CN1432085A - 具有抗菌、防臭功能的纤维制品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供把纤维素纤维或由该纤维素纤维构成的纤维制品与碱性氨基酸酯接触之后经加热处理得到的经数次洗涤也不丧失抗菌性的抗菌制品。抗菌性、除臭性和安全性优异的纤维制品，适用于存在使用时或保存时的细菌繁殖带来的，特别是恶臭成为问题的袜子、毛巾等抗菌制品，尤其适用于医疗或卫生用品。

Description

具有抗菌、防臭功能的纤维制品
技术领域
本发明涉及具有优异的抗菌性、防臭性、耐洗、安全性的纤维制品。更详细说，本发明涉及含有碱性氨基酸纤维素部分酯和/或含有其盐的纤维制品，或含有把纤维素纤维与碱性氨基酸酯接触之后经加热处理得到的纤维素纤维之纤维制品。
还有，本发明涉及抗菌性、安全性优异的纤维制品作为医疗或卫生用品的使用。
背景技术
由于纤维制品在使用时或保存时的细菌繁殖往往会带来恶臭等所不希望的结果，过去，对臭气特别成为问题的袜子、毛巾等布制品上实施抗菌加工。近年来，在耐新青霉素I性的金黄色葡萄球菌(MRSA)和病原性大肠杆菌0-157的感染成为社会化问题的背景下，在各种各样的领域中已经出现了许多新型的抗菌制品。在纸尿布、失禁垫、生理用卫生纸巾、生理用止血塞、短裤片、吸汗垫、母乳垫、医疗用止血塞、棉棒、急救绊创膏、湿纸巾、手术服、医疗用面罩、纱布、包带、医疗用片、医疗用毛巾、医疗用覆盖物、手术者用长袍、病号服、医疗用帽、医疗用围裙、医疗用被单等所述的医疗或卫生用品中，这些制品直接与皮肤、粘膜或伤口相接触，在使用时处于吸收从体内分泌、渗出或排出的液体而成为微生物容易繁殖的环境下，还有，它们是在手术等极度防止细菌污染的医疗现场使用的。考虑到这些情况，从预防感染的观点来说，抗菌性是重要的功能之一。
有关这些纤维制品的抗菌化，以袜子为例，在特开昭61-231202和特开昭63-249701中已经揭示了用铜为抗菌剂的袜子。还有，在特开平3-249201中已经揭示了用多价金属和四级铵盐一起来进行抗菌除臭的袜子。特开平5-49682中已经揭示了使用了氧化铝、氧化硅和氧化镁作为抗菌剂的袜子。特开平6-287811中已经揭示了使用含有氧化银的溶解性玻璃作为抗菌剂的袜用原丝。
不过，对于这些当中使用了铜、多价金属、银的方法，由于水或汗使得这些金属脱落、溶出，在使用时有成为变态反应的原因的可能性；还有，因洗涤等而使这些金属脱落，因此存在着效果不能持续的问题。再是，对使用氧化铝、氧化硅和氧化镁的方法，由于它是在纤维中混练了抗菌剂而被赋予抗菌性的，因洗涤等使这些抗菌剂脱落，就存在有所述的其效果不能持续的问题。
作为赋予医疗或卫生用品以抗菌性的试探，特开平4-2345已经揭示了以含有氯化苄烷铵为抗菌剂的纸尿布。特开平5-212094中已经揭示了由在引入了磺酸基团的聚苯乙烯树脂所构成的强阳离子交换树脂上担载银为抗菌剂的卫生用品。特开平9-10296中已经揭示了以含有盐酸双氯苯双胍己烷或溴代杜灭芬为抗菌剂的体液吸收用品。在特开平9-108261中已经揭示了以含有包结在环糊精中的フイトンチツド为抗菌剂的卫生生理用品。特开平11-1895中已经揭示了以在羧甲基纤维素上担载的银为抗菌剂的卫生用品。特开平11-200245中已经揭示了以来自于含松香胺化合物的植物的水溶性抽提物之抗菌片以及以此为构成成分的卫生用品。
不过，据认为已经揭示的这些方法的共同问题是，由于这些中的任何一种都是在制品的一部分中含有有抗菌性的药剂或金属的物质，而且含有这些抗菌成分的形式是混合、附着或离子性结合，因此由于溶出到从生物体分泌、渗出或排出的体液中，或者因与皮肤、粘膜或伤口的摩擦而脱落，就有可能成为变态反应的原因。
发明的内容
本发明的目的在于提供解决了优异抗菌性、防臭性、耐洗性、安全性中的至少1个课题的纤维制品。
本发明的另一目的在于提供适合于作为医疗或卫生用品的具有优异抗菌性、安全性的纤维制品。
本发明人等发现使用特定的纤维素酯、或经特定的处理的纤维素纤维或由此纤维素纤维构成的纤维制品解决了上述课题，完成了本发明。
即，本发明是特征为含有碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐的纤维制品。
本发明是特征为含有把纤维素纤维与碱性氨基酸酯接触后经加热处理而得到的纤维素纤维的纤维制品，进一步说，是把所述纤维素纤维与其它纤维混纺、混织或交捻的纤维制品。
再，本发明的意图在于把其自身是具有抗菌性的碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐构成的纤维制品用到医疗或卫生用品或其中的一部分中。即，涉及由碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐构成的纤维制品作为医疗或卫生用品的使用。
碱性氨基酸纤维素部分酯是由碱性氨基酸的羧基与纤维素的羟基以共价键(酯键)结构所形成的，因水、汗等的脱落可能性低，因此耐洗涤性高。还有，在作为医疗或卫生用品使用的场合，被从生物体分泌、渗出或排出的液体的溶出或因与皮肤、粘膜或伤口的摩擦造成的脱落的可能性低。还有，即使在酯键被断的场合其脱落的成分也是对生物体无害的氨基酸，因此其安全性极高。
本发明所用的碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐是其具有在纤维素分子中的羟基中的至少1个由碱性氨基酸酯化了的结构的。此碱性氨基酸为几种的混合物也行，还有，用的酯的取代度为0.00001至3。
本发明用的碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐的碱性氨基酸部分是赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸或组氨酸的残基，分别为赖氨酸纤维素部分酯、精氨酸纤维素部分酯、鸟氨酸纤维素部分酯或组氨酸纤维素部分酯。在此场合，碱性氨基酸为混合氨基酸也行。
本发明中所用的以含有碱性氨基酸纤维素部分酯或其盐为特征的纤维制品可以由如下那样来制造。即，首先，把由纤维素纤维或纤维素纤维构成的纤维制品与含有碱性氨基酸酯的处理剂液相接触，适当脱液、干燥。接着进行加热处理，然后，为了除去未反应的碱性氨基酸酯等而进行洗净等后处理。在这里所使用的纤维素是由棉通常的方法用碱等前处理过的也无妨。进一步说，在加热处理后的工序中，由使用任意的酸，使得结合在纤维素纤维上的碱性氨基酸残基可以成为任意酸的盐。作为盐的种类，列举的有，例如，乙酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、安息香酸盐、吡咯烷酮羧酸盐之类有机酸盐或盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐之类无机酸盐或例如氯化锌之类路易斯酸盐。
使用由上述方法得到的纤维素纤维，按照通常的方法与其它的纤维，例如，尼龙、聚酯、丙烯酸等化学纤维或羊毛、绢丝等天然纤维混纺、混织或交捻也可以得到本发明的纤维制品。
再是，由上述方法得到的纤维素纤维是原棉和原丝、原反(日文)或缝制后的任何形态都无所谓。
在上述方法中作为处理剂液使用的碱性氨基酸酯优选把以甲酯为代表的碳原子数1至6的低级烷基酯溶解于水、醇或它们的混合物中来使用的。在碱性氨基酸酯为盐酸、硫酸等的盐的场合，根据需要用碱性氨基酸酯的10～200mol％的碱金属氢氧化物来中和也行。处理剂液中的碱性氨基酸酯的含有比例只要是在溶解、分散的范围内的话，可以任意。把纤维素纤维浸渍在此处理剂液中，经过必要的脱液之后，用合适的风或加热来干燥。把它在100～200℃、优选120～180℃下加热处理1～100分钟、优选2～60分钟之后，经洗净、干燥工序得到制品。洗净工序中开始是在水中、接着在碳酸氢钠等碱性水溶液和柠檬酸等酸水溶液、最后在水中依次进行，也可以省去部分步骤。在用酸水溶液洗净的场合，制品可以以碱性氨基酸纤维素部分酯的盐来得到。
本发明中的纤维制品是织物、毡、无纺布、垫等的统称。具体是包括了作为所述的贴身衬衣、衬衫、宽女罩衫、长袜、上衣、毛衣、对襟毛线衣、夹克、西服裤、裙子、紧身衣、体操服、运动衣料、T恤、训练服、腕带、睡衣、室内便服、浴衣、袜子、手袋、领带、领结、围巾、帽子、白衣、围裙的布料、布罩、毛毯、枕巾、片之类卧具、其它的毛巾、洗澡毛巾、浴垫、厨房垫、便器盖、厕所垫、布巾、手绢、尿布、地毯、窗帘等，不过，对由碱性氨基酸衍生物抗菌加工时，其纤维形态或加工形态是在这里所列举的缝制后的最终制品之前的各个阶段的场合，则是进行更合适的加工以完成这些最终制品的话为好。
本发明中，把以所述碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐为构成成分的纤维制品作为医疗或卫生用品来使用是优选的。具体说，把此形态的布或无纺布的碱性氨基酸纤维素部分酯和/或盐作为至少是制品的一部分，特别是配在与皮肤、粘膜或伤口接触面上的话就行，其它部分可以采用历来已知的结构。在纸尿布、失禁垫、生理用卫生纸巾、生理用止血塞、短裤片、吸汗垫、母乳垫、医疗用止血塞、棉棒、急救绊创膏、手术服之类以吸收生物体分泌、渗出或排出的液体为目的的医疗或卫生用品的场合，以使用加有碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐的吸收体或在此吸收体的一部分中配有碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐的物质为好。在此场合，其形态并不一定要是布或无纺布，纤维状或粉末状也行。
实施发明的最佳方式
下面用制造例和实施例来更详细的说明本发明，不过，本发明并不限于这些例子。制造例1[柠檬酸L-赖氨酸纤维素部分酯盐的制造]
把2.33g(10mmol)的L-赖氨酸甲酯二盐酸盐溶解于15mL的甲醇中，向其中加入2当量氢氧化钠水溶液5mL以作为处理剂液。把5.0g棉无纺布(ハニロン株式会社生产的C×32)浸渍与此处理剂液中约30秒，经风干1小时之后，在140℃加热处理20分钟。把它反复用水洗、再用5重量％的碳酸氢钠水溶液洗净和水洗3次、10重量％的柠檬酸水溶液洗和水洗3次。然后，脱水，风干，作为试样。取此试样的一部分，在50℃真空干燥1夜之后，正确称量约0.5g，于0.5N氢氧化钠50mL中室温搅拌18小时，进行碱水解。把纤维过滤之后，用氨基酸分析仪(日立制造所的L-8500)进行L-赖氨酸的定量。
由此结果算出相当于1g试样的L-赖氨酸的结合量为0.105mmol(酯化取代度0.017)。还有，用高效液相色谱(HPLC)对此检测液中的柠檬酸进行定量，由结果算出相当于1g试样的柠檬酸结合量为0.190mmol。制造例2[柠檬酸L-精氨酸纤维素部分酯盐的制造]
除了用L-精氨酸甲酯二盐酸盐2.61g(10mmol)代替制造例1的L-赖氨酸甲酯二盐酸盐之外，与制造例1进行同样的实验。用与制造例1同样的方法算出相当于1g试样的L-精氨酸的结合量为0.109mmol(酯化取代度0.018)。还有，同样，柠檬酸实验的结合量为0.162mmol。
实施例1：袜子的制造
把L-赖氨酸甲酯二盐酸盐5.83g(25mmol)溶解于20mL甲醇中，向其中加入2当量氢氧化钠水溶液12.5mL以作为处理剂液。把纯棉制袜子(约25g)浸渍与此处理剂液中约20秒，经风干2小时之后，在140℃加热处理20分钟。把它反复先用水洗，再用5重量％的碳酸氢钠水溶液洗净和水洗3次、10重量％的柠檬酸水溶液洗和水漂3次，进而用家用中性洗涤剂洗净并用水洗后，脱水，风干，得到本发明的袜子。试验例1：氨基酸结合量的测定
从用实施例1制造的袜子制作约0.5g的切片，在加入了作为干燥剂的五氧化磷的真空干燥箱中，于50℃下干燥1夜。把此试样正确称量之后，在0.5N氢氧化钠50mL中室温搅拌18小时以进行碱水解。把纤维过滤之后，用氨基酸分析仪(日立制造所的L-8500)进行L-赖氨酸的定量。由其结果算出相当于1g试样的L-赖氨酸的结合量为0.106mmol。试验例2：抗菌力试试验
从用实施例1制造的袜子制作边长约18mm的正方形切片，根据纤维制品新功能评价协议会的统一试验方法实施抗菌力试验。使用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ATCC 6538P)为试验菌。在用高压蒸汽灭菌了的检体上接种上悬浮于营养肉汤培养基中的菌(约2.6×104)，在37℃下培养18小时，之后测定生菌数。还有，按照JISL 0127 103号所述的次序把此袜子洗涤5次，然后进行同样的接种、培养，测定生菌数。其中，作为标准白布用的是尼龙标准白布。
按照JIS L 1902：1998所述的下述公式算出静菌活性值和杀菌活性值。
S＝Mb-Mc
L＝Ma-Mc(式中，S为静菌活性值，L为杀菌活性值，Ma为未加工试样的接种之后马上的活菌数(3个试样的平均值)的常用对数，Mb为未加工试样的18小时培养后的活菌数(3个试样的平均值)的常用对数，Mc为加工试样的18小时培养后的活菌数(3个试样的平均值)的常用对数)。
表1示出了袜子的抗菌力试验结果。
                          表1
    试样   活菌数 静菌活性值 杀菌活性值
实施例的袜子(洗前)实施例的袜子(洗5次后)     ＜20＜20     ＞6.0＞6.0     ＞3.1＞3.1
尼龙标准白布(接种之后马上)     2.6×104     -     -
尼龙标准白布(18小时后)     1.8×107     -     -
由表1所示可知，实施例1的袜子的数值满足纤维制品新功能评价协议会规定的抗菌防臭加工的基准值。由此结果确认，用实施例1制造的袜子显示出充分的抗菌性，同时又有耐洗性。试验例3：穿用试验
由3位男评委(A～C)在一个脚上穿没有处理的袜子，另一脚上穿用实施例1制造的袜子各8小时之后，对恶臭、吸汗性、穿用感觉按3级进行官能评价(◎：无恶臭，吸汗性、穿用感觉良好；○稍有恶臭，吸汗性、穿用感觉一般；×强烈恶臭，吸汗性、穿用感觉差)。结果示于表2中。
                                     表2
评价项目       评委A        评委B        评委C
实施例 没有处理 实施例 没有处理 实施例 没有处理
恶臭     ○     ×     ○     ×     ○     ×
吸汗性     ○     ○     ○     ○     ○     ○
穿用感觉     ○     ○     ○     ○     ○     ○
由这些试验确认，实施例1制造的袜子，吸汗性、穿用感没有受损，而具有降低恶臭的效果。试验例4：溶出试验
把用实施例1制造的袜子的切片0.405g置于10mL纯水中，在室温振荡，进行溶出试验。用HPLC分析溶出的成分，结果是发现切片1g经1小时之后，溶出0.0094mmol、5小时后溶出0.0115mmol的L-赖氨酸。没有发现L-赖氨酸之外的溶出物。
实施例2
分别用制造例1的柠檬酸L-赖氨酸纤维素部分酯盐的无纺布和用制造例2的柠檬酸L-精氨酸纤维素部分酯盐的无纺布制成医疗用面罩。还有，用未加工的无纺布作为比较品同样制成医疗用面罩。试验例5
由5位专门评委对这些医疗用面罩的穿着时的使用感觉按5级进行感观评价：(1)使用感非常差、(2)使用感差、(3)一般、(4)使用感好、(5)使用感非常好。用柠檬酸L-赖氨酸纤维素部分酯盐的无纺布和柠檬酸L-精氨酸纤维素部分酯盐的无纺布制成的医疗用面罩与用未加工的无纺布制成的医疗用面罩之间，评价点没有差别。试验例6
从这些医疗用面罩制作边长约18mm的正方形切片，根据‘JIS L1902：1998“纤维制品的抗菌力试验方法”8定量试验’所述的次序，实施抗菌力试验。使用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ATCC6538P)和肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)为试验菌。在用高压蒸汽灭菌了的各检体上接种上悬浮于营养肉汤培养基中的菌(约2.5×104)，在37℃下培养18小时，之后测定各自的活菌数。结果示于表3、表4。
还有，按照JIS L 1902：1998所述的公式F＝Mb-Ma、S＝Mb-Mc、L＝Ma-Mc(式中，F为增殖值，S为静菌活性值，L为杀菌活性值，Ma为无加工试样的接种之后马上的活菌数(3个试样的平均值)的常用对数，Mb为无加工试样的18小时培养后的活菌数(3个试样的平均值)的常用对数，Mc为加工试样的18小时培养后的活菌数(3个试样的平均值)的常用对数)算出增殖值、静菌活性值和杀菌活性值。结果示于表3、表4中。
                            表3
    试验菌种(保存编号)    金黄色葡萄球菌(ATCC 6538P)   肺炎克雷伯氏菌(ATCC 4352)
  摄取菌浓度(个/mL)18小时后的活菌数(个/mL)增殖值(F)静菌活性值(S)杀菌活性值(S)     2.5×104＜202.8＞5.9＞3.1     2.5×104＜203.3＞6.4＞3.1
                             表4
    试验菌种(保存编号)    金黄色葡萄球菌(ATCC 6538P)   肺炎克雷伯氏菌(ATCC 4352)
  摄取菌浓度(个/mL)18小时后的活菌数(个/mL)增殖值(F)静菌活性值(S)杀菌活性值(S)     2.5×1041.9×1022.84.92.1     2.5×104＜203.3＞6.4＞3.1
由这些试验确认，用L-赖氨酸纤维素部分酯柠檬酸盐的无纺布和L-精氨酸纤维素部分酯柠檬酸盐的无纺布制成的医疗用面罩显示出充分的抗菌性。试验例7
把用实施例2制成的用L-赖氨酸纤维素部分酯柠檬酸盐的无纺布制成的医疗用面罩的切片0.422g置于10mL水中，在室温振荡，进行溶出试验。用HPLC分析溶出的成分，结果是发现切片1g经1小时之后，溶出0.0098mmol、5小时后溶出0.0130mmol的L-赖氨酸。没有发现L-赖氨酸之外的溶出物。
产业化应用的可能性
根据本发明，由与碱性氨基酸酯接触之后的加热处理而抗菌化的纤维素纤维使得提供具有优异抗菌性、防臭性、耐洗、安全性中的至少1种效果的布制品成为可能。该布制品由于具有优异的抗菌性、安全性，特别适宜于作为医疗或卫生用品来使用。

Claims (9)

1.一种纤维制品，其特征在于它含有碱性氨基酸纤维素部分酯和/或其盐。
2.一种纤维制品，其特征在于它含有由把纤维素纤维与碱性氨基酸酯接触后经加热处理而得到的纤维素纤维。
3.一种纤维制品，其特征在于它含有由把纤维素纤维与碱性氨基酸酯接触后经加热处理而得到的纤维素纤维经混纺、混织或交捻的丝或布。
4.权利要求项1至3中的任一项所述的纤维制品，其中所述碱性氨基酸是赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸或组氨酸。
5.权利要求项1至4中的任一项所述的纤维制品，其中所述纤维素是棉。
6.权利要求项1至5中的任一项所述的纤维制品作为医疗或卫生用品的使用。
7.权利要求项6所述的作为医疗或卫生用品的使用，其中所述医疗或卫生用品是纸尿布、失禁垫、生理用卫生纸巾、生理用止血塞、短裤片、吸汗垫、母乳垫、医疗用止血塞、棉棒、急救绊创膏、湿纸巾、外科用衣服、医疗用面罩、纱布、包带、医疗用片、医疗用毛巾、医疗用覆盖物、手术者用长袍、病号服、医疗用帽、医疗用围裙或医疗用被单。
8.含有权利要求项1至5中的任一项所述的纤维制品的医疗或卫生用品。
9.权利要求项8所述的医疗或卫生用品，其所述医疗或卫生用品是纸尿布、失禁垫、生理用卫生纸巾、生理用止血塞、短裤片、吸汗垫、母乳垫、医疗用止血塞、棉棒、急救绊创膏、湿纸巾、外科用衣服、医疗用面罩、纱布、包带、医疗用片、医疗用毛巾、医疗用覆盖物、手术者用长袍、病号服、医疗用帽、医疗用围裙或医疗用被单。
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