JP2996773B2 - Manufacturing method of chitin nonwoven fabric - Google Patents
Manufacturing method of chitin nonwoven fabricInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は,キチン繊維からなる不
織布の製造方法に関するものである。特に,医療分野に
おける創傷被覆保護材等に好適に使用できるキチン不織
布の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a nonwoven fabric comprising chitin fibers. In particular, the present invention relates to a method for producing a chitin nonwoven fabric which can be suitably used as a material for protecting and covering wounds in the medical field.
【0002】[0002]
【従来の技術】甲殻類の外骨格等に含まれるアミノ多糖
類であるキチンは,その構成単位毎にアミノアセチル基
を有するので,他の多糖類とは異なり,特有の性質を有
している。従って,この材料を使用して多くの研究がな
されている。中でも,キチンに生体親和性の高いことが
確認され,生体用材料として使用する多くの試みがなさ
れている。その中でも,創傷被覆保護材としての利用
は,キチンの不織布状からなるものがすでにベスキチン
W(ユニチカ株式会社製造)なる商品名で市販され,熱
傷,外傷等の皮膚欠損傷の保護材として多くの医療施設
において使用されている。この商品は,止血効果の高い
こと,鎮痛作用の大きいこと,表皮形成の早い点等,創
傷被覆保護材として必要な良好な性質を有している。こ
の製造方法については,特開昭61−240963号公
報に開示されているように,キチン繊維を不織布にする
に際し,キチン短繊維と接着剤とを水に分散させた後に
水を除去し,積層体を作った後に圧縮乾燥して作成する
ものである。2. Description of the Related Art Chitin, an aminopolysaccharide contained in the exoskeleton of crustaceans, has an aminoacetyl group in each of its constituent units, and therefore has unique properties unlike other polysaccharides. . Therefore, much research has been done using this material. Above all, it has been confirmed that chitin has high biocompatibility, and many attempts have been made to use it as a biomaterial. Among them, as a wound covering protective material, a chitin nonwoven fabric is already marketed under the trade name Vesquitin W (manufactured by Unitika Co., Ltd.). Used in medical facilities. This product has good properties required as a wound covering protective material, such as a high hemostatic effect, a large analgesic effect, and a rapid epidermal formation. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-240963, when producing chitin fibers into a non-woven fabric, water is removed after dispersing chitin short fibers and an adhesive in water, and lamination is performed. It is made by compressing and drying after making the body.
【0003】しかし,このような方法で作った不織布
は,柔軟性及び伸縮性に乏しい。従って,例えば,ベス
キチンWと同じように創傷被覆保護材として使用する際
に,屈曲部や外部からの強い力のかかる場所には使用し
にくいという欠点があった。[0003] However, the nonwoven fabric made by such a method has poor flexibility and stretchability. Therefore, for example, when used as a wound covering protective material like Vesquitin W, it has a drawback that it is difficult to use it at a bent portion or in a place where strong external force is applied.
【0004】このような現状の中で,本発明は,柔軟性
および伸縮性に優れたキチン不織布の製造方法を提供す
ることを目的としている。Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing a chitin nonwoven fabric having excellent flexibility and elasticity.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは,上記の目
的を達成するため鋭意研究を重ねた結果,加圧された水
流ジェットを利用することによって得られたキチン不織
布がかかる目的を達成できることを見出し,本発明に到
達したものである。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, a chitin nonwoven fabric obtained by using a pressurized water jet has achieved the object. They have found what they can do and have reached the present invention.
【0006】すなわち,本発明は,加圧された水流ジェ
ットをキチン繊維の短繊維ウェブに噴射することを特徴
とするキチン不織布の製造方法を要旨とするものであ
る。以下,本発明を詳細に説明する。That is, the gist of the present invention is a method for producing a chitin nonwoven fabric, which comprises jetting a pressurized water jet onto a short fiber web of chitin fibers. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0007】キチンとは,甲殻類,昆虫類等の外骨格を
塩酸処理並びに苛性ソーダ処理して得られるポリ(N−
アセチル−D−グルコサミン)またはこのポリ(N−ア
セチル−D−グルコサミン)を濃アルカリで処理して得
られる脱アセチル化物(脱アセチル化度で数%から10
0%までの値のものがある。)であり,これらのうち,
脱アセチル化度が高く,酸に溶解するものを特にキトサ
ンと呼んでいる。Chitin is a poly (N-type) obtained by treating an exoskeleton of crustaceans, insects and the like with hydrochloric acid and caustic soda.
Acetyl-D-glucosamine) or this poly (N-acetyl-D-glucosamine) treated with concentrated alkali to obtain a deacetylated product (deacetylation degree of several percent to 10%).
Some values are up to 0%. ), Of which
Those that have a high degree of deacetylation and dissolve in acids are particularly called chitosan.
【0008】本発明にいうキチンとは,このようなキチ
ン,脱アセチル化キチンあるいはキトサンであり,さら
には,キチンあるいはキトサンのグルコサミン残基の−
OHまたは−CH2OH基またはアミノ基がエステル
化,エーテル化,カルボキシメチル化,ヒドロキシエチ
ル化あるいはO−エチル化された誘導体等も含まれる。The chitin referred to in the present invention is such a chitin, deacetylated chitin or chitosan, and furthermore, a chitin or a glucosamine residue of chitosan.
Derivatives in which the OH or —CH 2 OH group or amino group is esterified, etherified, carboxymethylated, hydroxyethylated or O-ethylated are also included.
【0009】キチン繊維とは,これらキチンを溶剤に溶
かして溶液とし,繊維としたものを意味する。キチンの
溶液を作るには,基本的には2つの方法がある。その1
つは,脱アセチル化度の低いキチンの場合であり,これ
らの溶媒としては,ジメチルアセトアミドまたはN−メ
チルピロリドンと塩化リチウムとの混合液,トリクロル
酢酸とハロゲン化炭化水素との混合液等がある。精製し
たキチンを粉末の形でこれらの溶媒に2〜10重量%程
度溶解させると,粘調で透明な溶液を作ることができ
る。The chitin fiber means a fiber obtained by dissolving chitin in a solvent to form a solution. There are basically two ways to make a solution of chitin. Part 1
The first is the case of chitin with a low degree of deacetylation. These solvents include dimethylacetamide or a mixture of N-methylpyrrolidone and lithium chloride, and a mixture of trichloroacetic acid and a halogenated hydrocarbon. . When about 2 to 10% by weight of purified chitin is dissolved in a powder form in these solvents, a viscous and transparent solution can be produced.
【0010】これらの溶液から繊維を作る一般的な方法
としては,加圧タンクに入れられた溶液をギャーポンプ
等で計量送液し,フィルターを含んだノズル,例えば,
0.03〜0.1mmφ程度の微細な孔から,凝固液である
水またはアルコール等の液中に押出し,凝固した後,定
速で引取ることによって作ることができる。できた繊維
は,十分に溶剤,凝固液等の不純物を除去した後,乾燥
すると,キチン繊維ができあがる。本発明に使用する場
合の個々の繊維の太さは,0.2〜50デニールが好まし
く,0.5〜10デニールがさらに好ましく,0.7〜5デ
ニールが最も好ましい。[0010] As a general method for producing fibers from these solutions, a solution contained in a pressurized tank is metered and sent by a gear pump or the like, and a nozzle including a filter, for example,
It can be made by extruding into a liquid such as water or alcohol which is a coagulating liquid from a fine hole of about 0.03 to 0.1 mmφ, coagulating, and taking off at a constant speed. After the resulting fiber is sufficiently dried after removing impurities such as a solvent and a coagulating liquid, chitin fiber is obtained. When used in the present invention, the thickness of each fiber is preferably from 0.2 to 50 denier, more preferably from 0.5 to 10 denier, most preferably from 0.7 to 5 denier.
【0011】脱アセチル化キチン繊維は,これらのキチ
ン繊維を濃い苛性ソーダ水溶液,例えば,10〜30重
量%の濃度のもので,80℃以上の温度で処理すること
によって作成することができる。脱アセチル化度の調整
は,苛性ソーダの濃度,温度,処理時間を選ぶことによ
って行うことができる。The deacetylated chitin fibers can be prepared by treating these chitin fibers with a concentrated aqueous sodium hydroxide solution, for example, having a concentration of 10 to 30% by weight, at a temperature of 80 ° C. or higher. The degree of deacetylation can be adjusted by selecting the concentration of caustic soda, the temperature, and the treatment time.
【0012】脱アセチル化度の高いキチン,例えば,キ
トサンから繊維を作るには,一般的には,溶剤として酢
酸の水溶液を使用することができる。例えば,酢酸を0.
1〜5重量%程度含んだ酢酸水溶液にキトサン0.5〜1
0重量%を溶解させると,透明で粘調な溶液ができる。
これをキチン溶液の場合と同じように加圧タンクに入
れ,ギャーポンプで計量し,微細なノズルから吐出させ
る。凝固液としては,単なる水またはアルコール,アル
カリを含んだ水またはアルコール溶液等を使用すること
ができる。この凝固した繊維を定速で引取り,さらに,
洗浄して溶剤,凝固液等の不純物を十分に除去して乾燥
すると,キトサン繊維を得ることができる。この場合の
個々の繊維の大きさも,キチン繊維の場合とほぼ同じで
ある。キトサン繊維は,そのままでも使用できるが,無
水酢酸を含んだアルコール中で処理して,若干アセチル
化を進めてもよい。In order to prepare fibers from chitin having a high degree of deacetylation, for example, chitosan, generally, an aqueous solution of acetic acid can be used as a solvent. For example, if acetic acid is
An aqueous acetic acid solution containing about 1 to 5% by weight of chitosan 0.5 to 1
When 0% by weight is dissolved, a clear and viscous solution is formed.
This is put into a pressurized tank as in the case of the chitin solution, measured by a gear pump, and discharged from a fine nozzle. As the coagulating liquid, simple water or alcohol, water or alcohol solution containing alkali, or the like can be used. The coagulated fiber is taken off at a constant speed.
After washing, impurities such as a solvent and a coagulating liquid are sufficiently removed and dried, a chitosan fiber can be obtained. In this case, the size of each fiber is almost the same as that of the chitin fiber. The chitosan fiber can be used as it is, but may be treated in an alcohol containing acetic anhydride to slightly promote acetylation.
【0013】本発明は,これらキチン繊維から不織布を
作る際にウェブに水流ジェットを噴射するいわゆるスパ
ンレース法を用いる。The present invention uses a so-called spunlace method of jetting a jet of water onto a web when producing a nonwoven fabric from these chitin fibers.
【0014】まず,キチン繊維を短繊維にカツトする。
長さは0.5〜10cmが好ましく,さらに好ましくは
1〜6cmである。カットされたキチン繊維は,開繊カ
ード機で繊維の1本ずつをほぐして,カード機で綿状物
(ウェブ)を作成する。そのウェブを目の粗い金網上に
置き,その上部から高速ジェットの水流を打ちあてて,
構成繊維同士をカールさせながら交絡効果を得るもので
ある。この交絡した繊維層を加圧,加熱すると,不織布
を得ることができる。この際,カードによって開繊した
綿のウェブの厚みによって不織布の厚みを調整すること
ができ,カット長,ノズルから吐出されるウオータージ
ェットの圧力で繊維のからみを調整することができ,シ
ートの下部にある金網の目の粗さによって不織布の繊維
間の隙間を調整することができる。上記のスパンレース
法の詳細は,例えば特公昭49−20823号公報に記
載されている。First, chitin fibers are cut into short fibers.
The length is preferably 0.5 to 10 cm, and more preferably 1 to 6 cm. The cut chitin fibers are loosened one by one with an opening card machine, and a cotton-like material (web) is created with the card machine. Place the web on a coarse wire mesh and hit the high-speed jet from above.
This is to obtain a confounding effect while curling the constituent fibers. By pressing and heating the entangled fiber layer, a nonwoven fabric can be obtained. At this time, the thickness of the non-woven fabric can be adjusted by the thickness of the cotton web opened by the card, and the fiber entanglement can be adjusted by the cut length and the pressure of the water jet discharged from the nozzle. The gap between the fibers of the nonwoven fabric can be adjusted by the roughness of the wire mesh. Details of the above spunlace method are described in, for example, Japanese Patent Publication No. 49-20823.
【0015】スパンレース法でキチン不織布を得るため
の好ましい条件としては,ウォータージェットの圧力が
500〜10000psi,ノズルの径0.05〜0.5m
m,金網のメッシュ10〜100メッシュ,シート送り
速度5〜20m/min 等である。Preferred conditions for obtaining a chitin nonwoven fabric by the spunlace method are as follows: water jet pressure: 500 to 10,000 psi; nozzle diameter: 0.05 to 0.5 m.
m, the mesh of the wire mesh is 10 to 100 mesh, and the sheet feeding speed is 5 to 20 m / min.
【0016】このように,スパンレース法で得られたキ
チン不織布は,繊維のからみが強固であるので,柔軟性
および伸縮性に富んでいる。例えば,KES−F2純曲
げ試験機で曲げ剛性を測定すると,0.05〜0.2g
f・cm2/cmであり,抄紙法で作成した曲げ剛性の
値0.5〜2gf・cm2 /cmに較べ低く,かつ曲げ
ても折れが発生しない。従って,産業界に広く使用する
ことができるとともに,創傷被覆材等医療用品としても
好適に利用できるものである。As described above, the chitin nonwoven fabric obtained by the spunlace method has a high degree of entanglement of the fibers, and thus is rich in flexibility and stretchability. For example, when the bending stiffness is measured with a KES-F2 pure bending tester, 0.05 to 0.2 g is obtained.
f · cm 2 / cm, which is lower than the value of the bending stiffness of 0.5 to 2 gf · cm 2 / cm prepared by the papermaking method, and does not break even when bent. Therefore, it can be widely used in industry and can be suitably used as a medical article such as a wound dressing.
【0017】[0017]
【実施例】以下,本発明を実施例によってさらに具体的
に説明する。 実施例1 粗キチン粉末(新日本化学製)を1N−塩酸にて40
℃,1時間処理し,さらに,3%苛性ソーダ水溶液中で
90℃,3時間加熱処理し,粗キチン粉末中に含まれて
いるカルシウム分および蛋白質を除去した。このキチン
粉末をジメチルアセトアミドと塩化リチウムとの混合溶
媒(重量比92:8)に7重量%溶解し,透明の溶液を
作成した。EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. Example 1 Crude chitin powder (manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.) was treated with 1N hydrochloric acid at 40
C. for 1 hour, and further heat-treated in a 3% aqueous sodium hydroxide solution at 90.degree. C. for 3 hours to remove calcium and protein contained in the crude chitin powder. 7% by weight of this chitin powder was dissolved in a mixed solvent of dimethylacetamide and lithium chloride (weight ratio: 92: 8) to prepare a transparent solution.
【0018】この溶液を1480メッシュのステンレス
ネットで濾過した後,タンクに詰め,圧縮空気で加圧し
ながらギャーポンプにて送液し,0.05mmφのノズル
から80℃の熱水中に押出し,凝固した後,10m/mi
n の速度で引取り,再度熱水で洗浄,乾燥すると,単糸
デニール0.9デニールのキチン繊維を得ることができ
た。これを3cmの長さにカットした。This solution was filtered through a 1480 mesh stainless steel net, filled in a tank, fed with a gear pump while pressurizing with compressed air, extruded from a 0.05 mmφ nozzle into hot water at 80 ° C., and solidified. After doing, 10m / mi
After picking up at a speed of n, washing with hot water and drying again, chitin fibers of single denier 0.9 denier were obtained. This was cut to a length of 3 cm.
【0019】繊維は,スパンレース加工機(ハニカム社
製)にてスパンレース法で不織布を製造した。製造条件
としては,ウオータージエツト圧力7800psi,金
網メッシュサイズ35メッシュ,引取速度10m/min
,乾燥温度150℃であった。できあがった不織布
は,厚み0.15mm,強度650g/cm巾,伸度25
%であり,柔軟性のある伸度の高い不織布であった。As the fiber, a nonwoven fabric was manufactured by a spunlace method using a spunlace processing machine (manufactured by Honeycomb). The manufacturing conditions were a water jet pressure of 7800 psi, a wire mesh size of 35 mesh, and a take-up speed of 10 m / min.
, Drying temperature was 150 ° C. The resulting nonwoven fabric has a thickness of 0.15 mm, a strength of 650 g / cm width, and an elongation of 25.
%, Which is a flexible nonwoven fabric with high elongation.
【0020】この不織布を滅菌して,熱傷II度の程度を
前腕に受傷した患者の保護材として使用した。患部をヒ
ビテンにて滅菌清浄にした後,本実施例のキチン不織布
を前腕全体に貼布した。その上部に局方ガーゼをあて,
軽く圧迫してスキンテープで固定し,さらに包帯にてお
おった。This non-woven fabric was sterilized and used as a protective material for patients suffering from a degree of burn II injuries in the forearm. After the affected area was sterilized and cleaned with Hibiten, the chitin nonwoven fabric of this example was applied to the entire forearm. Place the gauze on the top of it,
Lightly squeezed, secured with skin tape, and covered with a bandage.
【0021】貼布直後から患者の疼痛が大幅に軽減さ
れ,3日後には,キチン不織布は患部に密着し,屈折部
の肘も脱離することなく密着していた。滲出液も外側の
ガーゼに移行し,患部は湿潤状態を保っていた。さらに
そのまま放置したところ,10日目から患部は乾燥がは
じまり,15日目にキチン不織布は脱離し,材下には表
皮形成が終了していた。Immediately after the application, the pain of the patient was remarkably reduced. Three days later, the chitin nonwoven fabric adhered to the affected area, and the elbow of the refraction area was adhered without detachment. The exudate also migrated to the outer gauze, and the affected area remained moist. When left as it was, the affected area began to dry on the 10th day, the chitin non-woven fabric was detached on the 15th day, and the formation of the epidermis under the material had been completed.
【0022】実施例2,比較例1 キトサン粉末(新日本化学製,2%酢酸水溶液に0.2%
溶解した溶液粘度が250センチポイズ:B型回転粘度
計1000rpm)を3%酢酸水溶液に4重量%溶か
し,粘調で透明な溶液を得た。その溶液を1480メッ
シュステンレスネットで濾過した後,加圧タンクに入
れ,ギャーポンプにて計量送液した。さらに,0.08m
mφの微細なノズルから1%の苛性ソーダ水溶液中に吐
出して凝固した後,12m/min の速度で捲取った。得
られた繊維を十分に洗浄して,単糸約2.1デニールのキ
トサン繊維を得た。Example 2, Comparative Example 1 Chitosan powder (manufactured by Shin Nippon Chemical, 0.2% in 2% acetic acid aqueous solution)
A solution having a dissolved viscosity of 250 centipoise (B type rotational viscometer, 1000 rpm) was dissolved in a 3% aqueous acetic acid solution at 4% by weight to obtain a viscous and transparent solution. After the solution was filtered through a 1480 mesh stainless steel net, it was put into a pressurized tank, and metered and sent by a gear pump. In addition, 0.08m
After discharging into a 1% aqueous solution of caustic soda from a fine nozzle of mφ to solidify, it was wound up at a speed of 12 m / min. The obtained fiber was sufficiently washed to obtain a chitosan fiber having a denier of about 2.1 denier.
【0023】この繊維を32mmの長さに切断し,水中
交絡法であるスパンレース加工機(ハニカム社製)にて
不織布を製造した。製造条件としては,ウォータージェ
ット圧力5200psi,金網メッシュサイズ50メッ
シュ,引取速度15m/min,乾燥温度135℃であっ
た。できあがった不織布は,厚み0.17mm,強度51
8g/cm巾,巾伸度32%で,柔軟性のある強度の高
い不織布であった(実施例2)。This fiber was cut into a length of 32 mm, and a non-woven fabric was manufactured using a spunlace processing machine (manufactured by Honeycomb) which is an underwater entanglement method. The production conditions were a water jet pressure of 5200 psi, a wire mesh size of 50 mesh, a take-off speed of 15 m / min, and a drying temperature of 135 ° C. The finished nonwoven fabric has a thickness of 0.17 mm and a strength of 51.
It was a flexible, high-strength nonwoven fabric having a width of 8 g / cm and an elongation of 32% (Example 2).
【0024】一方,同じキトサン繊維を5mmの長さに
カツトし,1mmのポリビニルアルコール繊維(ユニチ
カ製SML)を10%添加して水に分散した後,水を除
去し,積層体を加圧,乾燥する方法,いわゆる抄紙法で
不織布を製造した。不織布の厚み0.18mm,強度48
1g/cm巾,巾伸度5%であった(比較例1)。On the other hand, the same chitosan fiber was cut to a length of 5 mm, and 1% of polyvinyl alcohol fiber (SML manufactured by Unitika) was added to 10% and dispersed in water. Then, water was removed, and the laminate was pressed. The nonwoven fabric was manufactured by a drying method, a so-called papermaking method. Non-woven fabric thickness 0.18mm, strength 48
The width was 1 g / cm and the elongation was 5% (Comparative Example 1).
【0025】これらのキトサン不織布を,オートバイ事
故で右足首に骨および腱が露出するほどの挫滅傷を受け
た16才の男性患者に保護材として使用した。まず,患
部をポビドンヨード液で殺菌清浄した後,比較例1で保
護したところ,2日後には患部で融解して,保護作用を
失っていた。次に,実施例2の不織布を使用したとこ
ろ,3日目には,融解することなく,よく密着してい
た。さらに,10日目には患部に肉芽の生成がみられ,
肉芽は腱や骨の上部にまで生成していた。15日目に肉
芽が十分に生成したところで植皮することができた。す
なわち,深ぼれのある傷に肉芽を生成することができ,
保護材として有用であった。[0025] These chitosan nonwoven fabrics were used as a protective material for a 16-year-old male patient who had been crushed in such a way as to expose bones and tendons to the right ankle in a motorcycle accident. First, the affected part was sterilized and cleaned with povidone-iodine solution, and then protected in Comparative Example 1. Two days later, the affected part was melted and lost its protective action. Next, when the nonwoven fabric of Example 2 was used, on the third day, it did not melt and was in good contact. Furthermore, on the 10th day, granulation was formed in the affected area,
The granulation had formed up to the upper part of the tendons and bones. On the 15th day, when the granulation was sufficiently formed, the skin could be transplanted. In other words, granulation can be formed in deep wounds,
It was useful as a protective material.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明の方法で得られたキチン不織布
は,柔軟性があり,伸縮性が大きいので,濾布や保護布
としていろいろな分野に使用することができる。例え
ば,医療分野の創傷被覆保護材として使用し,高い治療
効果をあげることができる。The chitin nonwoven fabric obtained by the method of the present invention is flexible and has high elasticity, so that it can be used in various fields as a filter cloth or a protective cloth. For example, it can be used as a material for protecting and covering wounds in the medical field, and can provide a high therapeutic effect.
Claims (1)
短繊維ウェブに噴射することを特徴とするキチン不織布
の製造方法。1. A method for producing a chitin nonwoven fabric, comprising jetting a pressurized water jet onto a short fiber web of chitin fibers.
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