CN105832463A - 抗菌卫生制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌卫生制品及其制备方法。所述的抗菌卫生制品包括纳米锌抗菌复合物，所述纳米锌抗菌复合物通过配置前驱物、超声波处理、超声波反应、干燥结晶等步骤来制备，制备方法工艺简单、成本低廉。本发明中的纳米锌抗菌剂具有高稳定性（不氧化、不变色、无毒、无味）、低剂量、抗菌高效、安全无毒、抗菌时效长、操作简易、分散性好等突出特性，将其应用于卫生制品上，能够在提供显著抗菌性能的同时保证抗菌的效果。

Description

抗菌卫生制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及卫生制品领域，特别是涉及具有抗菌功能的卫生制品，更特别地涉及具有抗菌功能的卫生巾或尿不湿。
背景技术
抗菌包括抑菌、灭菌、杀菌、防霉、防腐。采用化学或物理方法杀灭细菌或者阻止细菌生长繁殖的过程是抗菌的总称。抗菌剂是能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。
抗菌剂主要分为有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂。有机抗菌剂抗菌性能高、杀菌速度快，但是对环境和人体有害且作用寿命短，耐热性差；天然抗菌剂抗菌效率高、安全无毒，但是加工困难、耐热性差。无机抗菌剂因其有效抗菌期长、耐热性能好、抗菌谱广等特点成为应用最为广泛的一类抗菌剂。
在无机抗菌剂中，含金属离子的无机盐或络合物的无机抗菌剂品种最多，用途最广，产量最多，其中抗菌性大小排序为：Hg>Ag>Cd>Cu>Zn>Fe>Ni等，但是仅仅具有抗菌性是不够的，还要求其不会对人体造成伤害，Hg、Cd、Pb等金属也具有抗菌能力，但对人体有害。金属离子的安全性排序为：Ag>Co>Ni>Al>Zn>Cu=Fe>Mn>Sn>Ba>Mg>Ca，所以就安全性和抗菌性共同考虑的结果，以Ag离子最好，其次是Cu系和Zn系，因此以无机化合物为载体的这三种无机抗菌剂获得了广泛的应用。Cu离子因其本身带有颜色，会影响产品的表现力，银因其易氧化变色、价格昂贵、容易团聚等问题，使用范围均受到限制。
金属锌由于本身的抗菌能力为金属银的1/1000，导致大多数研究机构和生产厂家都把精力集中于Ag和纳米银的改性研发中来提高其作为抗菌剂的性能，从而忽略了锌作为抗菌剂的诸多优点，对其研究很少。实际上，纳米锌抗菌剂能够克服纳米银抗菌剂在实际应用中的诸多缺陷，如容易氧化、变黑、价格昂贵，难于分散等，并且具备显著的抗菌效果、大大延长了抗菌时效性、尤其是可以较为容易地分散于相应的制品中，如塑料、纺织纤维、浆料、水性液体、油溶性液体中，极大扩展了应用范围。因此，研究开发纳米锌抗菌剂能够极大地满足社会要求。
以往卫生巾、尿不湿等卫生制品所添加的抗菌材料大多是属于有机抗菌材料或天然抗菌材料，即时杀菌、灭菌的效果很好，但是并不具有时效性，即使用效果随时间的流逝而逐渐降低。因此，当产品进入市场到达用户手中时，其抗菌效果已经基本衰减殆尽。这也是为什么消费权威机构针对市场产品的细菌检测结果往往不能达到厂商预期效果的原因。而在卫生制品中的“卫生”问题主要来自两个方面。一是产品原材料和辅助材料本身达不到卫生要求，产品在制造、包装、运送、储存、销售过程中，细菌污染的机会比比皆是。二是卫生制品在使用过程中的二次污染，比如人的手上带有大量细菌，在打开卫生制品的过程中会带来污染，并且产品使用过程中产生的污染物也会成为微生物大量繁殖的温床。而采用包括纳米锌抗菌复合物的卫生制品，可以保证从生产到使用全程都保持杀菌性，真正做到安全卫生。
发明内容
本发明涉及一种抗菌卫生制品及其制备方法。所述的抗菌卫生制品包括纳米锌抗菌复合物，所述纳米锌抗菌复合物通过配置前驱物、超声波处理、超声波反应、干燥结晶等步骤来制备，制备方法工艺简单、成本低廉。本发明中的纳米锌抗菌剂具有高稳定性（不氧化、不变色、无毒、无味）、低剂量、抗菌高效、安全无毒、抗菌时效长、操作简易、分散性好等突出特性，将其应用于卫生制品上，能够在提供显著抗菌性能的同时保证抗菌的效果。
本发明的抗菌卫生制品所包括的纳米锌抗菌材料是基于纳米锌的一种复合物，这种复合物的抗菌性能在诸多方面可以和纳米银媲美甚至超过纳米银的性能。本发明提供的纳米锌复合抗菌剂具有高稳定性（不氧化、不变色、无毒、无味）、低剂量、抗菌高效、安全无毒、抗菌时效长、操作容易安全等突出特性，通过了SGS、欧洲强制标准（ROHS）毒性检测实验，急毒性口服实验，皮肤刺激实验，皮肤过敏实验，以及日本工业标准（JIS）抗菌实验，具有高度安全性，对人体无毒、无害、无刺激、无过敏反应。采用本发明的纳米锌复合抗菌材料制成的抗菌卫生制品，经检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
在一个方面中，公开了一种抗菌卫生制品，包括抗菌无纺布、芯体和底膜，所述芯体置于抗菌无纺布和底膜之间，其特征在于：
所述芯体包括吸水纸、吸水性材料和纳米锌抗菌布；
所述吸水纸与抗菌无纺布相邻，所述纳米锌抗菌布与底膜相邻。
在一种优选的实施方式中，所述抗菌无纺布为纳米锌抗菌布。
在一种优选的实施方式中，所述抗菌卫生制品为卫生巾或尿不湿。
在一种优选的实施方式中，所述纳米锌抗菌布的制备方法如下：
1）将纳米锌抗菌复合物加入到纺织短纤维或长丝中混合；
2）将混合有纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝置于模上定向排列，热压形成纤网结构；
3）在浆纱机内加入表面活性剂作为上浆液，将混合有纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝浸入到所述上浆液中，然后置于烘房中进行烘干；
4）将上述处理过的混合有纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝纤网经过平幅后二次退浆、清洗、并烘干定型得到纳米锌抗菌布；
所述芯体的制备方法如下：
1）将吸水性材料均匀布置在纳米锌抗菌布的表面上，再在其上覆盖一层或多层吸水纸，得到吸水抗菌芯；
2）将上述吸水抗菌芯成型压实、分切，并喷洒结构胶，得到经分切的芯体。
在一种优选的实施方式中，所述的纳米锌抗菌复合物采用如下的步骤来制备：
（1）在反应容器中加入锌盐和第一稳定剂，配制成前驱物溶液；
（2）将步骤（1）获得的前驱物溶液置入超声波反应槽中，通过超声波产生空化作用；
（3）加入表面活性剂、还原剂和第二稳定剂，在超声波空化作用产生的热点区域进行反应，反应结束后获得反应液；
（4）将步骤（3）获得的反应液导入真空烘箱中进行再结晶，烘干后形成纳米锌粒子，获得纳米锌抗菌复合物；
其中，用于制备所述纳米锌抗菌复合物的各原料组成及其重量份数为：锌盐，0.1-10重量份；稳定剂，40-85重量份；表面活性剂，1-10重量份；还原剂，0.5-5重量份。
在一种优选的实施方式中，所述稳定剂包括第一稳定剂和第二稳定剂，第一稳定剂和第二稳定剂可以是相同的或不同的；在步骤（1）中加入20-55重量份的第一稳定剂，并在步骤（3）中加入20-65重量份的第二稳定剂，第一稳定剂和第二稳定剂的重量份之和为40-85重量份。
在一种优选的实施方式中，所述锌盐为磺酸锌或醋酸锌，优选为醋酸锌。
在一种优选的实施方式中，所述的稳定剂为C2-C6低级醇或带有羟基的水溶性高聚物；并且其中，所述的C2-C6低级醇优选选自由乙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇和一缩二乙二醇构成的组中的一种或两种，所述的带有羟基的水溶性高聚物优选为淀粉类衍生物或纤维素类衍生物。
在一种优选的实施方式中，所述的表面活性剂选自聚环氧乙烷，或者环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物。
在一种优选的实施方式中，所述的还原剂选自葡萄糖、抗坏血酸、甲醛或硼氢化钠。
在一种优选的实施方式中，所获得的纳米锌粒子的粒径不大于30纳米。
在另一个方面中，公开了一种抗菌卫生制品的制备方法，所述方法包括如下步骤：
A．制备纳米锌抗菌布：
1）将纳米锌抗菌复合物加入到纺织短纤维或长丝中混合；
2）将混合纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝置于模上定向排列，热压形成纤网结构；
3）在浆纱机内加入表面活性剂作为上浆液，将混合纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝浸入到所述上浆液中，然后置于烘房中进行烘干；
4）将上述处理过的混合纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝纤网经过平幅后二次退浆、清洗、并烘干定型得到纳米锌抗菌布；
B．制备分切芯体：
1）将吸水性材料均匀布置在纳米锌抗菌布的表面上，再在其上覆盖一层或多层吸水纸，得到吸水抗菌芯；
2）将上述吸水抗菌芯成型压实、分切，并喷洒结构胶，得到经分切的芯体；
C．制备待成型卫生制品：在所述分切芯体的上、下表面分别附着纳米锌抗菌布和底膜材料，压实粘合得到待成型卫生制品；
D．制备成型卫生制品：通过相应的成型工艺步骤将所述待成型卫生制品成型为最终的卫生制品，所述成型工艺步骤包括但不限于：压制凹道成型、粘合离型纸、周封定型、外切成型。
附图说明
下文将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明，其中：
图1为本发明的抗菌卫生制品的示意图。
具体实施方式
下文将对本发明的实施例进行进一步的描述，其中，各实施例仅为本发明的优选的实施方式，其仅为示例性的，并且不意图构成对本发明范围的限定。本领域技术人员可以根据上文的说明以及下文对实施例的描述作出多种不同的改进和变形，其均不会背离本发明的精神和实质。据此，本发明的范围仅意图通过各项权利要求所要求保护的范围来进行限定。
在图1中所示的为本发明抗菌卫生制品的示意图。其中，所述抗菌卫生制品包括抗菌无纺布1、芯体2和底膜3，所述芯体包括吸水纸4、吸水性材料5和纳米锌抗菌布6。
所述抗菌无纺布1可以是与纳米锌抗菌布6相同的，或者可以是包含本领域常用抗菌剂的无纺布。
吸水纸4可由卫生纸等本领域常用的其它透水性纤维片状材料替换。
吸水性材料5可以是吸湿性凝胶材料、高分子吸水树脂等本领域常用的具有吸水功能的材料。
底膜3不可透过液体，能够防止液体渗漏。所述底膜3例如可选用低密度聚乙烯或聚丙烯等，并添加本领域常用的添加剂复合而成。
此外，在底膜3与芯体2相反的一面上，还可以包括粘结层和离型纸（附图中未示出），粘结层可以是涂在底膜下表面的粘合剂，通过粘结层能够将卫生制品固定在其它制品上，例如使用者的内衣物等，所述粘结层可选择由EVA等合成橡胶组成的热敏性粘合剂，经加热后喷涂或刮涂在底膜3的下表面上。离型纸可以是贴附在粘结层下面以防止粘结层在卫生制品未使用时粘附到别处的隔离性保护粘结层的离型纸。
如下的实施例1-8将对纳米锌抗菌复合物及其制备方法，以及使用其来制备的抗菌卫生制品的抗菌效果进行说明。
实施例1
在反应容器中加入2g醋酸锌和20g乙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入5g聚环氧乙烷、60g丙二醇和3.5g抗坏血酸，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为20nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
实施例2
在反应容器中加入1.3g醋酸锌和30g异丙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入8g聚环氧乙烷、50g丙二醇和3g抗坏血酸，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为12nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
实施例3
在反应容器中加入0.8g醋酸锌和40g异丙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入5g环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、35g丙二醇和5g葡萄糖，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为18nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
实施例4
在反应容器中加入3g醋酸锌和30g乙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入10g环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、50g异丙醇和2g甲醛，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为27nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
实施例5
在反应容器中加入0.1g磺酸锌和20g乙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入7g聚环氧乙烷、55g丙三醇和0.8g硼氢化钠，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为16nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
实施例6
在反应容器中加入10g磺酸锌和55g异丙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入3g聚环氧乙烷、30g一缩二乙二醇和4g甲醛，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为30nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
实施例7
在反应容器中加入3.2g磺酸锌和46g异丙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入1g聚环氧乙烷、37g丙三醇和1.6g葡萄糖，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为22nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。
实施例8
在反应容器中加入5.7g磺酸锌和40g乙醇，配制成前驱物溶液；将上述溶液放入超声波反应槽中超声分散30min后，加入1.8g聚环氧乙烷、30g丙三醇和2.2g硼氢化钠，超声反应60min后，将反应液置于60℃真空烘箱烘干10h，形成纳米粒子，粒径约为19nm。
将所获得的纳米锌抗菌复合物制成抗菌卫生制品，经江苏省疾控中心检测，结果显示对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白念珠菌均有较强的抗菌效果，2次测试平均抗菌率在99%~100%之间。

Claims (10)

1.一种抗菌卫生制品，包括抗菌无纺布、芯体和底膜，所述芯体置于抗菌无纺布和底膜之间，其特征在于：
所述芯体包括吸水纸、吸水性材料和纳米锌抗菌布；
所述吸水纸与抗菌无纺布相邻，所述纳米锌抗菌布与底膜相邻；
所述抗菌无纺布优选为纳米锌抗菌布；
所述抗菌卫生制品优选为卫生巾或尿不湿。
2.根据权利要求1所述的抗菌卫生制品，其特征在于：
所述纳米锌抗菌布的制备方法如下：
1）将纳米锌抗菌复合物加入到纺织短纤维或长丝中混合；
2）将混合有纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝置于模上定向排列，热压形成纤网结构；
3）在浆纱机内加入表面活性剂作为上浆液，将混合有纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝浸入到所述上浆液中，然后置于烘房中进行烘干；
4）将上述处理过的混合有纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝纤网经过平幅后二次退浆、清洗、并烘干定型得到纳米锌抗菌布；
所述芯体的制备方法如下：
1）将吸水性材料均匀布置在纳米锌抗菌布的表面上，再在其上覆盖一层或多层吸水纸，得到吸水抗菌芯；
2）将上述吸水抗菌芯成型压实、分切，并喷洒结构胶，得到经分切的芯体。
3.根据权利要求2所述的抗菌卫生制品，其特征在于：所述的纳米锌抗菌复合物采用如下的步骤来制备：
（1）在反应容器中加入锌盐和第一稳定剂，配制成前驱物溶液；
（2）将步骤（1）获得的前驱物溶液置入超声波反应槽中，通过超声波产生空化作用；
（3）加入表面活性剂、还原剂和第二稳定剂，在超声波空化作用产生的热点区域进行反应，反应结束后获得反应液；
（4）将步骤（3）获得的反应液导入真空烘箱中进行再结晶，烘干后形成纳米锌粒子，获得纳米锌抗菌复合物；
其中，用于制备所述纳米锌抗菌复合物的各原料组成及其重量份数为：锌盐，0.1-10重量份；稳定剂，40-85重量份；表面活性剂，1-10重量份；还原剂，0.5-5重量份。
4.根据权利要求3所述的抗菌卫生制品，其特征在于：所述稳定剂包括第一稳定剂和第二稳定剂，第一稳定剂和第二稳定剂可以是相同的或不同的；在步骤（1）中加入20-55重量份的第一稳定剂，并在步骤（3）中加入20-65重量份的第二稳定剂，第一稳定剂和第二稳定剂的重量份之和为40-85重量份。
5.根据权利要求3或4所述的抗菌卫生制品，其特征在于：其中所述的锌盐为磺酸锌或醋酸锌，优选为醋酸锌。
6.根据权利要求3至5任一项所述的抗菌卫生制品，其特征在于：所述的稳定剂为C2-C6低级醇或带有羟基的水溶性高聚物；并且其中，所述的C2-C6低级醇优选选自由乙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇和一缩二乙二醇构成的组中的一种或两种，所述的带有羟基的水溶性高聚物优选为淀粉类衍生物或纤维素类衍生物。
7.根据权利要求3至6任一项所述的抗菌卫生制品，其特征在于：所述的表面活性剂选自聚环氧乙烷，或者环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物。
8.根据权利要求3至7任一项所述的抗菌卫生制品，其特征在于：所述的还原剂选自葡萄糖、抗坏血酸、甲醛或硼氢化钠。
9.根据权利要求3至9任一项所述的抗菌卫生制品，其特征在于：所获得的纳米锌粒子的粒径不大于30纳米。
10.根据权利要求1至9任一项的抗菌卫生制品的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A．制备纳米锌抗菌布：
1）将纳米锌抗菌复合物加入到纺织短纤维或长丝中混合；
2）将混合纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝置于模上定向排列，热压形成纤网结构；
3）在浆纱机内加入表面活性剂作为上浆液，将混合纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝浸入到所述上浆液中，然后置于烘房中进行烘干；
4）将上述处理过的混合纳米锌抗菌复合物的纺织短纤维或长丝纤网经过平幅后二次退浆、清洗、并烘干定型得到纳米锌抗菌布；
B．制备分切芯体：
1）将吸水性材料均匀布置在纳米锌抗菌布的表面上，再在其上覆盖一层或多层吸水纸，得到吸水抗菌芯；
2）将上述吸水抗菌芯成型压实、分切，并喷洒结构胶，得到经分切的芯体；
C．制备待成型卫生制品：在所述分切芯体的上、下表面分别附着纳米锌抗菌布和底膜材料，压实粘合得到待成型卫生制品；
D．制备成型卫生制品：通过相应的成型工艺步骤将所述待成型卫生制品成型为最终的卫生制品，所述成型工艺步骤包括但不限于：压制凹道成型、粘合离型纸、周封定型、外切成型。
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