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非织造材料在医疗卫生领域的应用

来源: /  作者:   时间:2017-12-15 17:05

  随着国民经济的快速发展和社会的进步,人们在衣食住行等生活方面的水平有了较大的提高,对自身的健康保健意识也有了进一步的增强,尤其在人口老龄化日趋严重,非典、禽流感和甲型H1N1流感等公共卫生事件接连发生的情况下,大家对关乎生活质量和生命质量的医疗卫生用纺织品的需求也有了明显的改变和提高。


  1.关于医疗卫生用纺织品


  医疗卫生纺织品可以分为医用、卫生用两大类产品。


  1)医用纺织品


  医用纺织品是以医学应用为特色,以纤维和织物为基础的纺织产品。主要有四大类:


  ①植入性产品;如缝合线、人造血管和人工关节等;


  ②非植入性产品;如绷带、纱布等;


  ③功能性产品;如人工肾、人工肺等人造器官;


  ④卫生保健产品:如手术服、手术罩、隔离衣、病床用品、病服、防护服。


  植入性和功能性产品是医用纺织品的市场,涉及到纺织、生物医学、化学、电子及电工等学科的高技术领域,目前仍然为国外品牌所垄断,主要有美国强生、杜邦、金佰利、Polymet集团公司和日本尼普洛(NIPRO)株式会社;国内主要生产非植入性和卫生保健产品,所以本文的讨论只涉及这两类产品。


  医用纺织品的要求:必须无毒、无过敏、无致癌性,在消毒时不起化学和合成纤维,以及可降解纤维和功能性纤维等。


  2)卫生用纺织品


  卫生用纺织品大多数属于人们日常生活用的清洁、卫生、个人护理产品,也有部分是在医院里使用的清洁卫生产品。主要有湿巾类、清洁擦拭类、妇女卫生、婴儿护理和成人失禁等几大类。


  卫生用纺织品的要求:必须清洁、卫生、无刺激性,具备特定用途的机械物理性能。


  卫生用纺织品最常用纤维:天然纤维如棉、丝和粘胶、涤纶、丙纶等化学和合成纤维。


  3)医疗卫生用纺织品材料


  医疗卫生纺织品主要使用普通纺织品、非织造布、针织品、编织物与复合材料等。随着应用要求的提高和技术的进步,近年来非织造布在医疗和卫生用品中的用量程快速增长,大有取代传统纺织品的趋势。


  非织造材料具有柔软,无尘屑和短绒的脱落,对细菌、尘埃过滤性高,手术感染率低,消毒灭菌方便,易与其他材料复合等特点。


  国内外的研究表明:手术室用织物的尘屑、脱落的短绒和屏蔽性是手术后伤口感染的一个主要因素,由于使用非织造材料时手术室空气中悬浮的尘埃数量可减少43%、细菌穿透数为0,使伤口感染率和败血症发生率减少了3倍。所以非织造医用材料的广泛应用具有非常高的经济效益和社会效益。


  用于医疗和卫生用品的非织造材料主要有化学粘合、热粘合(热轧和热风)、水刺、气流成网、纺粘、SMS、复膜非织布和闪蒸等工艺方法生产的非织造布。


  非织造医疗卫生材料应用的演变过程:化学粘合—热粘合(热轧和热风)—纺粘—水刺—SMS—闪蒸—静电纺丝。现在应用最多的是水刺和SMS复合类非织造材料。


  随着国民经济的快速发展和社会的进步,人们在衣食住行等生活方面的水平有了较大的提高,对自身的健康保健意识也有了进一步的增强,尤其在人口老龄化日趋严重,非典、禽流感和甲型H1N1流感等公共卫生事件接连发生的情况下,大家对关乎生活质量和生命质量的医疗卫生用纺织品的需求也有了明显的改变和提高。


  1.关于医疗卫生用纺织品


  医疗卫生纺织品可以分为医用、卫生用两大类产品。


  1)医用纺织品


  医用纺织品是以医学应用为特色,以纤维和织物为基础的纺织产品。主要有四大类:


  ①植入性产品;如缝合线、人造血管和人工关节等;


  ②非植入性产品;如绷带、纱布等;


  ③功能性产品;如人工肾、人工肺等人造器官;


  ④卫生保健产品:如手术服、手术罩、隔离衣、病床用品、病服、防护服。


  植入性和功能性产品是医用纺织品的市场,涉及到纺织、生物医学、化学、电子及电工等学科的高技术领域,目前仍然为国外品牌所垄断,主要有美国强生、杜邦、金佰利、Polymet集团公司和日本尼普洛(NIPRO)株式会社;国内主要生产非植入性和卫生保健产品,所以本文的讨论只涉及这两类产品。


  医用纺织品的要求:必须无毒、无过敏、无致癌性,在消毒时不起化学和合成纤维,以及可降解纤维和功能性纤维等。


  2)卫生用纺织品


  卫生用纺织品大多数属于人们日常生活用的清洁、卫生、个人护理产品,也有部分是在医院里使用的清洁卫生产品。主要有湿巾类、清洁擦拭类、妇女卫生、婴儿护理和成人失禁等几大类。


  卫生用纺织品的要求:必须清洁、卫生、无刺激性,具备特定用途的机械物理性能。


  卫生用纺织品最常用纤维:天然纤维如棉、丝和粘胶、涤纶、丙纶等化学和合成纤维。


  3)医疗卫生用纺织品材料


  医疗卫生纺织品主要使用普通纺织品、非织造布、针织品、编织物与复合材料等。随着应用要求的提高和技术的进步,近年来非织造布在医疗和卫生用品中的用量程快速增长,大有取代传统纺织品的趋势。


  非织造材料具有柔软,无尘屑和短绒的脱落,对细菌、尘埃过滤性高,手术感染率低,消毒灭菌方便,易与其他材料复合等特点。


  国内外的研究表明:手术室用织物的尘屑、脱落的短绒和屏蔽性是手术后伤口感染的一个主要因素,由于使用非织造材料时手术室空气中悬浮的尘埃数量可减少43%、细菌穿透数为0,使伤口感染率和败血症发生率减少了3倍。所以非织造医用材料的广泛应用具有非常高的经济效益和社会效益。


  用于医疗和卫生用品的非织造材料主要有化学粘合、热粘合(热轧和热风)、水刺、气流成网、纺粘、SMS、复膜非织布和闪蒸等工艺方法生产的非织造布。


  非织造医疗卫生材料应用的演变过程:化学粘合—热粘合(热轧和热风)—纺粘—水刺—SMS—闪蒸—静电纺丝。现在应用最多的是水刺和SMS复合类非织造材料。


  2.医疗卫生用非织造材料介绍


  由于用于医疗卫生用品的非织造材料种类较多,我们只对用量较大品种进行介绍。


  1)水刺非织造材料


  水刺非织造技术又称射流网非织造技术、水力缠结非织造技术,是众多非织造工艺方法的一种。它是在射流整理技术基础上发展起来的一门年轻的非织造新技术。


  水刺法非织造技术是利用现代物理、化学等学科的理论与基础知识,融合了CAD/CAM技术、信息技术和新材料技术等成果而形成的一门新兴边缘科学,是非织造材料领域中发展最快的一种工艺方法。


  由于水刺非织造产品在柔软、透气、卫生,吸附性好等方面较其他非织造工艺方法的产品有独特的性能优势,所以在医疗、卫生、服装、轻工、电子、环保和日常生活等领域得到广泛应用。据资料显示,目前世界上非织造材料60%为医疗卫生用,20%为家用和各类擦布,15%为合成革基布,5%为产业等其他用途。


  早期的水刺工艺技术以生产一次性普通医疗和卫生材料为主,现在逐步发展到能够生产木浆复合、甲壳质、漂白棉等功能性材料和高档产品。


  2)熔纺非织造材料


  熔纺是熔融纺丝非织造布的总称,主要包括纺粘、熔喷、SS、SMS复合非织造材料。


  ①纺粘是最早应用的熔纺非织造材料。它是在化学纤维生产工艺基础上发展起来的一种非织造布技术。医疗和卫生用纺粘非织造材料以PP切片为原料,经过挤压、过滤、计量、喷丝、牵伸、成网和热轧成布。纤维细度一般在1旦以上,具有强力高、耐磨性好和生产成本低的特点。


  ②熔喷与纺粘的工艺流程相似,不同的是牵伸时采用高压热风和自粘合成布,纤维细度可以细到1微米,是一种超细纤维纺丝技术。产品具有屏蔽性好,但强力低、耐磨性差,一般不单独应用。


  ③SMS是纺粘与熔喷复合非织造布的总称,包括SS、SMS、SMMS等产品。S是指纺粘布层,M是指熔喷布层,可以采用多层空喷层复合以满足不同抗水压要求和屏蔽要求。SMS材料综合了纺粘与熔喷布优点,克服了相互的弱点,具有屏蔽性好、重量轻、强度高、防水防油、价格便宜等优点,产品可广泛应用于医疗、卫生、隔离和防护领域,是目前发展最快的非织造技术之一。


  目前,医疗、防护用途的SMS材料有SMS、SMMS、SMMMS三大系列,渗水压能够达到20-30 cmH2O、40-50 cmH2O和90 cmH2O以上,产品克重可以小到12g/m2,以适应不同应用要求的需要。


  3)闪蒸法非织造材料


  是上世纪90年代发明的一种非织造布新技术。


  闪蒸法非织造技术是将聚合物在高温高压条件下溶于适当的溶剂中,纺丝时溶体从喷丝口喷出,由于压力突然降低使溶剂急剧挥发,引起聚合物高度原纤化而成为超细纤维,再经直接成网、热轧粘等工序制成闪蒸非织造布。由于其特殊的成形方法,所得纤维网中的纤维纤度极细,一般为0.1-0.3dtex,是一种超细纤维非织造布。


  闪蒸法产品具有强度高、耐压、耐磨、屏蔽性好、透气透湿等特点,在医疗、卫生、民用和产业领域中都有着广泛的用途。


  美国杜邦公司的TYVEK闪蒸法防护服是目前国际上应用最多的应对突发公共卫生事件的必备装备。


  3.非织造材料在医疗卫生纺织品中的应用


  1)非织造材料在医疗产品中的应用


  医疗产品是目前非织造材料最重要的应用领域之一,其技术含量高,质量要求也严格;目前已广泛应用于纱布块、止血塞、口罩布、手术衣、病房床单、枕头、伤口敷料、药物膏贴、创可贴、医用胶带、医用绷带和医用抹布等等。下面就主要的品种进行介绍。


  ①敷料类


  包括纱布、纱布球、止血棉等,以前都是用脱脂棉和脱脂棉纱布为主,现在逐步以水刺非织布为主。


  水刺非织造纱布产品与其它类型非织造布相比,具有柔软、吸湿、纤维落屑少等独特优点,不仅满足对伤口防护的要求,在某些技术指标上还优于脱脂纱布。因此,国外医疗卫生行业已广泛使用水刺非织造布代替脱脂棉纱布产品。


  该类产品对酸碱度、吸水量、吸水时间、荧光、表面活性物等性能指标有严格的要求,主要以天然纤维或纤维素纤维为生产原料。


  采用醋酸纤维、甲壳质纤维、藻酸纤维等特种纤维制成医用功能性敷料敷在烧伤、烫伤、溃疡、褥疮表面,止血止痛、抑菌消炎、防粘连、吸湿透气、能促使伤口很快愈合。产品可以加工成医用功能性敷料,如抗菌、消炎、止血敷料等。


  敷料是国内医用纺织品生产和出口的大宗产品,占全球市场的20%左右,2003-2007年的行业销售收入年复合增长率为36.34%。2008年国内医用敷料行业的销售收入达到256.69亿元,其中国内销售只有51亿元,80%多都是出口,所以国内市场还有很大的发展空间。


  ②手术室用品类


  该类产品是医疗卫生领域应用最大的类别,产品包括:手术衣、手术罩布、手术包布、手术巾、产垫、手术帘和床单等等。


  早期的手术室用品主要用机织物和针织物制作,后来采用木浆复合水刺非织造工艺生产,得到透气、强力、均匀度、复合性能都符合医学要求的木浆复合水刺无纺布,然后经过氟化物整理来达到抗酒精、抗血液穿透、抗微生物穿透性能三抗效果。由于SMS材料具有抗水压高、屏蔽性好、重量轻、强度高、防水防油、价格便宜等优点,近年来民得到广泛应用,正在逐步取代传统机织物的地位。


  目前,非织造手术室用品已经在欧美等发达国家得到了大范围的使用。


  据统计,目前全国6万多家医院和11.5万所以上的医疗门诊、近450万张病床,如果全部用用即弃非织布替代,则年需医用非织造布非常可观。


  ③伤口护理类


  该类产品主要是医用贴膏的应用,包括割伤、擦伤等轻微伤口创可贴、手术伤口贴、膏贴等等。


  过去膏贴底布一直采用的是棉布、PVC膜等,其透气性、柔软性、舒适性均不理想。水刺无纺布具有良好的柔软性和透气性,而且抗强度高,通过选用不同的纤维和网型不仅可以改善布面风格及效果,而且可以提高吸湿、透气性、贴合性等,使之在使用性能上有了显著的提高,不仅提高了该产品的档次,与弹性机织布比较还降低了产品成本,近年来迅速得到开发应用。


  ④防护用品


  防护用品包括N95型口罩、各种防护服,主要是防毒服装,以及各种防辐射服装(防X线、防静电|防磁辐射等)。


  医用防护用品对细菌、病毒的屏蔽要求特别高,同时要求透气、透湿、轻便,是保护医生和救护人员的重要装备。近几年非典、禽流感和甲型H1N1流感等等公共卫生事件的发生,促进了非织造防护产品的发展。目前使用较多的是闪蒸法非织造布、熔喷和SMS复合非织造布加工的产品。


  其它还有检查垫、吸液垫、绷带、透气胶带等等。


  为应对全球金融危机,2009年2月国家出台了《纺织工业高速和振兴规划》,在“产业高速和振兴的主要任务”部分明确要求:加快手术衣、隔离服、仿生器官等医用纺织材料及制品的开发和应用;推广纺粘、熔喷、水刺及其复合非织造工艺技术,突破“三抗”(抗微生物、抗血液、抗酒精)手术衣、隔离服等科技攻关项目的产业化难题。


  2)非织造成布材料在卫生产品中的应用


  非织造材料在卫生品中的应用主要在餐饮、旅游、口罩、湿巾、面膜、内裤、卫生巾、卫生垫、婴儿尿裤、成人失禁产品等方面。下面就主要的品种进行介绍。


  ①湿巾类


  湿巾最早的时候主要用于婴儿皮肤的清洁,后来才成为大众消费品。


  应该说,2003年的“非典”极大地促进了湿巾产业在国内的发展。随着人们卫生习惯的养成和生活质量的提高,现在一次性湿巾已经逐渐成为人们日常生活的必需品。特别是近几年,一次性湿巾的生产和市场发展迅速,功能和用途日赵多样化。目前市场上浒的主要品种有以下几方面:


  普通湿巾:主要用于皮肤、日常用品、卫生洁具的清洁。各种包装形式的都有。小包装用于外出携带,随用随取,很方便;大包装主要在汽车、办公室、会议和家庭里使用。


  消毒湿巾:主要用于擦伤、割伤、划伤等小伤口及周围皮肤的清洁与消毒,防止伤口感染。清洁、杀菌一次完成。


  卸妆湿巾:所浸液体为弱酸性卸妆液。柔软纤维构造,液体卸妆万分突破了水洗卸妆的方式,轻轻擦拭即可将肌肤毛孔深处的化妆污垢溶出、卸净,舒适柔和,方便快捷。


  女士专用湿巾:水刺材料加上纯净水、抗菌阳离子表面活性剂。性质温和,无刺激性,能有效彻底地清洁肌肤,达到杀菌、清洁、去除异味的作用。


  婴儿专用湿巾:含海洋生物多糖及润肤剂,具有润肤、护肤功效。不含酒精。专门用于清洁、护理婴儿皮肤,可以预防尿布疹。一般为几十片的大包装。


  护肤湿巾:水刺材料浸入纯净水、细胞激活素、水解蛋白液、芦荟提取液、香精等。有润肤、护肤、美白等功效。


  其他还有男士专用和除痘等功能性湿巾。湿巾的生产过程是:将非织造材料(主要是水刺材料)进行切片、折叠、浸渍(浸入纯净水、表明活性剂、抑菌抗菌剂和功能性助剂组成的溶液)、成包、装箱。由于生产过程对环境的要求非常高,所以现代化的生产是在类似GMP条件下进行的。


  湿巾主要用吸水性能好的水刺非织造布生产,也可以用热轧、纺粘、湿法等非织造材料生产。


  ②美容材料


  主要有面膜、按摩巾、眼贴和鼻贴等。


  面膜主要由高白度高洁净的粘胶纤维和涤纶纤维生产,产品强力高,保型性好,亲肤性、吸附性好,能够较长时间保持湿润,促进皮肤对养分的吸收。


  化妆棉采用粘胶或棉纤维加工,水刺材料为表层,中间夹棉层,柔软细腻,亲肤性、吸附性好。


  按摩巾具有良好的亲肤性和吸收性。结合特殊的结构设计,柔软细腻,按摩感觉舒适,清洁效果好。


  美容材料主要用吸水性能好的水刺非织造布生产。


  ③妇女卫生用品



  卫生巾主要由透水接触表屋、内含高分子吸水树脂的绒毛浆层、密封防漏层以及粘合固定部件等组成。接触表层是允许液体通透的无纺布表层,也可采用具有单向通透性能的干爽网面层。对防止侧漏进行特殊设计的是给卫生巾加上护翼或防侧漏立体护围。


  根据产品适用情况、功能、造型的不同,可分为夜用型、日用型、纤巧型、超薄型、普通型等。


  卫生巾可分为普通级和消毒级两种。普通级产品就是市场上出售的产品。所谓消毒级产品,就是用物理或化学方法杀灭或清除了病原微生物的产品。目前进入医院供应妇产科使用的都要求是消毒级产品,在卫生学方面要求更严格。


  有的卫生巾厂家对卫生巾进行特殊的药物处理,使其具有抗感染、抗过敏及防治某些妇科疾病等功能,称为保健型卫生巾,可供过敏型体质、患有妇科疾病的女性选用。


  卫生护垫卫生护垫也是一种与卫生巾有部分替代作用的妇女卫生用品。主要是妇女非经期、剧烈运动时和一般轻度尿失禁的人使用。


  卫生棉作用与卫生巾相同。


  防溢乳垫哺期妇女专用。


  非织造布用于卫生巾和卫生护垫产品时主要作覆面层。目前仍然以热轧或热风非织造材料为主,高档的有使用水刺、SS、SMS材料的。使用纤维有丙纶、ES、粘胶、漂白棉纤维;有使用广谱高效的抗菌纤维,也可以进行特殊功能性的药物处理。以适应不同层次、不同要求的需要。


  2007年我要妇女卫生巾的消费量就已经达到400亿片,市场渗透率超过60%。卫生护垫的消费量超过200亿片。今后几年的卫生巾/卫生护垫市场将以6%。左右的速度继续平稳增长。


  ④婴儿卫生品


  婴儿尿裤是传统尿布片的取代新产品。要求清洁卫生、无刺激性、柔软轻薄、触感舒适自然、吸液化气量大且不反渗。


  随着人们生活水平的提高和育儿观念的改变,新一代父母正成为纸尿裤的忠实拥护者。资料显示,近年我国婴儿尿裤的消费保持了50%的增长率,在中国600多个城市中,北京和上海两大城市80%以上的婴儿使用纸尿裤,成都、重庆、南京和武汉等城市的市场覆盖率也在40%-50%之间。2007年我国婴儿尿裤的消费量达到59亿片,纸尿片/垫的消费量接近20亿片。


  我国新生儿年出生率约为1.6%,2岁以下的婴幼儿人口总数约4000万,按年使用1000片计算,则年需400亿片,而目前市场占有率仅为15%左右。


  婴儿擦拭巾用水刺材料加工,可干可湿,用作日常肌肤的清洁卫生。


  婴儿洗浴巾专门的婴儿洗浴用品。一般由水刺材料含浸婴儿用高安全性的表明活性剂后烘干、切片包装,随用随取,很方便。


  非织造材料用于婴儿尿裤产品时主要作覆面层和防侧漏边。主要使用热粘合、SS或SMS产品,应用纤维有丙纶、ES、粘胶、漂白棉纤维。


  婴儿擦试巾和洗浴巾一般都用水刺材料生产。


  ⑤清洁擦拭产品是非织造材料应用的一大领域,应用非常广阔,包括电子工业、汽车工业、精密仪器工业、医院、家庭、办公场所等等。在卫生产品方面,除前面介绍的婴儿擦拭巾、化妆擦拭巾外,正在发展的还有家庭、餐饮、旅游用的清洁、消毒、洗浴、日光护理、晒黑油、驱蚊虫、除指甲油等功效的擦拭产品。


  清洁擦拭产品的形式有:片状、压缩毛巾、柔巾卷、打孔卷、擦布卷。


  清洁擦拭产品主要使用水刺材料加工,也可以使用针刺、化学粘合等产品。应用的纤维有涤纶、粘胶、棉纤维等。


  ⑥成人失禁产品


  包括尿布和护理垫。是专门为中老年人的个人护理而设计的产品,以吸收功能为主。


  目前全球主要发达国家和地区已经进入老龄化社会,到2006年时欧洲老人比例就已占总人口的4%达到8000多万人;目前我国60岁以上人口占总人口的比重也已经超过10%达到1.5亿,开始进入老龄时代而且将快速增长。所以近年国内成人失禁产品的销售成倍增长。2005年尿布的消费量1.17亿片,护理垫消费量2.33亿片,销售额约消费量6亿无。据欧美统计,60岁成人失禁率为10-18%,70岁以上达24-27%,如我国按20%失禁率、成人失禁产品使用量2片/人*天计算,则市场潜力达219亿片/年,所以目前的市场占有率仅有1.6%。非织造材料用于成人失禁产品时主要作覆面层和防侧漏边,主要使用热粘合、纺粘、SS、SMS非织造布。使用纤维有丙纶、ES、粘胶、漂白棉纤维。


  4.小结


  近年来,非织造布在医疗和卫生用品领域充当着极其重要的角色,非织造布的飞速发展,带动了医疗卫生材料在产品结构和性能水平上极大变化和提高相信随着非织造技术的创新与发展,非织造布在医疗和卫生用品的应用将得到迅速的推广应用,其技术也将得到进一步的完善和提高。