含甲殼素的高濕模量粘膠纖維之醫療用紡織品制造方法
【專利摘要】本發明是有關一種在醫療領域作為“抗藥性金黃色葡萄球菌”(MRSA)含有甲殼素高抗菌性的高濕模量粘膠棉(HWM粘膠棉)紡織品，是將天然蝦蟹殼制成片狀甲殼質經脫乙酰處理生成具高脫乙酰度90％以上甲殼素后，再經醋酸溶解并以燒堿再生，使甲殼素納米化處理成為平均粒徑100～600nm的甲殼素抗菌劑漿液，然后均勻加入混合于高堿度高聚合度以木漿制成的HWM粘膠粘液(Rayon?Viscose)中再與低酸度、低溫的凝固浴接觸，產生中和、再生反應從而紡成制得甲殼素抗菌高濕模量粘膠纖維。此纖維中甲殼素抗菌官能基的胺基與粘膠纖維素的氫氧基以氫鍵結合成為帶正電荷胺基(-NH3+)抗MRSA的抗菌HWM粘膠纖維，再經一般紡紗制程或(和)織布程序制成甲殼素凈含量0.4wt％以上的醫療用紡織品制造方法。
【專利說明】含甲殼素的高濕模量粘膠纖維之醫療用紡織品制造方法
【技術領域】
[0001]本發明系有關將已納米化高脫乙酰度的甲殼素漿液均勻混入于高濕模量粘膠棉制程后段之粘液(Viscose)，再與凝固浴接觸，使纖維素再生為甲殼素抗菌高濕模量粘膠棉。更具體地說，將其納米化甲殼素的抗菌官能基與粘膠纖維素的氫氧基產生氫鍵(Hydrogen Bond)結合,且均勻地分布在纖維的表皮(skin)和芯部(core),使其具非常良好的抗菌效果，抗菌性穩定且持久，不因水洗、磨擦而減損，對于抗藥性金黃色葡萄球菌具有高抗菌效果和持續穩定的長效型醫療用抗菌紡織制品。
【背景技術】
[0002]近十年來，在世界各地陸續傳出醫療院所內及小區照護急遽增加感染MRSA，造成群聚感染之案例，更殘酷的是MRSA的大本營竟然是醫院。
[0003]以歐洲、美國和亞洲各國顯示的監測數據，北歐國家及荷蘭之感染盛行率是低于5%，美國平均達52%，而亞洲的臺灣、日本、南韓和中國之盛行率亦超過50%，由此可見MRSA等抗藥性細菌是現今世界各醫院院內的感染主要元兇。
[0004]MRSA在醫院蔓延，不止病人受威脅，對于醫院、社會、國家亦都造成巨大損失。美國每年約有200萬人次的院內感染，并導致10萬人的死亡，耗費450億美元，相當于乳癌、艾滋病和交通事故加起來的死亡人數與支出總額。在歐洲,每年也竟有約300萬人次在歐盟衛生保健場所引起相關感染，造成約5萬人死亡。
[0005]為改善與凈化生活環境并防堵各種病菌在醫療院所內傳播蔓延，曾經有人提出各種不同對策或解決方法，其中之一的對策為醫院之醫療用紡織制品例如；醫院病房之被單、寢具、毛浴巾，以及醫護人員的制服或長期照護機構的慢性病、重癥病人衣著等，改采用抗菌紡織制品，以對付恐怖猖獗的MRSA等抗藥性細菌(又稱超級細菌)。
[0006]有關抗菌紡織制品，現行醫護人員等所穿用的紡織品制服，以往至今均采用天然棉材質，其衣服清洗過程系以高溫水洗及以氯氣殺菌達到無菌狀況后再重復使用。但在醫師、護士穿著巡視病房時的期間卻無法防范病菌附著在衣服上，將在甲病房沾染的MRSA或其他病菌帶進乙病房、丙病房或丁病房移染，使衣服成為院內感染的傳播媒介物。此異常的移染現象引起歐洲ECDC及美國CDC等政府疾病管制局關心與重視。
[0007]為克服MRSA病菌等對醫院內感染之威脅，及嚴重影響病患健康，改善維持醫院之環保，歐盟已項目研發能克服病菌之移染現象的適切抗菌紡織制品，相對地美國亦在多方尋求抗MRSA的抗菌紡織制品。
[0008]已往一般習稱的粘膠纖維(或嫘縈纖維或再生纖維素纖維)，其制造與應用發展的技術均已超過百年，是一種屬于天然纖維(木漿、棉纖等)經堿化、磺化成為纖維素黃原酸鈉，再將之溶解于氫氧化鈉堿性溶液而成為粘液(Viscose)，經過濾、熟成后將之由紡口押出與硫酸/硫酸鋅所組成之凝固浴(spin Bath)接觸再生為束狀纖維，最后再施予牽伸、切棉及后段處理與干燥而成為粘膠纖維。
[0009]此粘膠纖維可單獨或與天然棉(Cotton)、聚酯棉(Polyester)、羊毛(Wool)、錦絕(Nylon)或丙烯酸纖維(Acrylic fibre)等纖維依其所需用途而采不同比率混紡。其物性、化性與天然棉之物性、化性均相仿，具有吸水性佳、光澤染性佳及舒適等的特色，唯強力(2.4?2.8g/d)較差，尤其在濕潤狀態下，其強力只剩干強力的50?60%，制成的衣物水洗后有易變型現象。為克服上述粘膠纖維強力不足，陸續被研究發展出中強力粘膠(2.8?3.2g/d)，進而高濕模量粘膠(3.8?4.2g/d)的制程技術，使其強力與天然棉相當，大大地提高了一般粘膠棉強力不足之缺點而擴大HWM粘膠在高級衣料或流行衣飾用品上之應用范圍。
[0010]甲殼素(chitosan)，是一種取自天然的蝦蟹殼，經處理具有高等動物組織中的膠原和高等植物組織的纖維兩種生物特性的聚合物，對動、植物有良好的適應性。甲殼素在生物體內可以通過酶的作用分解,與生物體內的親和呈現于細胞之間，因而抗原性低,對血清蛋白質等血液成分的吸附能力大，是一種無毒、無臭、具生物兼容性、生物可分解性之天然高分子抗菌劑，被公認為21世紀之環保、安全綠色產品。
[0011]目前雖具有抗菌或吸濕排汗、抗紫外線、保溫等功能性紡織品陸續被開發推廣與應用，其中，用之于抗菌紡織制品之抗菌劑有四級胺鹽、銀離子、光觸媒或有機鹵化物等化學物質，唯使用此等抗菌物質之紡織制品雖具有抗菌效果，但用在貼身衣物或服飾品時或多或少都會對人體皮膚產生過敏或刺激反應，使用后丟棄亦有污染環境造成環保問題之虞。
[0012]美國專利US-5，756，111及日本公開特許公報特開平8-92820，其所泄漏的「具有甲殼素纖維及其構造體之制造」，是以天然蝦蟹殼一甲殼質(Chitin)—堿化一磺化一甲殼素粘液的技術步驟，即低脫乙酰化粒徑4_以下粉末狀甲殼質，經堿化及磺化等類似粘膠制程的反應，制成甲殼素粘液，再添加于以粘膠制程制成的生粘液中，然后以同一般制粘膠時的制造程序制造成含甲殼素的粘膠棉，其棉強力相同一般粘膠棉的強力2.4?2.8g/d。由于其中的甲殼素的脫乙酰度較低，對于一般金黃色葡萄球菌具較低之抗菌(抗菌率53% )效果，因此只能用之于一般貼身衣物之清潔衛生用途。
[0013]在醫護人員的一般用服裝，曾有人采用70?85%脫乙酰度之甲殼素以有機酸溶劑溶解后，采后加工涂布方式于一般常用的布料表層；或將70?85%脫乙酰度(DAC)之甲殼素以機械研磨成lOOmesh或更細的顆粒，并添加合成樹脂充粘著劑混勻做為布料后加工涂布，唯此種布料表層后加工涂布之抗菌效果不大，又經水洗幾次后抗菌性就立即消失，或衰退，且其經涂布甲殼素抗菌劑之布料易失原布料的柔軟與光澤等物性。
[0014]鑒于上述，本案發明人等經過多次的反復試驗、研究及探討發現，先將甲殼質脫乙酰化度提高至90%以上的甲殼素，再經醋酸溶解并以燒堿再生，使甲殼素納米化處理成為平均粒徑100?600nm的甲殼素抗菌劑漿液，加入于HWM粘膠粘液中混合均勻，以同HWM粘膠制造程序能制成具強度3.8?4.2g/d甲殼素的HWM粘膠棉，改善一般粘膠棉強力不足的缺陷，同時亦能使納米化甲殼素的抗菌官能基與HWM粘液(Viscose)纖維素的氫氧基產生氫鍵充分結合成甲殼素抗菌HWM粘膠棉，經紡紗、織布可克服MRSA生長與移染生存的現象與美國專利US-5，766，111所公開的制法及功能不同而完成了本發明。
【發明內容】
[0015]依照本發明，本發明之目的系提供一種具有高效能抑制MRSA生長與生存及具有長效抗菌功能，且不因水洗而造成紡織品的強力降低，變型，損傷等的HWM粘膠棉，亦可將此粘膠棉應用在醫療紡織制品上，以取代目前醫療常用之天然棉織品，來改善MRSA對院內感染的問題。
[0016]為達成上述發明的目的，本發明是將高脫乙酰度的納米化(平均粒徑100~600nm)甲殼素抗菌劑均勻添加混合于HWM粘膠棉制程中已成熟之高堿度高聚合的粘液中，與含低酸度、低溫的凝固浴接觸使纖維素再生而紡成甲殼素抗菌HWM粘膠棉。其中，由于其甲殼素抗菌官能基的胺基(-NH2)是與再生后的纖維素氫氧基(-0H)以氫鍵結合成為帶正電荷胺基(-NH3+)HWM抗菌纖維，所以其甲殼素抗菌HWM粘膠棉可用一般的紡紗及織布的程序制作醫療領域應用的抗MRSA紡織制品。其紡紗，不僅可用上述甲殼素抗菌HWM粘膠棉，也可與其他天然纖維或合成纖維做不同比率的混紡，織造布料，可采針織、梭織、無紡布等不同織法制成，織布制程亦可利用交織、包紗等手段加入其他各種不同纖維，而達醫療領域所需之抗MRSA紡織品。唯其最終紡織制品上的甲殼素凈含量須維持在0.4wt%以上始能達成具有更高效抗MRSA功能。
[0017]本發明所制造生產的甲殼素抗菌HWM粘膠棉，其甲殼素凈含量在0.4wt%以上具有抗MRSA抑菌效果之醫療用紡織制品，不但可應用于對抗一般金黃色葡萄球菌及大腸桿菌等陽性革蘭氏菌或陰性革蘭氏菌外，亦可廣泛被應用于抗菌性的內衣、內褲、毛浴巾、床單、被單、口罩、手套或襪子等衛生用品與貼身衣物等用途。
[0018]上述本發明有關一種在醫療領域可作為預防MRSA在醫院內移染的醫療用含有甲殼素之高抗菌性的HWM粘膠棉的紡織制品，是由于本發明的紡織制品具有90%以上高脫乙酰度之納米化平均粒徑100~600nm甲殼素微晶顆粒，與粘膠纖維間以氫鍵充分結合，在一般的常溫水洗條件下，水洗30次以上仍具相當高的抗MRSA之抗菌效果的長效型抗菌紡織品。
[0019]為使本發明更為 明了，在說明書中所使用的原料語義先予詳細加以注明:
[0020]1)甲殼素(chitosan)另稱殼聚醣(chitin-chitosan),為β-1,4葡萄糖胺線性
具有胺基ΝΗ2天然高分子聚合物，分子式為[C6HnN04]n，結構式為；
[0021]
【權利要求】
1.一種含甲殼素的HWM粘膠纖維之醫療用紡織品制造方法，其特征在于，包括:將天然蝦蟹殼取得片狀甲殼質浸潰于溫度40?95°C、30?48wt% NaOH溶液中脫乙酰反應處理生成具脫乙酰度90%以上甲殼素后，再經1?10wt%的醋酸、檸檬酸或琥珀酸等有機酸溶解并以1?5wt%的燒堿再生，使甲殼素納米化處理成為平均粒徑100?600nm的甲殼素抗菌劑漿液后，均勻加入混合于高堿度高聚合度以木漿制成的HWM粘膠粘液中，再與低酸度、低溫的凝固浴接觸，產生中和、再生反應而紡成制得含甲殼素抗菌官能基的胺基與粘膠纖維素的氫氧基以氫鍵結合成為帶正電荷胺基(-NH3+) HWM抗菌纖維，再經一般紡紗制程或(和)織布程序制成具有抗MRSA的醫療用紡織品。
2.根據權利要求1所述的一種含甲殼素的HWM粘膠纖維之醫療用紡織品制造方法，其醫療用紡織品之甲殼素凈含量在0.4wt%以上者。
【文檔編號】D01F2/08GK103668517SQ201210334108
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月10日 優先權日:2012年9月10日
【發明者】邱明弘, 洪明舜, 邱啟銘, 洪堂欽 申請人:世展科技股份有限公司