[发明专利]一种高吸水性抗菌纤维

说明书

技术领域

本发明是有关于一种高吸水性纤维，特别是有关于一种同时具备有抗菌性及高吸水性的聚谷氨酸纤维。

背景技术

高吸水性材料，因具有能吸收水分的能力，且能在吸水后保留相对于自身质量数十至数百倍的质量的水，故其应用范围相当广泛。本领域熟知的常用的高吸水性材料主要可分为两大类，其中一类以碳水化合物为主，例如淀粉、几丁聚糖、海藻酸钠及羧基甲基纤维素(Carboxymethyl cellulose，CMC)等多糖类，此类材料为天然材料，具有良好的生物可分解性，但因受限于其吸水倍率不高(通常不超过10倍)，致使其应用性受到局限。另一类则为化学合成的高分子，例如丙烯酸盐或乙烯醇等聚酯材料。该等材料相较于前述的天然材料具有更好的吸水性，但其却有制备方式较复杂，及可能残留有毒单体和碱液等问题。此外，此类聚酯材料不具生物可分解性，在弃置后将会对环境造成危害。因此，基于环保诉求下，一般还是会选择吸水能力较差的天然多糖类材料作为吸水性材料。

本领域熟知的高吸水性材料常被制成水胶或薄膜的型态。例如，日本专利特开平第6-322358号中揭示了一种借由γ-射线交联技术，交联聚谷氨酸水溶液而制得高吸水性水胶的方法。另在美国第4,572,906号专利亦提及，利用几丁聚糖及明胶的混合物可制得一吸水性薄膜敷料。但该些技术中所揭示的薄膜与水胶的表面在接触液体时无法提供导流的功能，加上仅靠平整的表面与液体接触，因而与液体的接触面积有过小的问题，致使其整体吸水速率较慢，使得其在使用上受到限制。

但若将吸水性材料加以纤维化，即能有效提高接触面积，借以增加对水的吸收速率。此外，纤维结构亦能提供导流功能，使吸水速率得到提升。在中国发明专利申请第200910137040.X号中，即揭示一种利用天然聚谷氨酸在部分交联状态下进行抽丝，借以制得具高吸水性的聚谷氨酸纤维。此技术已充分解决本领域熟知的天然吸水性材料吸水速度较慢的问题。

但此种纤维因具有良好的生物可分解性，若在使用过程中有部份材料被分解时，即会造成整体结构的破坏和崩解，致使其吸水性降低。另一方面，当其部份材料分解时，便可能形成寡肽或氨基酸单体。然而，此等物质为微生物的营养源，易导致微生物的滋生。若将此种纤维用于与人体接触，甚至制成敷材应用于医疗照护上，极可能造成人体受到微生物的感染。为避免此种危害的发生，尚需赋予此种纤维足够的抗菌能力。

纤维的抗菌处理方法，本领域熟知的一般是在纤维上结合有机或无机的抗菌材料。其中，无机抗菌材料通常为含有金属离子(例如，Ag⁺、Zn²⁺)的载体，或是纳米金属粒子(例如，纳米银粒子)。此等无机抗菌材料借由释放这些粒子或离子，使其与微生物的细胞蛋白结合，致使细菌失去活性而达到抗菌的功效，且其抗菌效果通常较为长效。但无机抗菌材料，其处理在纤维上的制备过程繁复且昂贵(可由美国第6,333,093号、第6,451,003号及第6,267,782号专利知悉)，亦存在细胞毒性和释放速率低等问题，致使其整体抗菌效果受到局限。另外，有机抗菌材料方面，本领域熟知的常用四级铵盐作为纤维的消毒剂和抗菌剂，其亦具有抗菌效果持久的优点，但其却有热稳定性差且不能使用在塑料或纤维纺丝的加工上，因此应用上仍有其限制。

另外，近年来有一种较新兴的有机抗菌材料为卤胺化合物，它是包含卤胺官能团N-X(X可为Cl、Br或I)的化合物。该类化合物中的N-X官能团，在微生物存在下，在水中受水分子的作用下会缓慢解离，而释放出具有氧化作用的卤素离子，同时此化合物中的N-X官能团则会被还原成为N-H官能团。此被游离释放出具有氧化作用的卤素离子，可以杀死细菌、霉菌等微生物，抗菌效果良好且长效。且此类卤胺化合物相当稳定，不易产生卤碳化合物(halogenated hydrocarbons)，具有良好的生物兼容性。卤胺化合物一般是用作为纺织添加剂，以浸泡或涂布方式进行纤维的后加工处理，使卤胺化合物固着于纤维上，进而使纤维达到抗菌的功效。通常此种卤胺化合物需进行特别的设计，赋予其特殊的官能团，使其可与纤维形成共价键结。但上述方式并非适用于每一种纤维材料，在前述中国发明专利申请第200910137040.X号中所揭示的高吸水性的聚谷氨酸纤维上亦不适用。

因此，开发一种具高吸水性且生物可分解性的抗菌纤维是有其必要的。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种具高吸水性且具抗菌性的纤维。