CN107625990A - 具有抗菌功能的复合材料及在制备婴幼儿纸尿裤中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有抗菌功能的复合材料及在制备婴幼儿纸尿裤中的应用，所述具有抗菌功能的复合材料，包括依次复合的抗菌亲肤层、透液内表层、高吸水芯层和透气防渗外表层；所述抗菌亲肤层材料为表面接枝了生物抗菌剂的甲壳质纤维。可用于制备纸尿裤。本发明通过低温等离子技术将生物抗菌剂接枝固定于甲壳质纤维表面，从而避免化学残留对酶活的影响以及对皮肤的刺激。本发明的制备方法操作简单，成本低，对环境友好，经济效益高。

Description

具有抗菌功能的复合材料及在制备婴幼儿纸尿裤中的应用

技术领域

本发明属于一次性卫生用品领域，具体地，涉及一种具有抗菌功能的具有抗菌功能的材料及其应用。

背景技术

婴幼儿纸尿裤是卫生用品中发展较快且市场普及率最高的产品，近几十年来的发展速度令人瞩目。根据国家统计局的数据显示，中国每年有近2000万的婴儿出生，使用纸尿裤的0岁至2岁的婴幼儿可达4000多万，其年消费量达到了430亿片。

婴幼儿尿液中含有多种细菌及有害物，纸尿裤更换不及时使尿液长时间接触婴幼儿柔嫩而敏感的皮肤，使皮肤表面的角质层很容易被刺激物磨损、渗透，而且过度的潮湿往往会滋生细菌，而造成臀部的皮肤容易发生红肿或尿布疹，最终使皮肤受损、发炎。

为了防止发炎，需要采用药物涂抹的方式，不仅麻烦，而且药物本身也会带来副作用，对婴幼儿的健康造成不良影响。目前市售的纸尿裤品种较多，可大致分为两类，即普通型和抗菌型。其中普通型纸尿裤仅有吸液功能，易引起细菌感染、皮肤发炎等症状。而抗菌型纸尿裤能有效抑制细菌生长，减少疾病的发生。

目前，抗菌型纸尿裤大致可以如下分类：1)添加抗菌剂；2)采用纳米银抗菌；3)采用天然抗菌纤维，如甲壳质纤维、麻纤维、竹纤维等。添加抗菌剂的纸尿裤存在药物分布不均匀、耐水性差等问题，尿液经过抗菌层一次后杀菌功效降低60％，两次后几乎没有杀菌效果。而纳米银纸尿裤中由于纳米银一般位于纸尿裤内层的表层及其随机非均匀分布或银含量有限，会导致抗菌效果欠佳，且纳米银不仅价格昂贵，还会对环境造成一定的污染。天然抗菌纤维纸尿裤可以在一定程度上抑制有害菌的生长，减少有害菌对人体的伤害，但不能快速有效的杀灭细菌，作用缓慢。综上所述，目前急需一种抑菌时间长、杀菌功效快速稳定、耐水洗性好的婴幼儿抗菌纸尿裤。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有抗菌功能的复合材料及在制备婴幼儿纸尿裤中的应用，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明首先涉及一种抗菌亲肤层材料，所述的抗菌亲肤层材料为表面接枝了生物抗菌剂的甲壳质纤维，克重为20～30克/m²；

所述的生物抗菌剂为溶菌酶和溶葡萄球菌酶中的一种以上；

抗菌亲肤层材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲壳质纤维置于等离子体处理的反应室中，抽真空使反应室压强降至1～2Pa，在室温下通入反应气体，反应室中气氛压强为10～20Pa，启动高频放电电源，放电功率为20W～200w，反应60～300s，获得预处理后的甲壳质纤维；

所述的反应气体选自氢气、氮气、氦气、氧气或氩气其中的一种或几种；

(2)然后将所述的甲壳质纤维浸泡于40,000～400,000U/ml的生物抗菌剂水溶液中，30～40℃反应8～16小时，洗涤，自然风干，然后采用本领域公知的方法，制备获得所述的抗菌亲肤层材料；

具体的包括如下步骤：

将处理后甲壳质纤维依次进行开松、梳理、交叉铺网、牵伸、水刺、烘干、卷绕、切割和包装，即可获得所述的抗菌亲肤层材料；

本发明采用低温等离子技术，对甲壳质纤维表面进行预处理，使其表面产生形成均匀致密的交联层，引入极性基团，从而诱导杀菌酶的接枝，使其能够均匀稳定的固定在甲壳质纤维表面。在整个反应过程中没有用到任何化学试剂，从而避免化学残留对酶活的影响以及对皮肤的刺激。

本发明还涉及一种具有抗菌功能的复合材料，所述的抗菌功能的复合材料，包括依次复合的抗菌亲肤层、透液内表层、高吸水芯层和透气防渗外表层；

所述的抗菌亲肤层的材料，即为上述的抗菌亲肤层材料；

所述的透液内表层的材料，由单层或非单层材料组成，优选天然纤维材质，经由热气流牵伸而成的一种超细纤维布，因其特殊分子结构，具有极大的表面积，能利用毛细现象吸上液体并迅速扩散。可采用商业化产品，如宜昌市欣龙熔纺新材料有限公司的欣龙全棉水刺无纺布产品，柔软、透气，还可以使尿液迅速渗透，并保持表层的干爽性；

所述的高吸水芯层材料为卫生纸或非织造材料，包裹了绒毛浆和高吸水树脂(SAP)混合物的卫生纸或为包裹了绒毛浆和高吸水树脂(SAP)混合物的22目网孔涤纶水刺无纺布，用于吸收大量液体，可采用商业化树脂，如丙烯酸聚合物SAP，粒径介于20-200目。

所述的透气防渗外表层的材料为聚乙烯(PE)透气微孔薄膜或者聚四氟乙烯(PTFE)透气微孔薄膜，如佛山森源包装制品公司的防水透气聚乙烯(PE)透气微孔薄膜，或者北京佳膜环保科技有限公司牌号为4M-透气膜的聚四氟乙烯(PTFE)透气微孔薄膜，用于防止尿液的渗出，起到隔离的作用；

所述的具有抗菌功能的复合材料的制备方法：通过热熔胶黏合剂将各层依次复合；

其中抗菌层在透液内表层上面与肌肤贴近，高吸水芯层位于透液内表层和透气防渗外表层之间。该热熔粘合胶可以是聚酯、乙烯-醋酸乙烯、聚氨酯、聚酰胺热熔胶粉中的一种或几种，粒径介于20-200目。

所述的具有抗菌功能的复合材料，可采用本领域公知的方法，用于制备婴幼儿纸尿裤。

有益效果

(1)本发明的纸尿裤中含有有效抑杀菌成分，包括溶菌酶、溶葡萄球菌酶或二者组成的复合酶，具有独特的双重破壁生物杀菌机理，不易产生耐药性，而且杀菌的同时不损伤组织细胞，对人体及环境无任何影响，可以有效地抗菌消炎、预防尿布疹或湿疹等。

(2)本发明的抗菌纸尿裤中的生物抗菌剂是通过低温等离子技术均匀接枝固定于甲壳质纤维表面的，在整个反应过程中没有用到任何化学试剂，从而避免化学残留对酶活的影响以及对皮肤的刺激。

(3)本发明的制备方法操作简单，成本低，对环境友好，经济效益高。

附图说明

图1为具有抗菌功能的复合材料的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，所述的抗菌功能的复合材料，包括依次复合的抗菌亲肤层1、透液内表层2、高吸水芯层3和透气防渗外表层4。

下面结合具体实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

抗菌亲肤层材料的制备：

将甲壳质纤维放入到等离子体处理的反应室中，关闭反应室及各个阀门，确保无漏气后启动真空泵，抽真空使反应室压强降至2Pa，打开进气阀,通入反应气体氦气充分洗涤反应室。然后调节气体流量计，使反应室中气氛压强维持在20Pa，指针稳定后启动高频放电电源，调节放电功率为20W，反应持续时间300s，对样品进行预处理。

将处理后的甲壳质纤维浸泡于400,000U/ml的溶菌酶水溶液中，再置于40℃的烘箱放置12小时，然后将接枝溶菌酶后的甲壳质纤维置于去离子水中超声清洗三次(每次15min)，再将其置于40℃去离子水中浸泡24h，以充分除掉样品表面物理吸附的溶菌酶，置于室温自然风干。

然后将处理后甲壳质纤维依次进行开松、梳理、交叉铺网、牵伸、水刺、烘干、卷绕、切割和包装，即可获得所述的抗菌亲肤层材料；克重为30克/m²；

具有抗菌功能的复合材料：

透液内表层的材料采用宜昌市欣龙熔纺新材料有限公司的欣龙全棉水刺无纺布产品，高吸水芯层材料为包裹了绒毛浆和高吸水树脂(SAP)混合物的22目网孔涤纶水刺无纺布，透气防渗外表层的材料为北京佳膜环保科技有限公司牌号为4M-透气膜的聚四氟乙烯(PTFE)透气微孔薄膜。

所述的具有抗菌功能的复合材料是通过热熔胶黏合剂将各层复合而成，其中抗菌亲肤层在透液内表层上面与肌肤贴近，高吸水芯层位于透液内表层和透气防渗外表层之间。该热熔粘合胶是聚酯。

实施例2

抗菌亲肤层材料的制备：

将甲壳质纤维放入到等离子体处理的反应室中，关闭反应室及各个阀门，确保无漏气后启动真空泵，抽真空使反应室压强降至2Pa，打开进气阀通入反应气体氮气充分洗涤反应室。然后调节气体流量计使反应室中气氛压强维持在15Pa，指针稳定后启动高频放电电源，调节放电功率为80W，反应持续时间120s，对样品进行预处理。将处理后的甲壳质纤维浸泡于10U/ml的溶葡萄球菌酶水溶液中，再置于40℃的烘箱放置16小时，使其充分反应；然后将接枝溶葡萄球菌酶后的甲壳质纤维置于去离子水中超声清洗三次(每次15min)，再将其置于40℃去离子水中浸泡24h，以充分除掉样品表面物理吸附的溶菌酶，置于室温自然风干。

然后将处理后甲壳质纤维依次进行开松、梳理、交叉铺网、牵伸、水刺、烘干、卷绕、切割和包装，即可获得所述的抗菌亲肤层材料；克重为25克/m²。

具有抗菌功能的复合材料：

透液内表层的材料采用宜昌市欣龙熔纺新材料有限公司的欣龙全棉水刺无纺布产品，高吸水芯层材料为包裹了绒毛浆和高吸水树脂(SAP)混合物的卫生纸，透气防渗外表层的材料为佛山森源包装制品公司的防水透气聚乙烯(PE)透气微孔薄膜。

所述的具有抗菌功能的复合材料是通过热熔胶黏合剂将各层复合而成，其中抗菌亲肤层在透液内表层上面与肌肤贴近，高吸水芯层位于透液内表层和透气防渗外表层之间。热熔粘合胶是聚酰胺热熔胶粉。

实施例3

抗菌亲肤层材料的制备：

将甲壳质纤维放入到等离子体处理的反应室中，关闭反应室及各个阀门，确保无漏气后启动真空泵，抽真空使反应室压强降至1Pa，打开进气阀通入反应气体氧气充分洗涤反应室。然后调节气体流量计使反应室中气氛压强维持在20Pa，指针稳定后启动高频放电电源，调节放电功率为100W，反应持续时间300s，对样品进行预处理。将处理后的甲壳质纤维浸泡于复合酶水溶液中，其中溶菌酶的含量为20000U/ml，溶葡萄球菌的含量为5U/ml，再置于30℃的烘箱放置8小时，使其充分反应；然后将接枝溶菌酶后的甲壳质纤维置于去离子水中超声清洗三次(每次15min)，再将其置于40℃去离子水中浸泡24h，以充分除掉样品表面物理吸附的溶菌酶，置于室温自然风干。

然后将处理后甲壳质纤维依次进行开松、梳理、交叉铺网、牵伸、水刺、烘干、卷绕、切割和包装，即可获得所述的抗菌亲肤层材料；克重为20克/m²。

具有抗菌功能的复合材料：

液内表层的材料采用宜昌市欣龙熔纺新材料有限公司的欣龙全棉水刺无纺布产品，高吸水芯层材料为包裹了绒毛浆和高吸水树脂(SAP)混合物的22目网孔涤纶水刺无纺布，透气防渗外表层的材料为佛山森源包装制品公司的防水透气聚乙烯(PE)透气微孔薄膜。

所述的具有抗菌功能的复合材料是通过热熔胶黏合剂将各层复合而成，其中抗菌层在透液内表层上面与肌肤贴近，高吸水芯层位于透液内表层和透气防渗外表层之间。该热熔粘合胶是乙烯-醋酸乙烯。

实施例4

抗菌亲肤层材料的杀菌效果及pH值等项目的检测实验

实验材料：

样片1——未处理的甲壳质纤维层材料

样片2——接枝溶菌酶的甲壳质纤维层材料，溶菌酶含量为400000U/ml

样片3——接枝溶葡萄球菌酶的甲壳质纤维层材料，溶葡萄球菌酶含量为10U/ml

样片4——接枝复合酶的甲壳质纤维层材料，溶菌酶的含量为20000U/ml，溶葡萄球菌的含量为5U/ml

样片5——市售纸尿裤，取接触皮肤层样片试验

实验菌种：金黄色葡萄球菌(ATCC 6538) 大肠杆菌(8099)

白色念珠菌(ATCC 10231)

实验方法：

杀菌实验：参照GB15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》附录C，作用时间为10min。

pH值测定：取一定大小的样片，置于10ml纯水中，充分振荡后测定pH值。实验结果：

实验结果统计表

实验结论：

通过对不同样片进行一系列检测，结果显示市售纸尿裤贴身面样片手感均比较柔软，吸水性较好，但样片本身无明显的杀菌效果。

通过接枝不同抗菌酶得到的抗菌亲肤层材料，结果显示样片在外观、手感上与市售样片无明显差异，吸水性保持良好，但是大大增强了杀菌性能，对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌有极好的杀灭性，对白色念珠菌也有一定的效果，尤其样片3及样片4对白色念珠菌也具有极好的杀灭能力。

pH值结果显示抗菌亲肤层材料样片的pH值符合纸尿裤(片)4.0～8.0的标准要求。

综合实验结果，样片4各方面性能均优于其它样片。

Claims (7)

1.抗菌亲肤层材料，其特征在于，为表面接枝了生物抗菌剂的甲壳质纤维。

2.根据权利要求1所述的抗菌亲肤层材料，其特征在于，所述的生物抗菌剂为溶菌酶和溶葡萄球菌酶中的一种以上。

3.据权利要求1或2所述的抗菌亲肤层材料，其特征在于，制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲壳质纤维置于等离子体处理的反应室中，抽真空，在室温下通入反应气体，反应室中气氛压强为10～20Pa，启动高频放电电源，放电功率为20W～200w，反应60～300s，获得预处理后的甲壳质纤维；

(2)然后将所述的甲壳质纤维浸泡于40,000～400,000U/ml的生物抗菌剂水溶液中，30～40℃反应8～16小时，洗涤，风干，然后制备获得所述的抗菌亲肤层材料。

4.据权利要求1～3任一项所述的抗菌亲肤层材料，其特征在于，所述的反应气体选自氢气、氮气、氦气、氧气或氩气其中的一种或几种。

5.一种具有抗菌功能的复合材料，其特征在在于，包括依次复合的抗菌亲肤层、透液内表层、高吸水芯层和透气防渗外表层；

所述的抗菌亲肤层的材料为权利要求1～4任一项所述的抗菌亲肤层材料。

6.根据权利要求5所述的具有抗菌功能的复合材料，其特征在在于，所述的透液内表层的材料，由单层或非单层材料组成，为天然纤维材质，经由热气流牵伸而成的超细纤维布；

所述的高吸水芯层材料为卫生纸或非织造材料；

所述的透气防渗外表层的材料为聚乙烯(PE)透气微孔薄膜或者聚四氟乙烯(PTFE)透气微孔薄膜。

7.根据权利要求6所述的具有抗菌功能的复合材料的应用，其特征在于，用于制备婴幼儿纸尿裤。