例3一种抗菌纤维组合物，包括如下重量份数的组分：甲壳素纤维素45份，海藻纤维15份，改性木棉纤维30份。改性木棉纤维的制备包括如下步骤：(1)将壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素按质量比3:2:1混合，配制成质量分数为15％的改性溶液，ph值为8；(2)将木棉纤维按照质量体积比为1:15g/ml浸渍于所述改性溶液中，浸渍时间20min，浸渍温度为40℃，取出，干燥，即得。将抗菌纤维组合物按照实施例1的方法制备平纹面料。实施例4一种抗菌纤维组合物，包括如下重量份数的组分：甲壳素纤维素50份，海藻纤维20份，改性木棉纤维40份。改性木棉纤维的制备包括如下步骤：(1)将壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素按质量比5:4:1混合，配制成质量分数为25％的改性溶液，ph值为13；(2)将木棉纤维按照质量体积比为1:25g/ml浸渍于所述改性溶液中，浸渍时间40min，浸渍温度为60℃，取出，干燥，即得。将抗菌纤维组合物按照实施例1的方法制备平纹面料。实施例5一种抗菌纤维组合物，包括如下重量份数的组分：甲壳素纤维素48份，海藻纤维17份，改性木棉纤维35份。改性木棉纤维的制备包括如下步骤：(1)将壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素按质量比4:3:1混合，配制成质量分数为20％的改性溶液，ph值为10；(2)将木棉纤维按照质量体积比为1:20g/ml浸渍于所述改性溶液中，浸渍时间30min，浸渍温度为50℃，取出，干燥，即得。将抗菌纤维组合物按照实施例1的方法制备平纹面料。实施例6与实施例5的区别仅在于改性木棉纤维的制备过程中步骤(2)不同，采用多步升温浸渍，其余条件均相同，具体如下：(2)将木棉纤维按照质量体积比为1:20g/ml浸渍于所述改性溶液中，40℃浸渍20min，再在50℃浸渍10min，取出，干燥，即得。实施例7与实施例5的区别仅在于改性木棉纤维的制备过程中步骤(2)不同，采用多步升温浸渍，其余条件均相同，具体如下：(2)将木棉纤维按照质量体积比为1:20g/ml浸渍于所述改性溶液中，50℃浸渍15min，再在60℃浸渍15min，取出，干燥，即得实施例8与实施例7的区别仅在于改性木棉纤维的制备过程中步骤(2)不同，木棉纤维经过助剂预处理，其余条件均相同，预处理步骤具体如下：助剂包括如下重量份数的组分：水60份，蓖麻油1份，硅油1份，环氧氯丙烷4份；预处理步骤具体为将所述助剂喷洒在所述木棉纤维上，25℃静置2h，助剂用量为木棉纤维的5wt％。实施例9与实施例7的区别仅在于改性木棉纤维的制备过程中步骤(2)不同，木棉纤维经过助剂预处理，其余条件均相同，预处理步骤具体如下：助剂包括如下重量份数的组分：水80份，蓖麻油5份，硅油5份，环氧氯丙烷10份；预处理步骤具体为将所述助剂喷洒在所述木棉纤维上，30℃静置4h，助剂用量为木棉纤维的10wt％。实施例10与实施例9的区别仅在于面料的制备方法不同，其余条件均相同，具体如下：将抗菌纤维组合物按照如下方法制备无纺布面料，面料的单位面密度为40g/m2，厚度0.8mm。制备过程中的用水经过水处理后循环使用，水的流速150m3/h：(1)将甲壳素纤维、海藻纤维、木棉纤维纤维原料经过两次开松，混和；(2)再经过梳理机梳理、铺网机交叉铺网和多辊牵伸；(3)进行双网夹持式预湿和正反水刺(水刺头数为10只，水压为150bar)；(4)最后经过后整理、烘燥、卷绕，即得。对比例1与实施例9的区别仅在于抗菌纤维组合物中的木棉纤维替换为等量的纯棉纤维，其余条件均相同。对比例2与实施例9的区别仅在于壳聚糖亚胺、表面活性剂和纳米纤维素的质量比不同，为1:2:2，其余条件均相同。对比例3与实施例9的区别仅在于步骤(2)中环氧氯丙烷替换为等量的氯仿，其余条件均相同。对比例4与实施例9的区别仅在于平纹面料的横向纤维排列为一条甲壳素纤维，一条海藻纤维，依次循环；纵向纤维为木棉纤维。测试例1实施例1-10和对比例1-4抗菌性能、速干性性能测试。抗菌性能测试参照gbt20944.3-2008振荡法，菌种为金黄色葡萄球菌(atcc6538)，大肠杆菌(atcc8739)和白色念珠菌(atcc10231)，抑菌率如表1所示。速干性测试方法参照gb/t21655.2-2019，结果如表2所示。表1实施例1-9和对比例1-3抑菌率测试结果金黄色葡萄球菌/％大肠杆菌/％白色念珠菌/％实施例190.889.485.7实施例291.290.587.2实施例394.693.190.4实施例495.492.091.3实施例596.193.791.8实施例696.995.292.5实施例796.596.493.0实施例899.999.796.1实施例910098.597.8对比例178.576.172.7对比例292.691.290.3对比例396.795.493.8表2实施例1-10和对比例1-4速干性测试结果上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。当前第1页12