一种便携式纳米抗菌洗手凝珠及其制备方法、使用方法与应用
阅读说明：本技术 一种便携式纳米抗菌洗手凝珠及其制备方法、使用方法与应用 (Portable nano antibacterial hand washing gel bead and preparation method, use method and application thereof ) 是由 王小英 唐淑玮 吴正国 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种便携式纳米抗菌洗手凝珠及其制备方法、使用方法与应用。本发明以纤维素衍生物为水溶性膜材料,涂覆超疏水涂层作为内侧,构建便携式纳米抗菌洗手凝珠外包装；内置抗菌洗手凝露,以水为溶剂,以天然抗菌多糖为主要原材料,插层食品级粘土,并添加甘油等护肤成分,最终制备易携带、无水也可使用的便携式抗菌洗手凝珠。本发明制备的洗手凝珠以生物质为原材料,安全可降解；尺寸小,便于携带；一次性使用,有效避免接触染菌；无水条件下可用,适用于外出工作、旅游以及军队作战训练等多种场合；含有天然抗菌剂,有效杀菌消毒,降低人们通过双手染菌致病的风险,为切断病菌的传播提供有效途径,符合现阶段皮肤清洁产品的要求。(The invention discloses a portable nano antibacterial hand washing gel bead as well as a preparation method, a use method and application thereof. The invention takes cellulose derivatives as water-soluble film materials, and coats a super-hydrophobic coating as the inner side to construct the portable nano antibacterial hand washing gel bead outer package; the antibacterial hand washing gel is internally provided with antibacterial hand washing gel, water is used as a solvent, natural antibacterial polysaccharide is used as a main raw material, food-grade clay is intercalated, and skin care ingredients such as glycerin and the like are added to finally prepare the portable antibacterial hand washing gel bead which is easy to carry, anhydrous and also can be used. The hand washing gel bead prepared by the invention takes biomass as a raw material, and is safe and degradable; the size is small, and the carrying is convenient; the disposable sterilization device is disposable, so that the contact with contaminated bacteria is effectively avoided; can be used under the waterless condition and is suitable for various occasions such as outwork, travel, military combat training and the like; the hand sanitizer contains natural antibacterial agents, effectively sterilizes and disinfects, reduces the risk of people to cause diseases by infecting hands with bacteria, provides an effective way for cutting off the propagation of the bacteria, and meets the requirements of skin cleaning products at the present stage.)
技术领域
本发明属于公共卫生与健康领域，具体涉及一种便携式纳米抗菌洗手凝珠及其制备方法、使用方法与应用。
背景技术
后疫情时代，人们逐渐认识到双手清洁的重要性，市面上出现多种清洁双手的产品，如洗手液、肥皂、湿巾等。然而这些产品一般尺寸较大不便携带，且必须在有水条件下使用。在使用过程中存在接触交叉感染等问题，还有些产品无杀菌作用，不能满足日常外出、旅游以及军队作战训练中的便携、杀菌清洁的要求。另外大部分杀菌洗手液、消毒湿巾的杀菌成分是75％酒精，对皮肤有很大刺激作用，长时间使用会导致皮肤干燥、皲裂等问题，而且酒精制品在存储和运输过程中易引起火灾等危险。因此，开发一种适用于日常外出、旅游以及军队作战训练的可随身携带、安全、免洗、杀菌效果优异的洗手产品，是降低人们感染致病菌风险的有效途径。
受洗衣凝珠启发，洗手凝珠形似珠子，尺寸小，便于携带。目前出现的抗菌洗手凝珠普遍采用银离子作为抗菌剂，易造成累积毒性，且不可免洗，使用不便(黄仁华,黄焕婷,黄奕豪.一种洗手凝珠及其制备方法[P].湖南省：CN111671671A,2020-09-18.)，因此开发便携、可免洗且对人体安全无毒的抗菌洗手凝珠具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种日常清洁用洗手凝珠，具体为具有易于携带、无需水洗、高抗菌活性的便携式纳米抗菌洗手凝珠。
本发明的目的还在于提供所述的一种便携式纳米抗菌洗手凝珠的制备方法。羟丙基甲基纤维素来源天然，安全无毒，具有优异的水溶性及成膜性，是洗手凝珠的潜在膜材料；但是，内置凝露含水，直接用外膜包覆会使其溶解。因此，有必要在外膜内部涂覆超疏水层以防止外膜与内部水分接触。羧甲基壳聚糖季铵盐是一种两性高分子，具有优异的抗菌性、吸湿保湿性和抗氧化性，可作为凝珠的有效抗菌剂。双手的清洁除了杀菌外，还应有油脂、重金属等的清洁作用。食品级粘土是一种层状黏土矿物，具有无毒、生物相容性以及优异的油脂、重金属吸附性能。利用食品级粘土插层羧甲基壳聚糖季铵盐可以获得一种抗菌性能和吸附性能更优异的洁净用纳米复合材料。
因此，本发明将羟丙基甲基纤维素为外膜材料，膜内部涂覆超疏水涂层，防止内置凝露溶解外膜；将食品级粘土插层羧甲基壳聚糖季铵盐制备具有抗菌、吸附性能的内置凝露，通过自动灌装机利用外膜包裹内置凝露成型得到便携式纳米抗菌洗手凝珠，最终获得便携式纳米抗菌洗手凝珠。日常外出、旅游以及军队户外作战训练时，用手捏破外膜，内置抗菌凝露流出，双手揉搓，无需水洗，即可起到杀菌清洁作用，大大降低人们染菌致病的风险。所用材料均为天然生物质，安全无毒，同时对环境无污染。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种便携式纳米抗菌洗手凝珠的制备方法，羟丙基甲基纤维素溶液与甘油混合后，流延法成膜，涂覆超疏水涂层作为内侧，然后将羧甲基壳聚糖季铵盐插层食品级粘土，其水溶液再与甘油混合后制备内置凝露，最后用外膜包装内置凝露，制备具有易于携带性、免洗性、抗菌性的便携式纳米抗菌洗手凝珠；具体包括如下步骤：
(1)在搅拌条件下，将羟丙基甲基纤维素溶液中加入甘油，混合均匀后，倒在基板上干燥成膜，揭膜，得纤维素膜；
(2)在步骤(1)所述纤维素膜表面均匀涂覆超疏水涂层作为内侧，构建便携式纳米抗菌洗手凝珠外膜；
(3)在搅拌条件下，向羧甲基壳聚糖季铵盐溶液中添加粘土溶液，混合均匀后，添加甘油，得到内置纳米抗菌洗手凝露；
(4)将步骤(3)中制备的洗手凝露包裹在步骤(2)所述的外膜中成型，得到便携式纳米抗菌洗手凝珠。
优选的，步骤(1)中，所述羟丙基甲基纤维素溶液的浓度为0.05-5mol/L；
优选的，步骤(1)中，所述甘油为羟丙基甲基纤维素质量的20-30％；
优选的，步骤(1)中，所述干燥成膜的温度为30-60℃；
优选的，步骤(1)中，所述基板为聚四氟乙烯板。
优选的，步骤(2)中，所述超疏水涂层的涂覆量为纤维素膜质量的5％-20％。
优选的，步骤(3)中，所述羧甲基壳聚糖季铵盐溶液的浓度为1-10mg/mL；
优选的，步骤(3)中，所述粘土溶液的浓度为0.01-1mg/mL；
优选的，步骤(3)中，所述粘土溶液与羧甲基壳聚糖季铵盐溶液的体积比为1:10-1:50。
优选的，步骤(3)中，所述粘土为食品级粘土。
优选的，步骤(3)中，所述甘油为羧甲基壳聚糖季铵盐质量的30-50％。
优选的，步骤(4)中，所述便携式纳米抗菌洗手凝珠内置的洗手凝露的体积为1-5mL。
上述的制备方法制得的便携式纳米抗菌洗手凝珠；尺寸小，便于携带；免水洗，方便使用；添加抗菌成分，有效杀菌消毒；使用的均为生物质材料，安全无毒，符合现阶段对日常清洁产品的要求。
上述的便携式纳米抗菌洗手凝珠的使用方法，用手捏破所述便携式纳米抗菌洗手凝珠的外膜，内置抗菌凝露流出，双手揉搓。
上述的便携式纳米抗菌洗手凝珠的在外出、工作旅游以及军队作战训练抗菌中应用。
本发明利用羟丙基甲基纤维素作为洗手凝珠的外膜材料，来源天然，安全无毒，具有优异的水溶性及成膜性，可有效缓解清洁产品对环境的污染；羟丙基甲基纤维素膜内测涂覆超疏水涂层，降低内置凝露因含水过多对外膜的溶解；利用具有优异的抗菌性和吸湿保湿性的羧甲基壳聚糖季铵盐作为抗菌成分，解决目前清洁产品无抗菌性能的问题；食品级粘土的插层，使内置凝露除具备杀菌性能外，还具备油脂、重金属等的清洁作用；小尺寸包装的设计赋予洗手凝珠便携性；从而获得一种具有优异抗菌、多方位清洁、便携、免洗和安全的洗手凝珠。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明采用的羟丙基甲基纤维素，来源天然，安全无毒，具有优异的水溶性及成膜性，是洗手凝珠潜在的外膜材料；
(2)本发明利用天然抗菌多糖羧甲基壳聚糖季铵盐作为抗菌剂，不仅具有优异的抗菌性能，而且安全性高，不易对人体和环境产生危害；利用食品级粘土的插层作用，使洗手凝珠还具有对油脂以及重金属等的吸附作用，达到多方位清洁的效果；小尺寸的设计，让洗手凝珠更便于携带；一定的含水量，面对无水环境时使用方便，大大降低人们染菌致病的风险。
(3)本发明的制备方法具有原料来源广、能耗低等优点；
(4)本发明的便携式纳米抗菌洗手凝珠易于携带外出，免水洗且具有良好的抗菌效果，可应用于外出工作旅游以及军队作战训练等多种场合中。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细说明，但本发明的实施及保护范围不限于此。
实施例1
便携式纳米抗菌洗手凝珠的制备，具体步骤如下：
(1)在搅拌条件下，将50mL 0.05mol/L的羟丙基甲基纤维素溶液中加入20％(以羟丙基甲基纤维素的质量计)的甘油，混合均匀后，倒在基板(聚四氟乙烯板)上30℃干燥成膜；
(2)将(1)中制备的膜揭膜，在该膜表面均匀涂覆5％的超疏水涂层(相当于羟丙基甲基纤维素膜的质量)作为内侧，构建便携式纳米抗菌洗手凝珠外包装；
(3)在搅拌条件下，向50mL 1mg/mL的羧甲基壳聚糖季铵盐溶液中添加5mL0.01mg/mL粘土溶液，混合均匀后，添加30％甘油(相当于羧甲基壳聚糖季铵盐的质量分数)，得到内置纳米抗菌洗手凝露；
(4)利用(2)中得到的纤维素外膜包裹1mL(3)中制备的洗手凝露，成型后得到便携式纳米抗菌洗手凝珠。
实施例1制备的便携式纳米抗菌洗手凝珠内置1mL洗手凝露，尺寸小，适于外出携带，一次性使用，免水洗，有效避免接触染菌致病；由于成膜材料为天然高分子材料以及天然抗菌成分、食品级粘土、一定水分的存在，使用时用手捏破外膜，内置抗菌凝露流出，双手揉搓即可，无需水洗，有效杀菌、吸附清洁的同时不会对人体以及环境造成危害。
实施例2
便携式纳米抗菌洗手凝珠的制备，具体步骤如下：
(1)在搅拌条件下，将50mL 1mol/L的羟丙基甲基纤维素溶液中加入23％(以羟丙基甲基纤维素的质量计)的甘油，混合均匀后，倒在基板(聚四氟乙烯板)上40℃干燥成膜；
(2)将(1)中制备的膜揭膜，在该膜表面均匀涂覆10％的超疏水涂层(相当于羟丙基甲基纤维素膜的质量)作为内侧，构建便携式纳米抗菌洗手凝珠外包装；
(3)在搅拌条件下，向50mL 3mg/mL的羧甲基壳聚糖季铵盐溶液中添加5mL 0.1mg/mL粘土溶液，混合均匀后，添加35％甘油(相当于羧甲基壳聚糖季铵盐的质量分数)，得到内置纳米抗菌洗手凝露；
(4)利用(2)中得到的纤维素外膜包裹2mL(3)中制备的洗手凝露，成型后得到便携式纳米抗菌洗手凝珠。
实施例2制备的便携式纳米抗菌洗手凝珠内置2mL洗手凝露，尺寸小，适于外出携带，一次性使用，免水洗，有效避免接触染菌致病；由于成膜材料为天然高分子材料以及天然抗菌成分、食品级粘土、一定水分的存在，使用时用手捏破外膜，内置抗菌凝露流出，双手揉搓即可，无需水洗，有效杀菌、吸附清洁的同时不会对人体以及环境造成危害。
实施例3
便携式纳米抗菌洗手凝珠的制备，具体步骤如下：
(1)在搅拌条件下，将50mL 3mol/L的羟丙基甲基纤维素溶液中加入27％(以羟丙基甲基纤维素的质量计)的甘油，混合均匀后，倒在基板(聚四氟乙烯板)上50℃干燥成膜；
(2)将(1)中制备的膜揭膜，在该膜表面均匀涂覆15％的超疏水涂层(相当于羟丙基甲基纤维素膜的质量)作为内侧，构建便携式纳米抗菌洗手凝珠外包装；
(3)在搅拌条件下，向50mL 7mg/mL的羧甲基壳聚糖季铵盐溶液中添加5mL 0.5mg/mL粘土溶液，混合均匀后，添加40％甘油(相当于羧甲基壳聚糖季铵盐的质量分数)，得到内置纳米抗菌洗手凝露；
(4)利用(2)中得到的纤维素外膜包裹3mL(3)中制备的洗手凝露，成型后得到便携式纳米抗菌洗手凝珠。
实施例3制备的便携式纳米抗菌洗手凝珠内置3mL洗手凝露，尺寸小，适于外出携带，一次性使用，免水洗，有效避免接触染菌致病；由于成膜材料为天然高分子材料以及天然抗菌成分、食品级粘土、一定水分的存在，使用时用手捏破外膜，内置抗菌凝露流出，双手揉搓即可，无需水洗，有效杀菌、吸附清洁的同时不会对人体以及环境造成危害。
实施例4
便携式纳米抗菌洗手凝珠的制备，具体步骤如下：
(1)在搅拌条件下，将50mL 5mol/L的羟丙基甲基纤维素溶液中加入30％(以羟丙基甲基纤维素的质量计)的甘油，混合均匀后，倒在基板(聚四氟乙烯板)上60℃干燥成膜；
(2)将(1)中制备的膜揭膜，在该膜表面均匀涂覆20％的超疏水涂层(相当于羟丙基甲基纤维素膜的质量)作为内侧，构建便携式纳米抗菌洗手凝珠外包装；
(3)在搅拌条件下，向50mL 10mg/mL的羧甲基壳聚糖季铵盐溶液中添加5mL 1mg/mL粘土溶液，混合均匀后，添加50％甘油(相当于羧甲基壳聚糖季铵盐的质量分数)，得到内置纳米抗菌洗手凝露；
(4)利用(2)中得到的纤维素外膜包裹5mL(3)中制备的洗手凝露，成型后得到便携式纳米抗菌洗手凝珠。
实施例4制备的便携式纳米抗菌洗手凝珠内置5mL洗手凝露，尺寸小，适于外出携带，一次性使用，免水洗，有效避免接触染菌致病；由于成膜材料为天然高分子材料以及天然抗菌成分、食品级粘土、一定水分的存在，使用时用手捏破外膜，内置抗菌凝露流出，双手揉搓即可，无需水洗，有效杀菌、吸附清洁的同时不会对人体以及环境造成危害。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。
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