麻賽爾纖維醫(yī)用輔料制備及性能研究

龍嘯云 朱 軍 (南通大學(xué)紡織服裝學(xué)院，南通，226019)

醫(yī)用敷料的主要作用是對(duì)創(chuàng)面進(jìn)行隔離、保護(hù)，同時(shí)附著藥物和吸收液體等，因此醫(yī)用敷料必須具有優(yōu)越的吸水性、透氣性以及與皮膚接觸的舒適感［1］。隨著紡織技術(shù)的發(fā)展，非織造布在醫(yī)用敷料行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用［2］。非織造布的吸濕性能比機(jī)織紗布更好［3］，柔軟，不易對(duì)傷口造成損傷，在臨床上有逐漸取代傳統(tǒng)機(jī)織紗布的趨勢(shì)。

麻賽爾纖維是一種新型的再生纖維素纖維，是將天然紅麻、黃麻、亞麻和苧麻通過(guò)化學(xué)方法制成黏膠液，經(jīng)紡絲而成［4］。麻賽爾纖維具有原麻纖維抑菌防霉、吸濕快干的優(yōu)良特性，是一種新型、健康、時(shí)尚、綠色環(huán)保的生態(tài)紡織纖維［5］。麻賽爾纖維對(duì)抑菌活性值分別為3.52和3.57的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均達(dá)到99.97%［6］。

ES纖維為皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)，其皮層為聚乙烯，芯層為聚丙烯。采用ES纖維生產(chǎn)的非織造布手感比較柔軟，因而ES纖維得到了廣泛應(yīng)用［7］。

本文以麻賽爾纖維和ES纖維為原料，利用熱熔技術(shù)制備醫(yī)用敷料。采用非接觸加熱方式，即加熱體不直接與纖維接觸，而是用熱風(fēng)穿透纖維層，使纖維在自由狀態(tài)下均勻受熱，在纖維與纖維每一個(gè)交叉點(diǎn)上呈點(diǎn)黏合狀。以該方法制得的材料與熱軋非織造布比較，黏合點(diǎn)明顯增加。由于ES纖維芯部組分為聚丙烯，不發(fā)生熔融，起到骨架作用，非織造布仍能保持優(yōu)良的特性［8］。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料

麻賽爾纖維:長(zhǎng)度55 mm，線密度2.08 dtex，拉伸強(qiáng)度2.4 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率22.3%。

ES 纖維:長(zhǎng)度 38 mm，線密度 1.95 dtex，拉伸強(qiáng)度 1.64 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率 6.33%。

1.2 儀器

FZK500型開(kāi)松機(jī)，F(xiàn)ZSCD-Z850型高產(chǎn)梳理機(jī)，F(xiàn)ZP1000型鋪網(wǎng)機(jī)，F(xiàn)ZZ-Ⅰ1000型預(yù)針刺機(jī)(常熟市偉成非織造成套設(shè)備有限公司)，YG747通風(fēng)式烘箱(南通宏大試驗(yàn)儀器有限公司)，YG461E型織物透氣儀(無(wú)錫市三環(huán)儀器有限公司)，ZHWY-100H恒溫培養(yǎng)搖床(金壇市恒豐儀器廠)，303AB型恒溫培養(yǎng)箱(南通嘉程有限公司)，SWCJ-IBU無(wú)菌工作臺(tái)(蘇凈集團(tuán)安泰公司)，DZF-6090恒溫烘箱(上海華聯(lián)環(huán)境設(shè)備公司儀器廠)，LDIX-40SCI自動(dòng)電熱滅菌鍋(南通嘉程有限公司)。

1.3 麻賽爾抗菌醫(yī)用敷料的性能測(cè)試

1.3.1 透氣性能

透氣性的測(cè)試按照GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測(cè)定》進(jìn)行。

1.3.2 吸液倍率

吸液倍率采用10%的生理鹽水進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試方法:取尺寸為4 cm×4 cm的試樣，稱重;將試樣放入盛有500 mL生理鹽水的容器中，放置15 min，取出試樣再次稱重。吸液后與吸液前試樣的質(zhì)量比即為吸液倍率。

1.3.3 抗菌性能

采用振蕩燒瓶法測(cè)試抗菌性能。測(cè)試方法:將滅菌后試樣放入燒瓶中，注入菌液，在搖床上振蕩，加速微生物生長(zhǎng)，增加微生物與試樣接觸時(shí)間;然后將燒瓶中含有菌落的液體接種到含有瓊脂營(yíng)養(yǎng)液的平皿中，經(jīng)過(guò)恒溫箱72小時(shí)的培養(yǎng)之后，觀察菌落數(shù)量，從而判斷試樣的抑菌作用。該方法的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)搖床可以加速反應(yīng)，在較短時(shí)間內(nèi)測(cè)得抗菌率。

試樣的抗菌率按下式計(jì)算:

式中:Y——抗菌率(%);

A——0時(shí)刻試樣菌落數(shù);

B——試樣振蕩24 h后菌落數(shù)。

1.4 麻賽爾纖維醫(yī)用輔料的制備

1.4.1 工藝流程

麻賽爾纖維醫(yī)用輔料制備的工藝流程如下:

(1)開(kāi)松混合工序。在開(kāi)松混合過(guò)程中，要注意將纖維塊和纖維團(tuán)徹底分離開(kāi)，使原料中的纖維得以充分、均勻的混合，特別是ES纖維的均勻分布。只有纖維分布均勻，才能在后面的熱熔工藝中保證醫(yī)用敷料性能的均勻性。

(2)預(yù)針刺工序。在預(yù)針刺的過(guò)程中，須合理地選擇針刺密度和針刺深度。針刺密度過(guò)大或針刺深度過(guò)深，都會(huì)對(duì)纖網(wǎng)造成不同程度的損傷。特別是ES纖維的損傷和斷裂，不利于纖網(wǎng)在熱熔工藝中的黏合和成型。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，針刺密度30～40刺/cm2，針刺深度5～7 mm是比較適宜的工藝。

(3)熱熔工序。ES纖維是理想的熱熔型纖維，適合用于醫(yī)用護(hù)品。在熱熔的過(guò)程中，須注意熱風(fēng)的溫度和熱風(fēng)定型時(shí)間對(duì)于纖網(wǎng)的影響。

1.4.2 工藝參數(shù)

麻賽爾纖維醫(yī)用輔料制備的工藝參數(shù)如下:

道夫速度 20 r/min;

錫林速度 360 r/min;

斜簾速度 16 m/min;

往復(fù)層數(shù) 10層;

植針密度 3 000針/m;

針刺深度 6 mm;

預(yù)針刺轉(zhuǎn)速 400 r/min;

烘箱溫度 120～140℃。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 纖維配比對(duì)透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響

本文選定五個(gè)水平的纖維配比進(jìn)行試驗(yàn)。在熱風(fēng)溫度130℃，熱風(fēng)定型時(shí)間15 min的條件下，考察纖維配比變化對(duì)醫(yī)用輔料透氣性能、吸液倍率和抗菌性的影響，結(jié)果分別見(jiàn)圖1、圖2和表1。

圖1 纖維配比與醫(yī)用敷料透氣性的關(guān)系

從圖1可以看出，隨著麻賽爾纖維比例增加，醫(yī)用敷料的透氣性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)槁橘悹柪w維是中空率達(dá)到86%的中空纖維，可以將空氣保持在空腔內(nèi)，阻止空氣的流通，形成靜止空氣層，從而降低了醫(yī)用敷料的透氣性能。

從圖2可以看出，隨著麻賽爾纖維比例增加，醫(yī)用敷料的吸液倍率增大。這是由于麻賽爾纖維具有良好的吸水性能，能夠快速地吸濕、導(dǎo)濕。

圖2 纖維配比與醫(yī)用敷料吸液倍率的關(guān)系

從表1可以看出，麻賽爾纖維配比與醫(yī)用敷料的抗菌性成正比。這是因?yàn)樵卺t(yī)用敷料中起到抗菌作用的是麻賽爾纖維，麻賽爾纖維具有中空結(jié)構(gòu)，能夠儲(chǔ)存空氣，使得大部分厭氧菌無(wú)法生存，具有良好的殺菌作用。因此，麻賽爾纖維含量越多，抗菌性能就越強(qiáng)。

2.2 熱風(fēng)溫度對(duì)透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響

ES纖維是雙組分復(fù)合纖維，外層聚乙烯熔點(diǎn)為130℃，內(nèi)層聚丙烯熔點(diǎn)為165～170℃［9］。本文選擇120～140℃之間五個(gè)水平的熱風(fēng)溫度進(jìn)行試驗(yàn)。在麻賽爾纖維∶ES纖維=90∶10(質(zhì)量比)，熱風(fēng)定型時(shí)間為15 min的條件下，考察熱風(fēng)溫度變化對(duì)于醫(yī)用敷料透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響，其結(jié)果分別見(jiàn)圖3、圖4和表2。

表1 纖維配比與醫(yī)用敷料抗菌率的關(guān)系

圖3 熱風(fēng)溫度與醫(yī)用敷料透氣性的關(guān)系

從圖3和圖4可以看出，隨著熱風(fēng)溫度的上升，醫(yī)用輔料的透氣性和吸液倍率逐漸減小。主要原因是在該工藝范圍內(nèi)溫度提高改善了纖維表面熔融效果，使纖維間的黏結(jié)牢度增加。當(dāng)成型溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)使ES纖維熔融并失去纖維結(jié)構(gòu)而形成結(jié)晶和取向均很差的薄膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致非織造布的透氣量進(jìn)一步下降，同時(shí)阻止水分子在敷料中的滲透和傳導(dǎo)。

圖4 熱風(fēng)溫度與醫(yī)用敷料吸液倍率的關(guān)系

從表2可以看出，隨著熱風(fēng)溫度的變化，抗菌性能在一定的小范圍內(nèi)呈現(xiàn)出波動(dòng)性的變化，說(shuō)明熱風(fēng)溫度的變化對(duì)于抗菌性能幾乎沒(méi)有影響。這是由于醫(yī)用敷料中起抗菌作用的主要是麻賽爾纖維，在纖維配比不變時(shí)，各樣品的抗菌性能基本相同。

表2 熱風(fēng)溫度與醫(yī)用敷料抗菌率的關(guān)系

2.3 熱風(fēng)定型時(shí)間對(duì)透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響

在麻賽爾纖維∶ES纖維 =90∶10(質(zhì)量比)，熱風(fēng)溫度為120℃的條件下，考察熱風(fēng)定型時(shí)間的變化對(duì)透氣性、吸液倍率和抗菌性的影響，其結(jié)果分別見(jiàn)圖5、圖6和表3。

從圖5和圖6可以看出，醫(yī)用輔料的透氣性和吸液倍率隨著熱風(fēng)定型時(shí)間的增加而變小。這是由于熱風(fēng)定型時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致非織造布內(nèi)的ES纖維過(guò)度熔融而形成薄膜，使透氣性能降低，同時(shí)薄膜可以阻止水分在非織造布中的流動(dòng)和傳導(dǎo)而使吸液倍率降低。

圖5 熱風(fēng)定型時(shí)間與醫(yī)用敷料透氣性的關(guān)系

圖6 熱風(fēng)定型時(shí)間與醫(yī)用敷料吸液倍率的關(guān)系

表3 熱風(fēng)定型時(shí)間與醫(yī)用敷料抗菌率的關(guān)系

從表3可以看出，熱風(fēng)定型時(shí)間的變化對(duì)于醫(yī)用敷料的抗菌性能基本沒(méi)有影響，只在一定的小范圍內(nèi)呈現(xiàn)出波動(dòng)性的變化，又一次說(shuō)明醫(yī)用敷料的抗菌性主要是依靠麻賽爾纖維。

3 結(jié)論

(1)以麻賽爾纖維和ES纖維為原料制得的醫(yī)用輔料，其熱熔工序中的纖維配比、熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)定型時(shí)間三個(gè)因素對(duì)醫(yī)用敷料的透氣性、吸液倍率和抗菌性能各有不同程度的影響。醫(yī)用輔料中麻賽爾纖維的比例增大，其透氣性減小，吸液倍率和抗菌性能增強(qiáng);熱風(fēng)溫度高、熱風(fēng)定型時(shí)間長(zhǎng)，醫(yī)用輔料的透氣性和吸液倍率變差，而對(duì)于抗菌性能基本沒(méi)有影響。

(2)綜合考慮透氣性、吸液倍率和抗菌性三項(xiàng)性能，在麻賽爾纖維∶ES纖維 =90∶10(質(zhì)量比)，熱風(fēng)溫度為120℃，熱風(fēng)定型時(shí)間為5 min的條件下，制得的麻賽爾纖維醫(yī)用輔料的性能最能滿足臨床的要求。

［1］ 張并劬，伯燕，耿亮，等.多層復(fù)合針織醫(yī)用敷料產(chǎn)品開(kāi)發(fā)［J］.上海紡織科技，2011，39(5):43-44.

［2］ 秦益明.黏膠長(zhǎng)絲針織醫(yī)用敷料［J］.針織工業(yè)，2005(3):21-23.

［3］ THOMAS S.Wound management and dressings［M］.London:The Pharmaceutical Press，1990:96-97.

［4］ 於婷，王華.麻賽爾纖維粗紡混紡紗的開(kāi)發(fā)［J］.毛紡科技，2011，39(9):26-28.

［5］ 田素峰，馬君志，王東.麻賽爾綠色環(huán)保纖維［J］.針織工業(yè)，2009，10(10):31-32.

［6］ 方國(guó)平.麻賽爾纖維針織內(nèi)衣產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)［J］.針織工業(yè)，2010，10(4):4-5.

［7］ 李緒明.無(wú)紡布用ES纖維的生產(chǎn)工藝探討［J］.合成纖維工業(yè)，2006，26(3):50-51.

［8］ 靳向煜，方苓.熱風(fēng)非織造布工藝技術(shù)研究［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，1998，16(7):19-21.

［9］ 王紅，斯堅(jiān).ES纖維的發(fā)展及在非織造布領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.非織造布，2008，16(2):37-38.