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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇医疗器材市场研究范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
二、进出口公司:
自营和各类商品和技术的进出,但国家限定公司经营或禁止进出口的商品和技术除外。
三、科 技 类:
计算机技术咨询服务、网络科技、网络技术、通讯工程、网络工程、电子计算机与电子技术信息、生物与医药、化工新材料、光机电一体化、航天海洋与现代运输装备、能源与环保、民用核能技术、传统产业中的高科技运用。
四、商贸销售类:
日用百货、针纺织品、服装鞋帽、服装服饰、装饰品、工艺礼品玉器、玩具、花木、保健用品、文体用品、电脑软硬件及配件、包装材料、办公用品、文化办公用品、纸制品、纸张、化妆品、家具、木材、装潢材料、建筑材料、化工原料及产品、印刷机械、卫生洁具、陶瓷制品、皮革制品、橡塑制品、汽摩配件、压缩机及配件、制冷设备、轴承、管道配件、阀门、金属材料、电线电缆、电动工具、机电设备、仪器仪表、健身器材、照相器材、电讯器材、通讯器材、音响器材、音响设备、电子产品、五金交电、医疗器械、珠宝首饰、汽车等。化工产品 ( 除危险品 ) 、粮油制品、水产品、调味品、干鲜果品、保健食品、酒 ( 零售 ) 、油 ( 零售 ) 、包装食品、针纺织品、日用百货、橡胶制品、塑料制品、玻璃仪器、玻璃制品净化产品、环保材料、环保设备、椰子油、棕榈油、电气设备、包装材料音响设备、阀门管道设备化妆品、厨房设备、纺机配件、标准件、汽配专用轴承及紧固件、工矿机电、陶瓷洁具、瓷制品、瓷砖、防水堵漏材料、彩钢板、铝型材料、灯具,珠宝玉器、自动门、石材、鲜花、船舶配件、船舶用品、水泵阀门、压缩机及配件、印刷机械、汽车保洁用品、电梯配件、床上用品、水性涂料、电力热器、强磁化器、电子系统设备、工艺美术品 ( 除金 ) 、泠排水产品、气球、餐厅设备羊毛衫、速冻食品、墙壁开关、绘图仪器件、电子原器件、酒店配套用品、工程机械配件设备、棉纺织品、酒店宾馆用品、皮革制品、玩具、服装鞋帽、钟表眼镜及配件、花木盆景、纸制品、文教办公用品、照相器材、体育用品、家具、五金交电、建筑五金、水暖器材、冷设备、家用电器、食品添加剂、电脑及配件、钛白粉、铜金粉、闪光片、胶浆、工艺品 ( 除金银 ) 、金属材料 ( 除专控 ) 、普通机械、汽摩配件、电子产品、通信设备 ( 除专控 ) 、电讯器材 ( 除专控 ) 、机械模具、通用零部件、木材、钢材、建筑材料、电光源产品、照明设备、木制品、不锈钢制品、矿产品 ( 除专控 ) 、仪器仪表、计量衡器具、成品饮料、扫描设备、电线电缆、健身运动器材、花卉、轴承及配件、医疗器材 ( 需经营许可证 ) 、庞物用品、 IP 卡、空白智能卡等。
五、食 品 类:
粮油制品、速冻小包装食品、奶制品、土特产、南北货、糖果糕点、饮料、日用香料、调味剂、保健食品、罐头食品、米面制品、植物油、茶叶、水产品、农副产品、食品添加剂。
针对人们对健康保障越来越高的要求,不免提出这样的问题,维持身体健康一定得要仰赖医生吗?而答案也正在逐步显现,随着科技进步,医疗行为正从医院走出,转而进入互联网家庭,让现代人的就医习惯和医疗设备市场面临巨大转变。
根据市场研究机构Databeans预测,至2011年全球医疗电子用半导体产值将超过40亿美元,以家用市场成长速度最快,平均年成长率高达12%。另一研究机构BCCResearch的最新调查报告也指出,全球家用医疗设备市场规模将从2007年的146亿美元,至2012年时增加到204亿美元,年均复合增长率(cAGR)将达到6.8%。辅助复健、治疗设备、监视/传感器与遥测设备等,成为家用电子医疗市场的大头,仅以血糖测量仪来看在2007年就有70亿美元商机,而到了2012年将成长到89亿美元;而有益健康的家用医疗设备,预估更将大举成长25%。
全球医疗电子市场的热闹,受到以下趋势影响:(1)人口老龄化;(2)发达国家和发展中国家的人们对于增进健康照顾的期望持续增加;(3)保险公司和雇主在医疗开销的支付和保险范围逐渐消减,但受保人或病患需缴纳的费用却日益增加;(4)日新月异的科技可针对许多症状较轻微的疾病,给予早期分析、预防与治疗。
其中,人口老龄化是推动家用医疗电子发展的主力之一,也是全世界各国都面临的问题。根据联合国报告指出,公元2000年全球老年人口达6亿人,预估至2050年将增至20亿,老年人口比例将高达21%。人口数最多的中国,同样也将拥有最多的老年人口。根据国家统计局的数据显示,2007年65岁及以上人口占全国总人口的比重达到8.1%,估计到2025年,老年人口将从现在的1亿4千6百万,增加到2亿9千万人。
BCC分析报告也指出,若以区域性来看家用医疗电子市场的销售额百分比,美国与加拿大目前是最大、也是成长最快的市场,占有全球市场的34.2%;而药品和医疗器械产品在其医药总产值中各占一半的欧盟占28.9%;包含中国在内的其它二十个发展中国家,则占市场比例的22.8%。
从生病了才看医生的治疗,到疾病的预防,在电子科技的推波助澜之下,保健医学将是未来的显学。不但大型的医院用治疗仪也逐渐朝便携式、经济型家用康复治疗器的方向发展,例如,全自动体外电击器、生育监测仪等;每个家庭也会将家庭医疗与保健视为必要的投资,选购家用医疗电子设备就像选购电视与冰箱等家电般平常。
医疗电子发展提出高标准严要求
上面一系列的数据显示,家用便携式医疗电子设备已成为医疗事业领域的热点而备受关注,在这种强烈市场需求的推动下,吸引了越来越多国内外设计和制造厂商的目光,各种新型的技术及产品一一呈现。
整体性能的提升需要各环节的有力支撑
医疗电子设备的研发也给设计者提出了很多特殊的要求和挑战。美国国家仪器公司(NI)技术市场部工程师倪斌表示,对便携式医疗电子的要求往往是高性价比、小巧便携、准确性,同时也更关注其硬件指标的高精度、高可靠性、以及更强大的医疗分析与功能集成性。尤其对于监控设备而言,设备可靠性成为与病人生命息息相关的一部分。另外从市场角度而言,要使得设备能够及时的打入市场,更多集成的高级分析功能已也成为将来的技术热点。
MIPs科技公司战略营销经理Ian Anderton则认为,医疗设备通常要比其他大多数工业设备有更高的性能,需要在设备中整合若干复杂的功能和接口。获取自各种传感器的数据需要利用-∑转换器从模拟转换为数字,并利用数字信号处理(DsP)技术进行处理,该技术通常不用于标准的微控制器。MIPS科技的微控制器有一个包括DSP ASE的选项,它是一系列超过40个DSP中心指令,可以加速常见于医疗设备软件类型的DsP算法,包括:快速傅立叶变换(FFT)和有限(FIR)及无限(IIR)脉冲响应滤波器。
同时他还指出,医疗设备还需具备局域网和个人区域网通信等类似于其他工业设备的能力。这些配置中的任何一个都需要具备存储器管理能力的高性能32位处理器,以实现网络的高数据传输率,支持用于这类环境的RTOs(实时操作系统)。在网络上传输的数据越敏感,就越需要具有嵌入数据安全保护功能的MCU。作为4K内核系列一部分的MIPS32 4KSd内核,可以通过一个叫做smartMIPS的特定应用扩展(AsE)提供这种保护能力。它增加了用于算法的密码加速,例如RSA、Ecc、DES和AEs。SmartMIPS还包括一个安全存储管理单元(MMu),它可以加扰高速缓存接口,进一步提高所提供的保护等级。增加smartMIPS扩展只增加了不到10%的内核尺寸,却可以利用软件唯一的实现方法实现高达10倍的性能。
德州仪器(TI)公司亚太区高效能模拟产品市场开发经理陈炳文也表示对这一领域的关注,他提出,在网络方面,无线通信技术对医疗电子产品有较大贡献,比如蓝牙技术、WiFi技术以及Zigbee技术等都在医疗电子产品中扮演着重要的角色。在此方面,TI支持范围广泛的无线协议,蓝牙、WLAN、ZigBee等。其推出的AFE58xx系列面向便携式超声波设备的新型模拟前端(AFE)。这个系列的首款器件AFE5805带给超声波设备极为清晰的影响效果。2007年7月,TI又了该系列的第二款产品一AFE5804,实现了在便携式超声波应用中的低功耗。AFE医疗超声波系列产品的最新成员是TI在2007年10月推出的业界首款16N道AFE5851与8道5gAVE5801产品,它们在电源效率与封装面积方面实现了革命性的突破,使手持式超声波系统产品能放到医生的口袋里面。
低功耗要求始终是关注的重点
医疗电子设备的改善与相应电子技术的提高息息相关,创新的半导体产品与贴合市场需求的解决方案才能让我们看到更多更好的设备。对便携式医疗设备来说,除高 可靠性外,更重要的因素就是低功耗。低功耗除了可延迟电池设备使用寿命、减轻它的重量和体积外,还有另外一个好处:因为一般低功耗需要用的电流和电压较低,所以其产生的EMI也相应比较小,那么对其他设备的干扰也就相应要更小。相信这也是意欲进入便携式医疗电子设备市场的各大厂商格外关注的技术指标。
MIPS公司的Ian Anderton表示,为了用最低的工作频率实现较高的性能等级,MIPs科技用于Mcu市场的处理器采用了非常有效的微架构,它构建了一个5段或8段流水线,可以实现高于1.5DMIPS/MHz的性能水平。同时通过不断提高电源效率降低电源供应成本,从而延长电池驱动系统的运行时间。
ADI公司市场部经理陆磊则提到,家用医疗电子设备对系统及各主要单元的要求通常包括低功耗、高性能、高集成度以及丰富的外设和接口。而ADI Blackfin处理器可支持动态电源管理和很低的待机功耗,能够提供较高的单位功耗运算能力,非常适合家用医疗设备要求,同时满足低功耗和高性能的要求。
在实现低功耗方面,更有多家半导体厂商提出了基于本身产品架构的旨在提高能源效率的特色品牌,包括美国国家半导体公司的PowerWise品牌,IBM和Freeseale大力推动的Power Architecture品牌等等。这些品牌正在逐渐扩展,其倡导的绿色节能概念已经不仅仅局限于自身产品的研发生产,而是已经渗透到从单芯片设计到系统开发的每个环节,作为一种设计理念被更多的芯片生产商以及系统应用商接纳和采用,在便携式家用医疗设备领域亦是如此。
辅助设计工具的采用将大大节省设计时间提高设计效率
可以说,因为和人体的健康、生命息息相关,无论是便携式医疗设备还是远程监控设备,从局部设计到整体性能的保证都有极高的要求。相关电子厂商要争得属于自己的那一块蛋糕,一方面要从提高自身产品的可靠性和高性能入手,另一方面也要不断缩短产品设计周期,以抢占市场先机。为实现这一目标,一些先进的功能强大的设计工具便成为设计工程师提高设计效率的不二之选。
Actel公司产品市场拓展高级经理Hezi Saar就表示,标准FPGA可为医疗电子市场带来重要的优势:快速上市和灵活性。对于家庭测试、监控和诊断应用的医疗电子设备而言,Actel的单芯片混合信号Fusion FPGA提供了前所未有的高集成度,能够实现家用测试和监控设备的系统、功率和热管理一从系统掉电/上电功能到数据记录和温度感测。由于家用医疗设备需要低功耗和延长电池寿命,具有超低功耗Flash Freeze模式和功能丰富的Actel 5μW IGLOO FPGA便能为设计人员提供低至竞争可编程解决方案1/1700的功耗。在胰岛素泵中,超低功耗IGLOO FPGA可以将额外的黏胶逻辑和多功能―从人机接口(HMI)、显示、存储和通信控制以至微控制器功能一引进于单一封装中,从而节省材料清单、电路板面积、功耗和成本;而在成像应用方面,虽然一些医疗设备仍然使用墙壁电源,便携式趋势正对超便携式超声波成像系统造成重大影响,因此,这些应用不仅需要延长电池寿命,还需要大功率计算和高效的存储器存取。由于低功耗、可靠性和小型封装对便携式成像应用日益重要,超低功耗IGLOO FPGA已获选在下一代便携式成像设备中,用来处理设备的功率和重置管理功能,提供节能和延长电池寿命的优势。而且,FPGA产品还可提供耐辐射功能。
而NI的倪斌则认为,LabVIEW技术与NI的硬件平台可以简化这类FPGA应用的开发,加快开发流程与速度。通过LabVIEW的图形化编程方式,可以直接对FPGA进行编程而无需额外的工具和语言的要求,LabVIEw能自行将图形化代码编译并下载到FPGA中,同时NI集成FPGA的硬件开发平台,如CompactRIO,结合了IO电路、实时控制器,并兼容任意的NIC系列模块,帮助工程师实现快速开发复杂的医疗设备。
可以看到,无论是采用哪种设计工具,工程师都可借助其中庞大的工具库和强大的软件处理功能,为设计节省更多的时间,专注于更高性能的实现,从而高效地推出更有竞争力的产品。
国内医疗电子产业任重道远
作为21世纪最具潜力的明星产业之一,医疗电子产业得到越来越多的半导体厂商的关注和参与,而中国作为世界最大的消费市场无疑会成为众商家的必争之地,在这个巨大利益的分配中,国内的医疗电子产业又是怎样一种状况,面对众多国际知名厂商的冲击,它们是否能突围而出走出一条自己的特色之路呢?
NI公司的倪斌表示,目前医疗电子设备的竞争异常激烈,相对国外厂商手握高尖端技术不同,国内设备就技术含量而言相对较低,而国内厂商的优势在于快速定位开发方向以及及时降低开发成本。面对国内这个日益增长的医疗市场,如果不能通过快速的、有针对性及创新性的开发应用医疗系统,并及时抢占市场的话,则会在未来林立起更多的竞争对手,从而更难以在市场上生存。所以,对于国内医疗电子的开发而言,首先需要能在市场中找到适合自身企业的机会与产品定位,一味专注于低技术含量产品的价格战,不如高屋建瓴的通过增加产品附加值来提高利润。接下来,快速的开发流程是必须要具备的,只有高效率的原型化并产品化,才能快速将产品推向市场,同时根据市场反馈或产品反馈,设计人员需要及时改善设计及产品性能从而满足变化的市场要求。最终,通过自身的努力为民族产业在高精尖的医疗电子领域争取一席之地。
对此,TI公司的陈炳文的观点是,在中国市场,目前医疗电子产品主要还是偏重于大型的医疗器械生产。未来,医疗设备也将向数字化方向发展,并且要求诊断结果越来越精确。同时,一些厂商也已经注意到为了便于随时关注、监测身体状况,个人或家庭化医疗产品正在迅速发展,例如家用血糖仪、血压计等各种检测和监测设备。现在,个人保健医疗用品正朝着多功能化方向发展,并必将成为未来市场新宠。中国医疗电子产品的市场优势在于其庞大的内需。由于中国人口老龄化的趋势愈演愈烈,政府在这方面的投入随之增加,使医疗电子产品有更大的市场。但是,为了保持竞争优势,就更要求医疗电子厂商在保证其设备质量的基础上对设备功能进行优化、提升。
总体上,国内医疗电子产业的发展仍滞后于很多发达国家,相关的医疗电子企业在技术革新和适应市场变化的能力上尚待提高。尤其在当前产业热点已经转向拥有庞大市场空间的家用便携式医疗电子设备时,怎样快速捕捉到国内市场的 特殊需求并迅速做出反应,加大新品开发力度,加快产品研发速度,同时不断提升产品安全性、可靠性等质量保证,应该是众多国内医疗电子厂商思考和解决的重点。
向随时随地的健康保障推进
根据专业研究机构Databeans最新的报告内容,2007年医疗半导体市场由Toshiba、意法半导体与德州仪器等大厂所独占。然而随着更多新兴需求的增加,越来越多其它供货商正逐渐分食这块市场大蛋糕。由于产品设计对于更小尺寸、更低功耗与更高速度的要求提高,因此传感器、电源芯片、数据转换器等成为医疗电子需求最大的半导体器件,而信号调节和处理、接口以及无线技术等则成为最看好的新兴产品领域。
诊断与治疗为医疗电子现阶段最主要的应用范畴,不过,快速成长的家用医疗电子市场才是半导体供货商最看好的商机焦点。尤其在发展中国家市场,家用医疗设备成长更为快速,人们花费在医疗上的开支也节节高升。然而,传统的医疗基础设施不能完全满足现有需求,而建设与医疗成本皆高昂,人力资源也不一定足够,因此有市场分析师认为,家用医疗电子设备可能如手机般,以跳跃式的成长,在短期间内获得实现。
中图分类号:TS176.4 文献标志码:A
Development and Application of Medical Nonwovens
Abstract: The paper introduced the classification and development of medical nonwovens and analyzed the shielding mechanism and properties of SMS nonwovens for medical use. Particularly, it discussed the application of polypropylene in nonwovens and the methods for functional modification of polypropylene and also anticipated the application prospects of functional polypropylene in medical SMS composite nonwovens.
Key words: medical nonwovens; SMS composite nonwoven fabric; functional masterbatch; polypropylene; modification
近年来,美国、欧洲、日本等发达国家和地区对一次性非织造医用产品的使用量一直呈现稳步增长的态势,与此同时,一些高技术含量的产品如人造血管、人造皮肤等受到热烈追捧。根据市场研究公司Global Industry Analysts(GIA)的预测,到2017年,全球医用非织造布的市场需求将达209亿美元,用即弃产品将保持旺盛的市场需求。
自2003年“非典”以来,我国医疗用防护材料市场得到快速发展,按照基本功能可大致分为重复使用型和用即弃型两种,前者多为传统纺织产品,后者一般指非织造布。传统棉质产品经反复使用、洗涤、消毒后强度会大幅降低,且在反复洗涤25次后,其对微生物和血液的阻抗性会急剧减弱,导致病人感染的机率增加,同时也不利于医护人员的健康。
与传统的机织材料相比,非织造医用材料具有技术先进、安全可靠、净化手术环境、经济性更佳等优势。比如,水刺产品及纺粘产品的各项性能均优于传统棉织物,一方面与产品原料的选择有关,另一方面与产品的生产工艺相关。
1 医用非织造布的分类及其特点
医用非织造布按照用途可分为防护型医用产品和功能性医用产品,其中防护型产品是指非直接治疗的用品,而主要用于改善治区域的卫生环境、防止细菌穿透引起间接传染和病毒交叉感染,提高治疗效果。该类产品主要包括手术衣帽、口罩、帷幕、床单、罩布等。功能性医用品是指直接用于患者身上进行治疗的用品,包括用于伤口的医用品、植入人体的医用品、医用过滤材料、保健品等。
医用非织造布根据生产工艺划分主要包括水刺非织造布、纺粘非织造市、闪蒸非织造布、SMS复合材料等。其中用于制作手术衣和手术罩布的主要为水刺非织造布、纺粘非织造布、湿法非织造布和SMS复合非织造布。其中水刺法非织造布的手感最接近传统纺织产品,穿着舒适,湿法非织造布在价格上优势明显,SMS非织造布具有优良的过滤性、吸附性、阻隔性,强力高,耐久性好。目前,医院的消毒包布主要采用SMS非织造布,其中的熔喷超细纤维防护层具有大量的微孔,可让消毒蒸汽进出包装袋,且其对0.3 μm微粒子的过滤效率应可达80% ~ 90%。
2 医用材料的性能要求
目前,国际上针对医用防护品的标准通常以美国的NIOSH标准和欧盟的CEN标准为主。美国国家防火协会制定了美国的医用防护服标准NFPA 1999,规定了提供阻隔血液和体液的最低防护标准。美国的医疗器械促进协会制定了医用手术衣和防护服的阻隔性能和分类标准PB 70:2003,并对防护等级进行了明确规定。
我国医用防护品现阶段执行的仍为医药行业标准YY/T 0506.2 ― 2009《病人、医护人员和器械用手术单、手术衣和洁净服》和国家标准GB19082 ― 2009《医用一次性防护服技术要求》,对医用防护服的防水性、透湿性、阻隔性、舒适性、抗静电性等性能做了明确的规定。
2.1 阻隔性
医用防护材料应具有很好的阻隔性能,防止液体和微生物颗粒对人体的侵入,才能使医护人员免受病毒的感染,从而降低病人二次感染的概率。我国对医用防护服的评价主要从防水性、防酒精性、防合成血液穿透以及沾水等级等方面进行;欧洲主要对材料进行过滤效率和液体阻隔性能测试;美国将液体阻隔能力划分成 4 级来评价,其中对SMS非织造布进行评价,可以达到 1 ~ 3 级的要求。
2.2 抗静电性
在进行手术时,会使用到许多医疗器械,防止或减少防护服与人体本身及医疗器材之间的静电效应也是现阶段需要关注的问题。我国GB 19082 ― 2009规定了防护服的带电量应不大于0.6 μC,电荷密度不大于 7 μC/m2。
2.3 力学性能
医疗防护产品的力学性能也是非常重要的指标。保证材料的拉伸、顶破及撕破强力,可以避免在手术实施过程中,因材料的强度不够而发生断裂破裂现象,降低病人伤口和医护人员直接暴露于外界坏境的概率,减少被病毒及微生物侵入的概率。我国在医用一次性防护服技术要求(GB 19082― 2009)中明确规定防护服断裂强力应不小于20 N,在GB/T 3923.1 ― 1997标准中规定断裂伸长率不应小于30%。
2.4 舒适性
随着防护阻隔性能的提高,医护人员对手术衣和防护服的舒适性也有了更高的要求。我国GB 19082 ― 2009要求防护服的透湿量应不小于2 500 g/( m2?24 h)(用透湿杯法测定)。然而我国并未对防护服柔软度做出规定,美国ASTM D 1388-96则规定了柔软度的测试方法,且要求防护服的弯曲长度应小于 3 cm。根据几项性能指标的标准,可以发现阻隔性和舒适性之间存在着一定的矛盾,采用覆膜材料可以达到很好的防护效果,但会使人感到闷热。SMS由于是纺粘材料和熔喷材料复合而成,具熔喷材料优异阻隔性能的同时,还具有纺粘材料良好的强力和透湿性。
3 医用SMS非织造布
3.1 SMS非织造布的生产工艺
纺粘非织造布由连续长丝组成,产品强度高,单过滤性、吸附性较差,而熔喷非织造布由超纤组成,具有良好的阻隔过滤以及吸附性能,但纤维强度低,单独使用效果差,将纺粘非织造产品与单层或多层熔喷产品复合,充分利用这两者的优势,纺粘层使产品增加了纵横向强力,而超细纤维的熔喷层又大大提高了产品的外观均匀性和抗水性,弥补了纺粘层均匀性较差、熔喷布强度较低等不足。近几年又发展了更多模头的复合技术,如SMMS、SMMMS、SSMMMSS等,形成了多层的复合,在提高产量的同时改善了产品质量。
3.2 医用SMS非织造布的结构及应用
对于SMS非织造材料来说,其表层(纺粘层)决定了手感,其内层(熔喷层)提高屏蔽、过滤特性。因此,发展一种由多种细度纤维组成的SMS非织造材料,是提高SMS非织造材料舒适性、柔软性和高屏蔽性的核心,也是进一步提高我国医用非织造布生产行业竞争力的关键。
SMS产品有薄型、中厚型以及厚型产品之分,根据产品的厚度不同其应用领域也不尽相同。通常,中厚型的SMS产品适用于医疗领域,可用于加工外科手术服、手术包布、手术罩布、膏药贴等,也适于制作工作服、防护服等。过去这类产品一直采用水刺产品,但与SMS产品对比,其阻隔能力较差,抗静水压能力也不够理想,经过“三抗”和抗静电处理的SMS产品,在医疗防护用品材料中表现突出,因而逐渐得到广泛应用。
3.3 纺粘/熔喷复合非织造布的屏蔽机理
现有的研究表明,SMS型非织造布的屏蔽特性主要有M层(熔喷层)提供,因此针对SMS非织造布屏蔽机理的研究将首先针对M层对细小颗粒物的拦截及对流体传输特性进行分析。熔喷层的数量对SMS型复合非织造材料的屏蔽阻隔性能有重要影响。对不同层数相同克重的SMS型复合材料进行基本性能测试,可以发现,在相同克重下,层数越多,产品的均匀性越好,透气量减小,静水压值变大(表 1)。考虑其屏蔽性能,熔喷头越多,喂入相同重量的原料时,分给每个喷头的减少,在同样的工艺参数下拉伸出来的纤维变细,隙率减少,屏蔽性能提高。
4 医用SMS非织造布原料的开发
医疗卫生产品品种繁多,目前市面上一次性产品多采用非织造工艺制得,这些产品根据制作工艺和所需具备的基本性能要求,在原料选取上有所差异。一般手术衣的表层多采用以聚丙烯(PP)和聚酯为原料的SMS产品,擦拭布及绷带这类产品一般采用以粘胶和棉为原料的水刺非织造产品。
4.1 功能性PP材料
目前在SMS产品中,用得最多的原料仍为PP。其中手术服一般以PP切片为原料,采用熔融纺丝制得非织造产品。
为研发具有屏蔽、柔软、保健等特殊功能的医疗用品,可在制备聚合物切片时加入具有特殊功能的物质。如聚合物切片加工过程中添加功能性母粒,使产品具有保温、保健、抗菌、除臭等功能,更适用于医疗卫生等方面。
4.2 PP改性工艺
PP改性一般有物理改性和化学改性两种。物理改性是指通过增强、填充、共混等方法加入其他物质,使其具有新的功能;化学改性指通过接枝、共聚、交等方式,改变PP的内部分子结构从而达到改变性能的目的。从SMS非织造产品的生产工艺上来说,对PP进行物理改性赋予其功能性的方法非常适合工业化生产。
对PP切片进行功能改性要考虑其熔点、软化点以及玻璃化转变温度,而且要分析其流变性能。在聚合物熔融过程中,温度升高、熔体流动速率增大,熔体剪切粘度减小,聚合物熔体所受的剪切应力减小,从而使纤维直径减小。一般在制备功能性切片时会添加降低聚合物熔融温度的物质,使纤维直径、不匀率和结晶度有所降低,同时能使纺丝温度降低20 ~ 30 ℃。
根据最终产品的要求添加不同种类的功能性母粒。功能性母粒的原料一般有树脂载体、分散助剂以及功能性添加剂。原料在高速混合机下充分均匀地混合,经螺杆挤出机挤出,冷却、切片、制粒得到功能性母粒。
(1)负离子母粒
SMS非织造材料作为医用产品使用时,若赋予材料抗病、抑菌的功能,将会提高产品的市场竞争力。负离子材料有除尘、净化空气、抑菌等功能,可促进新陈代谢。目前主要通过高压电产生电离,使空气产生负离子;或利用天然矿物质产品,经提炼加工制成负离子母粒。添加了负离子母粒的产品可赋予制品释放负离子的功能,负离子释放量大,有益人体健康(可按照4% ~ 5%添加到普通母粒中,均匀搅拌)。
(2)色母粒
目前常见的SMS非织造产品都带有不同的颜色,据此可以看出SMS产品的梯度分布。与此同时,现在很多手术服也不再是单一沉闷的颜色。生产有颜色的SMS产品一般在纺粘或熔喷工艺中添加色母粒,添加量通常不超过5%。添加色母粒是获得高质量树脂着色制品的常用方法,而色母粒和树脂基体流变性能的一致性直接关系到切片的品质。本文对 3 个不同厂家生产的色母粒进行了流变性能测试,结果如图 1 所示。从中可以看出,色母粒产品的剪切粘度在 5 ~ 6 Pa?s之间,选择混合使用的PP基材时应考虑其剪切粘度,使色母粒更加完美地混合其中。
(3)抗菌防臭母粒
医用口罩、伤口敷料、手术罩布等在使用前都应该阻止和抑制微生物的生长,避免医护人员和病人受到病毒感染;使用之后,也应注意防臭处理,避免污染大气环境。因此,在对SMS医用产品进行功能改性时可加入抗菌防臭母粒。抗菌母粒中,纳米银系抗菌防臭母粒具有较高的安全性、广谱高效的抗菌性和优异的耐洗涤性。目前有机抗菌防臭母粒品种主要有丙纶抗菌防臭母粒、涤纶抗菌防臭母粒和锦纶抗菌防臭母粒。
(4)柔软母粒
现阶段,消费者对非织造产品的手感及穿着舒适性有了更高的要求,柔软处理的方法有多种,包括机械法和物理法,其中添加柔软母粒需从聚合物原料入手。聚合物的柔软处理一般是在制备母粒的过程中添加增塑剂。
5 结束语
现阶段我国医疗机构使用的一次性防护用纺织品存在比例低、品质不高等问题,容易造成术后感染、交叉感染和重复感染。加大一次性医用产品的开发和应用,可以大幅提高我国的医疗防护水平,同时也能够节约大量的医疗资源。可降解、复合化、功能化、微创化、智能化是国际上医用产品的发展方向。SMS非织造产品独特的性能使其在医疗卫生行业快速发展,有逐步取代传统医用防护产品的趋势,而将SMS产品功能化、柔软舒适化、纤维超细化是目前行业发展的重要方向。从原料改性入手,进一步优化工艺参数,将极大地推动SMS非织造医用产品的发展与应用。
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