TWI327611B - Antibacterial fiber and fabricating method thereof - Google Patents

Description

1327611 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種纖維與其製作方法，且特別是 關於一種抗菌纖維與製作方法。 疋 【先前技術】 紡織品在日常生活中隨處可見，其甲又以穿著衣物最 為常見。伴隨著科技的進步，使用者除了希望穿著織物具 良好的保暖功能外，亦希望織物本身具有其他附加之功能 如抗菌之效果。 b 除了使用者希望織物具有前述附加之功料，纺織廠 商本身亦希望藉由製造具前述抗菌功效之織物， 之附加價值與應用領域。為達成上述之目的，對 用之纖維的改良為目前生產商努力的方向之一。 【發明内容】 本發明實施例提出一種抗菌纖維的製作方法及其所製 作之抗菌纖維。 依照本發明一實施例，提出一種抗菌纖維的製作方 法。首先，提供重量平均分子量約為1〇〇〇〇〜5〇〇〇〇的幾丁 聚糖。之後，磺酸化此幾丁聚糖，使形成磺酸化幾丁聚糖。 接著，提供一海藻酸鹽，並將此海藻酸鹽與磺酸化幾丁聚 糖溶於溶劑中，以配制成紡絲原液。其中，磺酸化幾丁聚 糖與海藻酸鹽的重量比約為1:1〜1:9。最後，利用濕式紡絲 法將纺絲原液中的磺酸化幾丁聚糖與海藻酸鹽紡成抗菌纖 5 1327611 維。 依照本發明另一實施例，提出一種紡絲原液之組成。 此紡絲原液包含海藻酸鹽、磺酸化幾丁聚糖與溶劑。磺酸 化幾丁聚糖係由幾丁聚糖經磺酸化反應而得，其中幾丁聚 糖的重量平均分子量約為1〇,〇〇〇〜50,000。磺酸化幾丁聚糖 與海藻酸鹽的重量比約為〜1:9。 依照本發明再一實施例，提出一種抗菌纖維。此抗菌 纖維包含海藻酸鹽與磺酸化幾丁聚糖。磺酸化幾丁聚糖係 由幾丁聚糖經磺酸化反應而得，其中幾丁聚糖的重量平均 分子量約為10,000〜50,00(^磺酸化幾丁聚糖與海藻酸鹽的 重量比約為1:1〜1:9。 依照本發明又一實施例，提出一種抗菌織物，此抗菌 織物係由前述實施例所述之抗菌纖維織造而成。 本發明上述實施例所述之抗菌纖維或抗菌織物，對於 痤瘡桿菌與其他多種菌種皆具有良好的抗菌效果。 【實施方式】 抗菌燼錐贺祚 第1圖係繪示依照本發明一實施例所述之抗菌纖維製 作方法的流程圖。首先，進行步驟11〇，提供一幾丁聚糖， 此幾丁聚糖的重量平均分子量約為1〇 〇〇〇〜5〇 〇〇()。 接著，進行步驟120,將前述之幾丁聚糖進行磺酸化反 應，使形成磺酸化幾丁聚糖。磺酸化幾丁聚糖的方式可為 任何可行的方式，例如可使用氯磺酸clHS〇3與幾丁聚糖進 行反應，以獲得磺酸化幾丁聚糖。 1327611 續酸化幾丁聚糖與海藻酸鹽紡成抗菌纖維。上述之紡織技 術可為濕式紡絲法。具體而言，上述之紡織方式可為將纺 絲原液接觸—成型液，以於成型液中形成抗菌纖維，其中 成型液中可包含鈣離子，以置換海藻酸鹽如海藻酸鈉中的 鈉離子^ 性質測試 依照本發明上述實施例所述’分別製作續酸化幾丁聚 糖與海藻酸鹽重量比為i: i、！ :2、！ :4與i :9之紡絲原液， 並進一步紡成抗菌纖維。其中，所選用之幾丁聚糖的重量 平均刀子量約為21，000，續酸化幾丁聚糖之續酸化程度約 為62 /〇(由元素分析儀測得）。前述製作所得之抗菌纖維分 別紡成不織布，以進行後續抗菌測試、纖維毒性與皮膚安 定性測試。

為測試本發明實施例所製成之抗菌纖維針對痤瘡桿菌 之殺菌效果，係進行痤瘡桿菌接觸式抗菌測試，並將測試 結果列於m痤瘡桿®為造成面皰產生之主要細 菌之一’因此在表一中㈣時以市售治療面皰之產品做對 照例。 上述接觸式抗菌測試的方式係為將少量座瘡桿菌與測 試樣品混合’置於無菌塑夥培養皿中。之後再倒入45〜5〇〇c 的培養基（生鮮緒肉萃取液+—半濃度的lb培養基），於厭 氧缸中培養3〜4天，觀察痤瘡桿菌的生長情形。 表一痤瘡桿菌接觸式抗菌測試 抗菌纖維 (橫酸化幾丁聚糖與海藻酸鈉重量比） 市售品 控制組 1:1 1:2 1:4 1:9 康痘 愛可凝膠 生菌數 50,000 1600 2000 2400 2600 23,000 4,000 殺菌率 --- 96.8 % 96% 95.2 % 94.8 % 54% 92% 殺菌率：（控制組生菌數-測試樣品生菌數）/控制組生菌數 1327611 由表一可知，本發明實施例所述之抗菌纖維對於痤瘡 桿菌的殺菌率可達90 %以上，具有良好之殺菌效果，可用 以做為治療面疱用之貼合敷材。相較於市售之面疱治療敷 材，本發明實施例所述之抗菌纖維具有更佳之抗菌效果。 抗菌測試二：L1902-1998定量法 為測試本發明實施例所製成之抗菌纖維的抗菌效果， 係依照日本工業標準（Japanese. Industrial Standards, JIS ) L1902-1998定量法進行抗菌效果分析。其中，所使用之試 驗菌種為金黃色葡萄球菌（ATCC 6538P)、肺炎桿菌（ATCC 4352)、綠膿桿菌（ATCC 10145)及白色念珠菌（ATCC 18814)，測試結果分別列於表二〜表五。 9 1327611 表二抗菌纖維之抗菌效果（金黃色葡萄球菌） 金黃色葡萄球菌 白棉布 抗菌纖維 磺酸化幾丁聚糖與海藻酸納重量比 市售商品 1:1 1:2 1:4 1:9 愛可凝膠 康痘 植菌濃度 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 Ma 2.6E+4 … — --- --- Mb 1.6E+6 --- --- --- --- Me --- <20 <20 <20 <20 <20 <20 細菌成長活性值 1.8 --- —- — --- — 抑菌值 __- 4.9 4.9 4.9 4.9 4.9 4.9 殺菌值 --- 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 1. Ma為未加工樣品，經0小時立即沖刷後之菌數 2. Mb為未加工樣品，經18〜24小時培養後菌數 3. Me為加工樣品，經18〜24小時培養後菌數。 4. 細菌成長活性值=log(Mb/Ma);若>1.5，表示實驗有效 5. 抑菌值=log(Mb/Mc);殺菌值=log(Ma/Mc)

表三抗菌纖維之抗菌效果（肺炎桿菌） 肺炎桿菌 白棉布 抗菌纖維 磺酸化幾丁聚糖與海藻酸納重量比 市售商品 1:1 1:2 1:4 1:9 愛可凝膠 康痘 植菌濃度 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 1.3E+5 Ma 2.6E+4 … --- … --- --- Mb 3.2E+7 --- --- --- … --- Me __- <20 <20 <20 <20 <20 <20 細菌成長活性值 3.1 --- --- — --- --- --- 抑菌值 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 殺菌值 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 10 -/亡 1327611 表四抗菌纖維之抗菌效果（綠膿桿菌） 綠膿桿菌 白棉布 抗菌纖維 磺酸化幾丁聚糖與海藻酸納重量比 市售商品 1:1 1:2 1:4 1:9 愛可凝膠 康痘 植菌濃度 0.7E+5 0.7E+5 0.7E+5 0.7E+5 0.7E+5 0.7E+5 0.7E+5 Ma 1.5E+4 ___ --- __- Mb 1.5E+7 --- __- --- --- … … Me --- <20 <20 <20 <20 <20 <20 細菌成長活性值 3.0 … … -一 … … 抑菌值 --- 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 殺菌值 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9

表五抗菌纖維抗菌效果（白色念珠菌） 白色念珠菌 白棉布 抗菌纖維 磺酸化幾丁聚糖與海藻酸納重量比 市售商品 1:1 1:2 1:4 1:9 康痘 植菌濃度 1.1E+5 1.1E+5 1.1E+5 1.1E+5 1.1E+5 1.1E+5 Ma 2.2E+4 --- --- … --- Mb 7.3E+5 … … … --- Me --- 2.2E+3 <20 1.4E+4 <20 <20 細菌成長活性值 1.52 --- --- --- 抑菌值 … 2.5 4.6 1.7 4.6 4.6 殺菌值 - 1.0 3.0 0.2 3.0 3.0 請先參考表二〜表四，本發明實施例所述之抗菌纖維， 11 1327611 在測試中所獲得之抑菌值[1〇2(]\415/]^〇)]約為4.9〜6.2，殺菌 值[log(Ma/Mc)]約為2.9〜3·1。依據曰本纖維製品新機能評 價協議會（JAFET)的抗菌標準，當抑菌值大於2.2，表示測 試樣本具有抑菌效果。當殺菌值大於〇,表示測試樣本具有 殺菌效果。因此，可推知上述抗菌纖維對於金黃色葡萄球 菌、肺炎桿菌與綠膿桿菌皆具有良好的抑菌與殺菌效果， 且其效果與目前市售產品相當，使發明實施例所述之抗菌 纖維具商品化之潛能。 請再參考表五，本發明實施例所述之抗菌纖維對於白 色念珠菌具有殺菌效果，且部份測試樣品的殺菌效果與市 售品相當。此外，經由調整抗菌纖維中磺酸化幾丁聚糖與 海藻酸鈉的比例，亦可對白色念珠菌產生與市售品相當之 抑菌效果。 抗菌纖維之細胞毒性測訧 為測试本發明上述實施例所述之抗菌纖維與細胞接觸 時是否會造成細胞之死亡，係採用ASTM 813·83的規範， 進行細胞毒性測试。首先，將L929 fibroblast細胞培養在 polystyrene cell-culture dish (直徑 6 cm)。當細胞數達到 預定濃度時，將抗菌纖維製成之不織布置於dish中央（直 徑1.1 cm)繼續培養24小時。之後以2% cryStai vi〇let 做細胞染色，以巨觀觀察細胞之死亡情形β 經由觀察與抗菌纖維接觸區域之細胞的生長形態判斷 抗菌纖維是否具毒性，並將測試結果列於表六。若與抗菌 纖維接觸區域之細胞的生長情形未受影響，則推斷抗菌纖 12 1327611 維無細胞毒性。反之，若與抗菌纖維接觸區域之細胞呈現 死亡之情形，則推斷抗菌纖維具細胞毒性。 表六抗菌纖維毒性測試 磺酸化幾丁聚糖與 1:1 1:2 1:4 1:9 1:0 海藻酸納之重量比 細胞毒性 益 益 無 無 有 由表六可知純的磺酸化幾丁聚糖具有細胞毒性，可能 會抑制細胞之分裂與生長。當添加適當比例之海藻酸鈉與 續酸化幾丁聚糖共紡成抗菌纖維時，可使所製成之抗菌纖 維不具細胞毒性，藉此，可製作貼敷於人體表面之貼敷材 料0 安全性測試 為測試本發明實施例所述之抗菌纖維製作成貼敷材料 時是否會對皮膚產生過敏之情形，係採用ISO 1〇993-1〇_2〇〇2的規範，進行皮膚刺激性與敏感性測試。測 試結果分別列於表七與表八。 13 1327611 +皮膚刺激性測試 -----------Ml·、| 工 /J 對照組 試驗組 動物隻數 3 3 塗抹物質 注射用蒸館水 抗菌纖維不織布 紅斑與痂皮 0/3 0/3 浮腫 0/3 0/3 n/n:具有臨床症狀發生之動物隻數/每組動物隻數 表八皮膚敏感性測試 負對照組 正對照組 試驗組 性別 雄 雄 雄 動物隻數 5 5 10 紅斑 0/5 5/5 0/10 浮腫 0/5 0/5 0/10 n/n :具有臨床症狀發生之動物隻數/每組動物隻數

由表七與表八中可知，本發明實施例所述之抗菌纖維 均無皮膚敏感性與刺激性，可用以製作貼敷於人體表面之 貼敷材料。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明’任何熟習此技藝者’在不脫離本發明之精神和範 圍内’當可作各種之更動與潤倚，因此本發明之保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 1327611 -為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： ' 第1圖係繪示依照本發明一實施例所述之抗菌纖維製 作方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 110、120、130、140 :步驟

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Claims (1)

1327611 十、申請專利範圍： 1· 一種抗菌纖維的製作方法，至少包含： 提供重量平均分子量約為10,000〜50,000之一幾丁聚 糖； 磺酸化該幾丁聚糖，使形成一磺酸化幾丁聚糖； 提供一海藻酸鹽； 將該％酸化幾丁聚糖與該海藻酸鹽溶於一溶劑中，以 配製一紡絲原液，其中該磺酸化幾丁聚糖與該海藻酸鹽的 重量比約為1:1〜1:9 ; 利用濕式紡絲法將該紡絲原液中之該續酸化幾丁聚糖 與該海藻酸鹽紡成一抗菌纖維。 2.如申請專利範圍第1項所述之抗菌纖維的製作方 法’其中該溶劑為水，以提高製程之環保效果。 3·如申請專利範圍第i項所述之抗菌纖維的製作方 法，其中該幾丁聚糖與一氯磺酸反應，以獲得該磺酸化幾 丁聚糖。 4. 如申請專利範圍第1項所述之抗菌纖維的製作方 法’其中該海藻酸鹽為海藻酸鈉。 5. 如申請專利範圍第4項所述之抗菌纖維的製作方 法’其中該海藻酸鈉的分子量約為50,000〜150,〇〇〇。 16 1327611 6.如申請專利範圍第4項所述之抗菌纖維的製作方 法，其中該濕式紡絲法包含將該紡絲原液接觸一成型液， 以紡成該抗菌纖維。 7_如申請專利範圍第6項所述之抗菌纖維的製作方 法’其中該成型液包含一鈣離子，以置換該海藻酸鈉中的 鈉離子。 8. —種紡絲原液之組成，包含： 一海藻酸鹽； 一續酸化幾丁聚糖，該磺酸化幾丁聚糖係由重量平均 分子量約為1〇,〇〇〇〜50,000之一幾丁聚糖經磺酸化反應而 得，其中該磺酸化幾丁聚糖與該海藻酸鹽之重量比約為 1:1〜1:9 ;以及 一溶劑。 9. 如申請專利範圍第8項所述之紡絲原液之組成，其 中該海藻酸鹽係為海藻酸鈉。 10. 如申請專利範圍第8項所述之紡絲原液之組成， 其中該溶劑為水。 Π， 一種抗菌纖維，包含： 一海藻酸鹽；以及 17 1327611 一磺酸化幾丁聚糖，該磺酸化幾丁聚糖係由重量平均 分子量約為10,000〜50,000之一幾丁聚糖經磺酸化反應而 得，其中該磺酸化幾丁聚糖與該海藻酸鹽之重量比約為 1:1 〜1:9。 12. 一種抗菌織物，係由申請專利範圍第11項所述之 抗菌纖維織造而成。

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