CN113795624A - 抗微生物纤维共混物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开包括基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物纤维共混物。此类纤维共混物还包括其他纤维，诸如有机纤维、合成纤维、或其组合。还公开由此类纤维共混物形成的纱线及纺织品以及由此类纺织品形成的制品。
Description
相关申请的交叉引用
本专利合作条约专利申请要求2020年3月11日提交的名称为“AntimicrobialFiber Blends”的美国非临时专利申请号16/815,797以及2019年3月13日提交的名称为“Antimicrobial Fiber Blends”的美国临时专利申请号62/818,009的优先权，所述专利申请的内容全文以引用方式并入本文。
技术领域
所述实施方案整体涉及抗微生物纤维共混物。更具体而言，本发明实施方案涉及抗微生物纤维共混物、纱线及纺织品，包括基于脱乙酰壳多糖的纤维。
背景技术
微生物(诸如细菌及真菌)可携带在纺织品上及生长。在纺织品上生长的细菌可产生不良气味。一些纺织品包括用抗微生物粉末或涂层处理的纤维，以抑制微生物生长。此类粉末及涂层并非整合至纤维、会轻易地磨损、和/或可随时间变得较不有效(因为磨损和/或洗涤)。
发明内容
本公开整体涉及包括基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物纤维共混物。与一些金属粒子及合成抗微生物剂相比，基于脱乙酰壳多糖的纤维可对微生物纺织品提供更环境可持续性途径。例如，基于脱乙酰壳多糖的纤维可获自可再生天然来源且可为可生物降解的，如某些熟知抗微生物剂相比较，可降低其环境冲击。此外，与包括含有脱乙酰壳多糖涂层或粉末的纤维或纺织品的纱线、纺织品及制品相比，包括本文所公开的抗微生物纤维共混物的纱线、纺织品及制品可具有更耐用的抗微生物性质。
例如，本公开提供一种具有抗微生物性质的纤维共混物。该抗微生物性质可为抗菌性质，并且该抗菌性质可提供对细菌气味的抗性或减少细菌气味。该纤维共混物可包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维的混合物，其量为至少1重量％；以及有机纤维，其不同于该基于脱乙酰壳多糖的纤维。在一些实施方案中，该纤维共混物包括至少5重量％的该基于脱乙酰壳多糖的纤维。本文所述的纤维共混物具有抗微生物性质，即使具有相对小量的基于脱乙酰壳多糖的纤维，诸如小于10重量％或甚至5重量％或更少。
该有机纤维可为植物来源纤维或动物来源纤维。例如，该有机纤维可为羊毛纤维、羊绒纤维、丝纤维、棉纤维、亚麻纤维、莱赛尔(lyocell)纤维、嫘萦纤维、另一类型的基于再生纤维素的纤维或其组合。在一些实施方案中，该维共混物也可包括一种或多种合成纤维。
在一些情况中，该纤维共混物包括基于脱乙酰壳多糖的纤维、再生纤维素纤维、以及羊毛纤维。例如，该纤维共混物可包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；再生纤维素纤维，其量为50重量％至70重量％；以及羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％。该再生纤维素纤维的该量及该羊毛纤维的该量一起构成该纤维共混物的至少90重量％。该基于脱乙酰壳多糖的纤维、该再生纤维素纤维、以及该羊毛纤维可经亲密地掺合。在一些示例中，该再生纤维素纤维为莱赛尔纤维。
该基于脱乙酰壳多糖的纤维可经染色。本文中所述的经染色基于脱乙酰壳多糖的纤维一般是使用实质上保存基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物性质的程序被染色。例如，用于将该基于脱乙酰壳多糖的纤维染色的程序可使用中性或温和碱性条件及染料，诸如反应性或直接染料。该再生纤维素纤维也可经染色，并且在一些情况中，可在与该基于脱乙酰壳多糖的纤维相同的程序中被染色。该基于脱乙酰壳多糖的纤维和/或该再生纤维素纤维可以呈松散纤维形式或呈聚集纤维形式(例如，粗纱)被染色。
该羊毛纤维可经染色或可实质上不含染料。当该羊毛纤维被染色时，可在与用于将该基于脱乙酰壳多糖的纤维染色的程序分开的程序中被染色，以保存该基于脱乙酰壳多糖的纤维的该抗微生物性质。例如，用于将该羊毛纤维染色的程序可使用酸性条件及酸性染料。该羊毛纤维可以呈松散纤维形式或呈聚集纤维形式被染色(例如，作为粗纱或人纤纤维束条(top))。
当该羊毛纤维实质上不含染料时，其可未经染色且与先前经染色纤维组合。在附加情况中，在染色程序前，该羊毛纤维可与该基于脱乙酰壳多糖的纤维和该共混物的任何其他纤维组合，但是此类染色程序条件可实质上不将羊毛纤维染色。例如，可在实质上不将该羊毛纤维染色的染色程序条件(例如，染料组合物、pH)下，将包括该羊毛纤维和该基于脱乙酰壳多糖的纤维两者的粗纱、纱线、纺织品及制品染色。
本公开还提供基于本文中所述的纤维共混物的抗微生物纱线。当该羊毛纤维在与基于脱乙酰壳多糖的纤维和该再生纤维素纤维分开的程序中被染色时，该纱线可包括使用第一染料染色的基于脱乙酰壳多糖的纤维和经再生纤维素纤维，以及使用不同于该第一染料的第二染料染色的羊毛纤维。
在一些情况中，该纱线包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；再生纤维素纤维，其量为50重量％至70重量％；以及羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％。该再生纤维素纤维的该量及该羊毛纤维的该量一起构成该纱线的至少90重量％。该基于脱乙酰壳多糖的纤维、该再生纤维素纤维、以及该羊毛纤维可经亲密地掺合在该纱线中。在一些示例中，该再生纤维素纤维是莱赛尔纤维。
此外，本公开提供抗微生物纺织品及包括抗微生物纺织品的制品。包括此类抗微生物纤维共混物的纺织品及制品可具有许多的有益性质，包括抗菌、抗真菌、以及消臭性质。例如，如使用AATCC 100或JIS L 1902测试所测量，该纺织品可具有至少95％、97.5％、99％、99.5％、或99.5％的细菌减少。
在一些情况中，该纺织品包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；再生纤维素纤维，其量为50重量％至70重量％；以及羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％。该再生纤维素纤维的该量及该羊毛纤维的该量一起构成该纤维共混物的至少90重量％。该纺织品可具有至少部分由如本文所述的抗微生物纱线形成的针织或织造结构。在一些示例中，该再生纤维素纤维是莱赛尔纤维。
各种制品可受益于具有抗微生物性质，包括衣物、鞋、以及配件制品。本公开提供包括本文中所述的纺织品、纱线、和/或纤维共混物的制品。举一示例，衣物制品包括纺织品或纱线，该纺织品或纱线包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％；以及有机纤维，其不同于该基于脱乙酰壳多糖的纤维。举附加示例，衣物制品可包括纺织品，该纺织品包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；再生纤维素纤维，其量为50重量％至70重量％；以及羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％。在一些示例中，该再生纤维素纤维是莱赛尔纤维。本文中所述的制品可具有对细菌气味的抗性。
附图说明
本公开可通过下列详细说明结合随附说明书附图而轻易理解，其中相似附图标号指称相似组件。
图1示出示例性抗微生物纱线。
图2A示出图1的纱线的区段的示例细节图。
图2B示出图1的纱线的区段的附加示例细节图。
图3示出复合抗微生物纱线的示例，其中纱线的一部分被切开以示出纱线的芯。
图4示出复合抗微生物纱线的进一步示例。
图5示出形成复合抗微生物纱线的附加示例的程序。
图6示出包括抗微生物纺织品的鞋的示例。
图7示出包括抗微生物纺织品的上衣的示例。
在附图中使用交叉影线或阴影通常提供来阐明相邻组件之间的边界且还促进说明书附图的可见性。因此，交叉影线或阴影的存在或不存在皆非传达或指示针对在附图中所示出的任何组件的特定材料、材料性质、组件比例、组件尺寸、类似示出组件的共同点、或任何其他特性、属性、或性质的任何偏好或要求。
此外，应理解，在附图中提供的各种特征及组件(及其的集合及分群)的比例及尺寸(相对或绝对)以及其间呈现的边界、离距、以及位置关系，仅为了促进对本文所述的各种实施方案的理解，并且因此，可非必然按比例呈现或示出，并且不意欲指示对于所示出实施方案对与其参考的实施方案排除的任何偏好或需求。
具体实施方式
现将详细参考附图中示出的代表性实施方案。应理解，下列描述非意图将实施方案限于一个优选实施方案。相反地，所描述的实施方案旨在涵盖可包括在本公开的实质及范围内的替代例、修改例及等效例，并且如随附权利要求书所定义。
以下公开涉及抗微生物纤维共混物，其包括基于脱乙酰壳多糖的纤维作为抗微生物剂。如先前所提及，基于脱乙酰壳多糖的纤维可对微生物纺织品提供更环境可持续性途径。由于基于脱乙酰壳多糖的纤维可由丢弃的螃蟹壳、虾壳及类似者所生产，所以与用于生产熟知抗微生物剂(诸如金属粒子)的程序相比较，用于生产基于脱乙酰壳多糖的纤维的程序可具有减少的环境冲击。此外，由于基于脱乙酰壳多糖的纤维可为可生物降解，所以与处置一些熟知的抗微生物纺织品相比较，处置包括基于脱乙酰壳多糖的纤维的纺织品可具有减少的环境冲击。
最近的进展已允许生产具有高量脱乙酰壳多糖的抗微生物的基于脱乙酰壳多糖的纤维以及大部分基于脱乙酰壳多糖的结构。与现有经涂布脱乙酰壳多糖的纤维或在另一聚合物材料的基质中包括脱乙酰壳多糖粒子的纤维相比，此类基于脱乙酰壳多糖的纤维可更有效率抵抗细菌、真菌、以及其他微生物。然而，可能难以使用一些熟知的纱线纺纱技术制造并入基于脱乙酰壳多糖的纤维的纱线。此外，可能难以使用一些熟知程序将并入基于脱乙酰壳多糖的纤维的纱线染色。
在多个方面中，本公开提供适用于制造并入基于脱乙酰壳多糖的纤维的纱线的纤维共混物。本文所述的纤维共混物具有抗微生物性质，即使对于包括相对小量的基于脱乙酰壳多糖的纤维的纤维共混物，诸如小于10重量％或甚至5重量％或更少。与一些主要合成纤维共混物相比较，本文所述的纤维共混物可包括高百分比的有机纤维，并且因此可具有环境益处。此外，本文所述的纤维共混物可实质上不含金属粒子和/或合成抗微生物剂。
此类纤维共混物可组合基于脱乙酰壳多糖的纤维与另外的有机纤维，诸如植物或动物来源的纤维。例如，除了该基于脱乙酰壳多糖的纤维外，纤维共混物也可包括羊毛基纤维和/或基于纤维素的纤维。举附加示例，纤维共混物可主要包括有机纤维，但也可包括一种或多种合成纤维，以使所得纱线及纺织品的性能改质。在进一步示例中，纤维共混物主要可包括合成纤维。应了解，在本公开及权利要求书中提及的单数形式的纤维类型(例如，“基于脱乙酰壳多糖的纤维(a chitosan-based fiber)”)一般包括参照该类型的一个或多个纤维(例如，纤维共混物中的多个基于脱乙酰壳多糖的纤维)。
本公开还提供包括基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物纱线。与现有包括经涂布脱乙酰壳多糖纤维的纱线形成对比，本文所公开的抗微生物纱线可具有关于磨损及洗涤的经改善耐久性。此类抗微生物纱线可具有适用于各种纺织品中的线性密度及机械性质。
本文所公开的纤维共混物及纱线可用于形成抗微生物纺织品。包括基于脱乙酰壳多糖的纤维的纺织品的抗微生物性质可优于将施加脱乙酰壳多糖涂层至其作为精整步骤的现有纺织品。例如，本文公开的抗微生物纺织品可具有关于洗涤的经改善耐久性。此类抗微生物纺织品可具有针织、织造或非织造结构。
令人惊讶地，本文所述的纱线及纺织品可具有抗微生物性质，即使其包括相对少量的基于脱乙酰壳多糖的纤维，诸如小于10重量％或甚至5重量％或更少的基于脱乙酰壳多糖的纤维。在一些情况中，包括小于10重量％或5重量％或更少的基于脱乙酰壳多糖的纤维、再生纤维素纤维、以及羊毛纤维的纱线提供抗微生物性质给由该纱线所形成的纺织品。该纺织品也可吸湿、排汗、且具有柔软手感。一种具有抗微生物性质的纺织品的示例包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；再生纤维素纤维，其量为50重量％至70重量％；以及羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％。该再生纤维素纤维的该量及该羊毛纤维的该量一起构成该纤维共混物的至少90重量％或95重量％。在一些示例中，该再生纤维素纤维是莱赛尔纤维。该纺织品也可吸湿、排汗、且具有柔软手感。
此外，本文所述的纤维共混物、纱线及纺织品中的基于脱乙酰壳多糖的纤维可实质上在纤维共混物、纱线、或纺织品的染色之后实质上保留其抗微生物性质。发明人已发现一些染色程序(例如，熟知的羊毛酸染色程序)会劣化基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物性质。为了实质上保存与羊毛纤维掺合的基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物性质，该羊毛纤维可实质上不含染料，或可与该基于脱乙酰壳多糖的纤维分开地染色。纱线可由经染色基于脱乙酰壳多糖的纤维、经染色羊毛纤维、以及共混物中的其他纤维所形成。下文提供纤维染色程序的附加描述。
下文参考图1至图7论述这些及其他实施方案。然而，所属领域技术人员将轻易理解的是，本文中关于这些说明书附图所给定的详细说明仅为了用于图解的目的，并且不应解读为限制。
图1示意性示出示例性纱线100。纱线100是由纤维共混物110所形成且包括该纤维共混物。图2A及图2B示出纤维共混物210及220的细节图，各纤维共混物可为纤维共混物110的示例。如前文所述，纤维共混物110可适用于经由纺纱程序制成并入基于脱乙酰壳多糖的纤维的纱线，并且纱线100可以是纺纱纱线(spun yarn)。就图2A及图2B所提供的纺纱技术描述大致上适用于本文，并且为简洁起见，此处并未重复。
纱线100可包括一个或多个股(ply)。例如，多个股可经加捻在一起以获得所欲纱线厚度、线性密度、和/或机械性质。纱线100可用于通过织造或针织操作形成纺织品，并可针对特定的织造或针织操作来调整纱线性质。在一些实施方案中，纱线具有50dTex至1000dTex(100Tex)、50dTex至200dTex、100dTex至500dTex、或250dTex至1000dTex的线性密度。
在实施方案中，纱线100具有抗微生物性质，这是由于此类基于脱乙酰壳多糖的纤维的存在。例如，纱线100可具有抗菌性质、抗真菌性质、或这些的组合。如前文所述，纱线100的抗微生物性质可比包括经涂布脱乙酰壳多糖的纤维的熟知纱线的抗微生物性质更为耐用。
图2A示出纱线200的详细视图，该纱线为图1的纱线100的示例。纱线200包括纤维共混物210。如图2A所示，纤维共混物210包括两种不同类型的纤维，在此示例中，此类纤维为基于脱乙酰壳多糖的纤维212及不同于该基于脱乙酰壳多糖的纤维的纤维214。基于脱乙酰壳多糖的纤维212及纤维214可各自呈短纤(staple)形式。例如，纤维212及214可具有25mm至80mm的长度。相对于如图2A的示例所提供的不同类型纤维的描述不限于此示例，但大致上适用于本文所述的纤维共混物、纱线、以及纺织品。
图2B示出纱线201的详细视图，该纱线为图1的纱线100的附加示例。纱线201包括纤维共混物220。如在图2B中所示，纤维共混物220包括三种不同纤维，在此示例中，此类纤维为基于脱乙酰壳多糖的纤维222、纤维224及纤维226。纤维224及226各自彼此不同，并且不同于基于脱乙酰壳多糖的纤维。例如，纤维224可为再生纤维素纤维，并且纤维226可为羊毛纤维。如图2B中所示，基于脱乙酰壳多糖的纤维222及纤维224与226各自可呈短纤形式。
在一些实施方案中，该基于脱乙酰壳多糖的纤维包括至少50重量％的量的脱乙酰壳多糖和/或脱乙酰壳多糖衍生物。如前文所论述，该基于脱乙酰壳多糖的纤维的结构可主要基于脱乙酰壳多糖和/或脱乙酰壳多糖衍生物的结构。例如，基于脱乙酰壳多糖的纤维可包括至少80重量％、90重量％、或95重量％的脱乙酰壳多糖和/或脱乙酰壳多糖衍生物。如本文中所使用，脱乙酰壳多糖衍生物包括但不限于脱乙酰壳多糖的化学改质版本以及脱乙酰壳多糖与其他部分(moiety)(诸如金属离子)的络合物。
脱乙酰壳多糖是一种通过去乙酰化程序从几丁质衍生出的多糖聚合物。可使用脱乙酰壳多糖聚合物的组件来形成再生纤维。基于脱乙酰壳多糖的聚合物的分子量以及聚合程度与去乙酰化程度会影响抗微生物效果。该基于脱乙酰壳多糖的纤维一般具有1dTex至3dTex的线性密度，但在附加示例中，线性密度可大于3dTex。该基于脱乙酰壳多糖的纤维的短纤长度可为25mm至80mm或25mm至50mm。
在一些实施方案中，该基于脱乙酰壳多糖的纤维可进一步包括附加聚合物。该附加聚合物也可为有机的。例如，该基于脱乙酰壳多糖的纤维可包括基于纤维素的聚合物和/或几丁质聚合物。因为基于纤维素的聚合物及几丁质聚合物是化学上类似于脱乙酰壳多糖聚合物，所以可与脱乙酰壳多糖聚合物组合以对纤维提供所欲的机械和/或化学性质。
在一些情况中，可通过漂白、染色、和/或精整程序处理该基于脱乙酰壳多糖的纤维。这些程序可使用中性或温和碱性条件以实质上保存该基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物性质。例如，这些程序可使用7至11、大于7至11、7.5至11、8.5至11、7.5至9.5、7至8、或大于7至8的pH。使该基于脱乙酰壳多糖的纤维延长暴露于酸性条件(例如，6.5或更小的pH)会导致纤维劣化以及其抗菌特性的降低。
该基于脱乙酰壳多糖的纤维可经染色或实质上不含染料(例如，未染色)。可使用适合在中性或轻度碱性pH水平使用的染料(诸如直接或反应性染料)将基于脱乙酰壳多糖的纤维染色。基于脱乙酰壳多糖的纤维可用多种染剂来染色，此类染剂的各自衍生自染料分子且包括发色团(chromophore)(赋予颜色的原子或化学基团)。此类染剂各自还具有对于基于脱乙酰壳多糖的纤维的亲和力(替代地，直接染色)。例如，衍生自反应性染料分子的染剂可共价键合至基于脱乙酰壳多糖的纤维。作为另一示例，衍生自直接染料分子的染剂可通过氢键合和/或范德华分子间作用力而直接染色至基于脱乙酰壳多糖的纤维。
如本文中所提及，“染剂(dyeing agent)”是一种衍生自染料分子且直接染色至纺织品纤维的一种分子物理。染料类型可决定该染剂直接染色至纺织品纤维的方式。例如，反应性染料包括一种或多种可产生共价键合染剂的反应基。相比之下，酸性染料可产生离子键合染剂。在一些情况中，不同染剂可使用分析技术被识别，诸如UV-可见光显微分光测光术、拉曼光谱法、漫射反射红外傅立叶变换光谱法、质谱法、薄层层析法、高效液相层析法、以及毛细管电泳。例如，这些分析技术可用于区别不同的发色团，以识别存在于染剂中的官能基，和/或识别纺织品纤维上的染剂的化学性质。
一般而言，纤维共混物包括有效量的基于脱乙酰壳多糖的纤维。例如，该基于脱乙酰壳多糖的纤维的有效量可为纤维共混物的1重量％至15重量％、1重量％至10重量％、1重量％至小于10重量％、1重量％至5重量％、1重量％至小于5重量％、2重量％至10重量％、2重量％至小于10重量％、2重量％至5重量％、2重量％至小于5重量％、2.5重量％至7.5重量％、或5重量％至15重量％。此外，该基于脱乙酰壳多糖的纤维的量可为由纤维共混物所生产的纱线和/或纺织品的1重量％至15重量％、1重量％至10重量％、1重量％至小于10重量％、1重量％至5重量％、1重量％至小于5重量％、2重量％至10重量％、2重量％至小于10重量％、2重量％至5重量％、2重量％至小于5重量％、2.5重量％至7.5重量％、或5重量％至15重量％。
该纤维共混物可包括一种或多种附加有机纤维。此类有机纤维可为动物来源，诸如来自绵羊、山羊、蚕、以及类似者。动物来源的纤维包括但不限于羊毛、羊绒、以及丝纤维。此类有机纤维也可为植物来源，例如来自树(例如，桉树、山毛榉)、竹、棉花植物、以及类似者。植物来源的纤维包括但不限于基于纤维素的纤维(还称为纤维素纤维)，诸如棉及亚麻以及再生纤维素纤维。再生纤维素纤维包括但不限于嫘萦、黏胶、以及莱赛尔纤维。
例如，纤维共混物可包括羊毛纤维，诸如美利奴绵羊毛纤维。细羊毛纤维(诸如具有小于24微米、小于20微米、或甚至小于或等于17.5微米的中值或平均直径的纤维)可用于提供柔软“手感”给所得纺织品。例如，可使用由国际羊毛测试组织(International WoolTesting Organization,IWTO)或美国测试与材料学会(American Society for Testingand Materials,ASTM)所制定的测试方法来测定平均直径。IWTO标准包括IWTO-8-2011、IWTO-12-2012、以及IWTO-47-2013。ASTM标准包括D3991、D6466,、以及D6500。在一些实施方案中，羊毛纤维可经处理以提供附加抗微生物性质给纤维共混物。
羊毛纤维可经染色或实质上不含染料(例如，未染色)。在一些情况中，在酸性条件(例如，小于7的pH)下使用适合在这些pH水平使用的染料(诸如酸性染料)将羊毛纤维染色。因此，可使用与用于基于脱乙酰壳多糖的纤维的染料不同的染料及在不同的染色程序中来将羊毛纤维染色。用于羊毛纤维的染料可具有不同的发色团、不同的官能基(例如，导致染剂与纺织品纤维的亲和力的官能基)、或两者。经染色羊毛纤维包括多种染剂，此类染剂各自包括发色团且具有对羊毛纤维的亲和力(替代地，直接染色)。衍生自酸性染料分子的染剂可离子键合至羊毛纤维。
举附加示例，纤维共混物可包括再生纤维素纤维，诸如莱赛尔纤维。莱赛尔纤维是使用莱赛尔程序所产生的再生纤维素纤维。莱赛尔程序允许使用无毒溶剂来溶解源材料(例如，木材)，并且该溶剂可高效率再循环。莱赛尔程序也可产生比用于制造再生纤维素纤维的一些其他程序更高量值的纤维。在一些实施方案中，莱赛尔纤维具有1dTex至3dTex的线性密度。可使用标准方法测试方法(诸如ASTM测试方法或ISO测试方法(例如，ISO 1973:1995)，以判定本文所述的纤维与纱线的线性密度。
再生纤维素纤维可经染色或实质上不含染料(例如，未染色)。在一些情况中，在中性或轻度碱性条件下使用适合在这些pH水平使用的染料(诸如直接或反应性染料)将莱赛尔纤维染色。经染色再生纤维素纤维包括多种染剂，此类染剂各自包括发色团。此类染剂中的每一者具有对莱赛尔纤维的亲和力(替代地，直接染色)，并且可衍生自直接或反应性染料。可使用相同的染料及程序条件将莱赛尔纤维与基于脱乙酰壳多糖的纤维一起染色。在一些情况中，再生纤维素纤维染上反应性染料的程度大于基于脱乙酰壳多糖的纤维，使得染剂直接染色至再生纤维素纤维的密度大于染剂直接染色至基于脱乙酰壳多糖的纤维的密度。
在一些实施方案中，纤维共混物可主要包括有机纤维。基于脱乙酰壳多糖的纤维的量及其他有机纤维的量可一起构成纤维共混物或纱线的大于50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、或甚至高达100％。举一示例，基于脱乙酰壳多糖的纤维的量及羊毛纤维的量一起构成纤维共混物或纱线的大于50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、或甚至高达100％。举另一示例，基于脱乙酰壳多糖的纤维的量及再生纤维素纤维的量一起构成纤维共混物或纱线的大于50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、或甚至高达100％。在一些示例中，该再生纤维素纤维是莱赛尔纤维。脱乙酰壳多糖纤维的量可如前文所述。
举进一步示例，基于脱乙酰壳多糖的纤维的量、羊毛纤维的量及再生纤维素纤维的量一起构成纤维共混物或纱线的大于50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、或甚至高达100％。纤维共混物或纱线中的羊毛纤维的量可为羊毛纤维和再生纤维素纤维的总量的10重量％至90重量％、40重量％至80重量％、40重量％至60重量％、或50重量％至70％。在一些情况中，纤维共混物中的羊毛纤维的量可为25％至45％、25％至40％、或30至40％。纤维共混物中的再生纤维素纤维的量可为50％至70％、55％至70％、或60％至70％。在一些示例中，该再生纤维素纤维是莱赛尔纤维。脱乙酰壳多糖纤维的量可如前文所述。
在一些情况中，该纤维共混物包括基于脱乙酰壳多糖的纤维、莱赛尔纤维、以及羊毛纤维。例如，该纤维共混物可包括：基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；莱赛尔纤维，其量为50重量％至70重量％；以及羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％。该莱赛尔纤维的量及该羊毛纤维的量可一起构成该纤维共混物的至少90重量％。
在一些情况中，该纤维共混物包括经染色基于脱乙酰壳多糖的纤维、经染色莱赛尔纤维、以及经染色羊毛纤维。如前文所述，羊毛纤维可在不同于基于脱乙酰壳多糖的纤维的染色程序期间被染色，以更好地保存基于脱乙酰壳多糖的纤维的抗微生物活性。基于脱乙酰壳多糖的纤维和/或莱赛尔纤维可以呈松散纤维形式或呈聚集纤维形式被染色。类似地，羊毛纤维可以呈松散纤维形式或呈聚集纤维形式染色被染色。纱线可由经染色基于脱乙酰壳多糖的纤维、经染色莱赛尔纤维与经染色羊毛纤维的共混物所形成。
用于判定纤维或纱线样品的抗微生物活性的技术方法包括美国测试与材料学会(ASTM)标准E3151:2018及浊度测量。替代地，可在使用分析技术评估染色前及染色后的基于脱乙酰壳多糖的纤维，以检测在基于脱乙酰壳多糖的纤维中促成抗微生物活性的化学基团。
如前文所论述，纤维共混物也可包括与基于脱乙酰壳多糖的纤维与其他有机纤维组合的合成纤维。例如，合成纤维可包括尼龙、聚酯、丙烯酸、以及类似者中的一者或多者。合成纤维可为短纤形式。合成纤维的量可为纤维共混物或纱线的重量的小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％，或小于或等于5重量％。
此外，在一些实施方案中，纤维共混物可主要包括与基于脱乙酰壳多糖的纤维组合的一种或多种合成纤维。例如，合成纤维可包括尼龙、聚酯、丙烯酸、以及类似者中的一者或多者。基于脱乙酰壳多糖的纤维的量及合成纤维的量可一起构成纤维共混物或纱线的大于50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、或甚至高达100％。
如图2A中示意性所示，纤维共混物210的纤维212及214经亲密地混合。此外，纤维共混物210的纤维212及214的至少一些互锁，例如通过纺纱程序以形成纱线200。类似地，图2B的纤维共混物220的纤维222、224、以及226可经亲密地混合及互锁。纤维可经掺合在一起以形成粗纱，然后通过旋转粗纱制成纱线。可使用诸如环锭纺纱、转子纺纱、摩擦式纺纱及喷气式纺纱、涡流纺纱、平行纺纱、赛络式纺纱及类似者的技术来形成纱线。
图3示出纱线300的另一示例，该纱线具有至少部分由鞘340环绕的芯320。将鞘340的一部分切掉，以更优选地示出芯320。如图3所示，鞘340包括纤维共混物310。在一些实施方案中，纱线具有50dTex至1000dTex(100Tex)、50dTex至200dTex、100dTex至500dTex、或250dTex至1000dTex的线性密度。
芯320可包括呈细丝形式的一个或多个纤维。在一些实施方案中，芯320的细丝纤维可具有的线性密度大于鞘340中的短纤维的线性密度。举示例，细丝纤维可具有1dTex至10dTex、5dTex至25dTex、10dTex至30dTex、或10dTex至50dTex的线性密度。
例如，芯可包括一种或多种合成弹性体纤维，例如，氨纶(spandex)或弹性细丝纤维。弹性体纤维可以是聚氨基甲酸酯弹性体(例如，链段聚氨基甲酸酯弹性体)、交联聚丙烯酸酯、或聚氨基甲酸酯弹性体与另一聚合物(诸如尼龙)的组合。在一些情况中，氨纶纤维可为基于生物的氨纶或制程后回收再利用氨纶。弹性体细丝的量可为1重量％至小于10重量％、1重量％至8％重量％、或2重量％至7重量％。
举附加示例，芯可包括再生纤维素细丝，诸如莱赛尔细丝。再生纤维素细丝可具有5dTex至25dTex、10dTex至30dTex、或10dTex至50dTex的线性密度。再生纤维素细丝可具有的线性密度大于存在于纤维共混物中的一种或多种短纤维(诸如纤维共混物中的任何再生纤维素纤维)的线性密度。
一般而言，鞘340的纤维共混物310包括短纤形式的纤维的混合物。如前文关于图2A的纤维共混物210及图2B的纤维共混物220所述，纤维共混物310的纤维可经亲密地混合及互锁。可使用诸如环锭纺纱、转子纺纱、摩擦式纺纱、喷气式纺纱、涡流纺纱及类似者的芯纺纱技术来在芯周围形成鞘纱线。
芯320的纤维可提供纱线的至少2％至达多5％、10％、或15％。纤维共混物310可构成纱线的其余部分，或芯的纤维与纤维共混物310一起可形成纱线的95重量％或90重量％。例如，纤维共混物310中的基于脱乙酰壳多糖的纤维的量可为纱线的1重量％至15重量％、1重量％至10重量％、2重量％至10重量％、或5重量％至15重量％，并且纤维共混物310中的任何附加纤维的量可形成纱线的其余部分。例如，纱线可包括在芯中的弹性纤维(elastane)，并且包括在鞘中的与棉、尼龙、和/或聚酯组合的基于脱乙酰壳多糖的纤维。纱线可包括大约5％的弹性纤维和大约95％的基于脱乙酰壳多糖的纤维与棉、尼龙、和/或聚酯的组合。更一般而言，纤维共混物310的纤维可为先前针对纤维共混物210或纤维共混物220所述的纤维中的任一者。
图4示出包括多个细丝纤维418的纱线400的示例，此类细丝纤维包绕由纤维共混物410所形成的芯420。也可将纱线400描述为具有其中多个细丝纤维418及纤维共混物410在纱线表面交替的包绕结构。如图4中所示意性示出，纤维共混物可包括纤维412及纤维416。纤维412可为基于脱乙酰壳多糖的纤维，并且纤维416可为除基于脱乙酰壳多糖的纤维外的纤维，诸如羊毛纤维。在一些情况中，细丝纤维418可为基于纤维素的细丝纤维(诸如莱赛尔细丝纤维)或合成纤维(诸如尼龙或聚酯)。再生纤维素细丝可具有5dTex至25dTex、10dTex至30dTex、或10dTex至50dTex的线性密度。再生纤维素细丝可具有的线性密度大于存在于纤维共混物中的一种或多种短纤维(诸如纤维共混物中的任何再生纤维素纤维)的线性密度。在一些情况中，细丝纤维418的量为纱线的2重量％至5重量％、2重量％至10重量％、2重量％至15重量％、或5重量％至20重量％。此外，纤维共混物410可形成纱线的其余部分，或细丝纤维418与纤维共混物410一起可形成纱线组合物的95重量％或90重量％。图4的示例并非限制，并且纤维共混物410可为本文所述的纤维共混物的任一者，包括关于图2A及图2B所述者。为了简洁起见，本文未重复该说明。
图5示意性示出用于制造另一纱线500的程序，该纱线包括与纤维共混物510组合的多个细丝纤维518。如图5所示，细丝纤维518及纤维共混物510的股线经加捻以形成细丝股线519及纤维共混物股线511。接着，组合细丝股线519与纤维共混物股线511以形成强化股线520。强化股线520中的两者经一起加捻以形成纱线500。虚线550示意性示出压轧线。在图5中所示出的程序可称为赛洛丝(siro-fil)或可镶嵌且可定位式纺纱程序。纤维共混物510可包括基于脱乙酰壳多糖的纤维和除基于脱乙酰壳多糖的纤维外的纤维，诸如羊毛纤维。细丝纤维518各自可为基于纤维素的细丝纤维(诸如莱赛尔细丝纤维)或合成纤维(诸如尼龙或聚酯)、或其组合。再生纤维素细丝可具有5dTex至25dTex、10dTex至30dTex、或10dTex至50dTex的线性密度。再生纤维素细丝可具有的线性密度大于存在于纤维共混物中的一种或多种短纤维(诸如纤维共混物中的任何再生纤维素纤维)的线性密度。在一些情况中，细丝纤维518的量为纱线的2重量％至5重量％、2重量％至10重量％、2重量％至15重量％、或5重量％至20重量％。此外，纤维共混物510可形成纱线的其余部分，或细丝纤维518与纤维共混物510一起可形成纱线组合物的95重量％或90重量％。此示例并非限制，并且纤维共混物510可为本文所述的纤维共混物的任一者，包括关于图2A及图2B所述者。为了简洁起见，本文未重复该说明。
一些实施方案采用由本文所述的抗微生物纤维共混物及抗微生物纱线所形成的抗微生物纺织品的形式。这些基于脱乙酰壳多糖的纺织品包括如本文所述的基于脱乙酰壳多糖的纤维。抗微生物纺织品可具有至少部分由如本文所述的抗微生物纱线形成的织造或针织结构。抗微生物纺织品也可具有由如本文所述的抗微生物纤维共混物形成的非织造结构，例如毡毛状纺织品。抗微生物纱线或纺织品的组合物可实质上相同于前文所述的纤维掺合组合物，并且为了简洁起见，本文未重复该说明。
经针织或经织造抗微生物纺织品可通过单独或与其他纱线组合地织造或针织抗微生物纱线所形成。在一些实施方案中，经织造或经针织抗微生物纺织品可进一步包括一种或多种包括或由合成纤维形成的纱线。例如，经针织抗微生物纺织品可包括合成弹性体纱线以提供拉伸。
本文提供的纺织品的抗微生物或抗菌活性可使用标准测试方法来评估。例如，标准测试方法可得自美国纺织化学协会(例如，AATCC100)、日本工业标准(例如，JIS L1902)、国际标准化组织(例如，ISO20743)、以及ASTM(例如，ASTM E2149)。数种这些测试方法在“时间零”及指定的接触时间之后测量微生物浓度。测试织物与对照织物的结果之间的差异用作判定抗微生物活性程度的基础(例如，对于特定的微生物的成长缩减％和/或微生物杀死能力)。常见的测试微生物包括但不限于，金黄色葡萄球菌及克雷白氏肺炎杆菌。在一些情况中，本文提供的含有至少1重量％且小于10重量％的基于脱乙酰壳多糖的纤维的纺织品具有至少99.9％、99.5％、99.0％、98％、97％、96％、95％、90％、或85％微生物生长缩减。例如，含有至少1重量％且小于10重量％的基于脱乙酰壳多糖的纤维、50重量％至70重量％的莱赛尔纤维、以及25重量％至45重量％的羊毛纤维的纺织品具有至少99.9％、99.5％、99.0％、98％、97％、96％、95％、90％、或85％微生物生长缩减。
本文所述的纺织品除了其抗微生物性质外，也可提供其他益处。例如，纺织品可提供所欲“感觉”或“手感”给使用者。在实施方案中，纺织品可提供一种柔软触感，其至少部分归因于共混物中所包括的纤维。纺织品也可为吸湿和/或排汗的。
纱线或纺织品可经染色或未经染色。当纱线或纺织品经染色时，纱线或纺织品中的所有纤维都可被染色或一些纤维可经低于完全染色。在一些情况中，染料可被一些纤维吸收，但未被基于脱乙酰壳多糖的纤维完全吸收，此类基于脱乙酰壳多糖的纤维可具有清透或至少部分半透明外观。所得纱线或纺织品可至少部分半透明。在其他情况中，可如上文所述将基于脱乙酰壳多糖的纤维染色。
本公开还提供包括抗微生物纺织品的制品。例如，抗微生物纺织品可被包括在衣物制品中。衣物制品可为外衣，诸如上衣、裤子、运动衫、夹克、袜子、以及类似者。衣物制品也可为内衣(诸如内衣裤或胸罩)。衣物制品(诸如，外衣或内衣)可适用于作为休闲服(activewear)或运动服装。抗微生物纺织品也可被包括在例如鞋类制品中，诸如鞋。
本文中所公开的抗微生物纺织品也可被包括在其他类型制品中。例如，抗微生物纺织品可被包括在配件制品中，诸如托特包(tote bag)、手提袋、或束口袋。此外，抗微生物纺织品可被包括于家用制品中，诸如床单、浴巾、擦盘巾、桌巾、吸湿布、软垫家具制品、以及类似者。
本文中所述的制品可为包括抗菌纺织品的纺织品制品。例如，纺织品制品可为外衣或内衣。进一步，制品除了包括抗菌纺织品外也可包括材料。例如，该制品可为包括抗微生物纺织品以及模制聚合物鞋底的鞋。可于该制品的一部分或整个上提供抗微生物性质。
图6示出鞋600的示例，该鞋包括在该鞋的鞋面610中的抗微生物纺织品660。如图6所示，鞋600还包括鞋底620、鞋舌630、鞋眼640、鞋带650、以及鞋衬670。替代或除了包括在该鞋的鞋面610中的抗微生物纺织品660之外，抗微生物纺织品可被包括于鞋600的另一部分中，诸如鞋舌630或中底。
在一些实施方案中，鞋600的鞋面610可经针织、经织造、或以其他方式形成基于脱乙酰壳多糖的纺织品，如鞋舌630。鞋面610和/或鞋舌630的纺织品可全部或部分地为基于脱乙酰壳多糖的。基于脱乙酰壳多糖的纺织品可减少味道，防止微生物在鞋中或鞋上生长，并以其他方式提供如本文所述的益处。鞋600的基于脱乙酰壳多糖的纺织品大致上包括基于脱乙酰壳多糖的纤维在其结构中，而非以脱乙酰壳多糖涂布、撒粉、粉末化、喷涂、或以其他方式沉积脱乙酰壳多糖的纤维。与并入其中已沉积脱乙酰壳多糖的纤维的鞋面或鞋舌相比较，就基于脱乙酰壳多糖的纤维是形成纺织品的纱线的整体部分而言，鞋面610和/或鞋舌630的脱乙酰壳多糖纺织品可在延长时间内维持其抗微生物和/或消臭性质。
在一些实施方案中，该鞋的鞋衬670可经针织、经织造、或以其他方式由基于脱乙酰壳多糖的纺织品所形成。在一些实施方案中，基于脱乙酰壳多糖的纺织品可加衬于该鞋的内部部分，而另一纺织品可形成该鞋的外部部分。鞋衬670的基于脱乙酰壳多糖的纺织品可减少气味、防止微生物在该鞋中或鞋上生长，并且以其他方式提供本文所述的益处，同时形成该鞋的外部部分的其他纺织品可提供耐磨性。
在一些实施方案中，该鞋的中底可经针织、经织造、或以其他方式由基于脱乙酰壳多糖的纺织品所形成。该鞋的中底可为可移除式中底，并且因此易于置换。被包括于该中底中的基于脱乙酰壳多糖的纺织品可经定向以面对穿戴者的脚。
在一些实施方案中，在制品内的基于脱乙酰壳多糖的纤维的浓度可变化，以在制品的某些区域或区中提供更大的抗微生物效果。例如，制品可限定：第一区域，其具有第一百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维；以及第二区域，其具有第二百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维。图7示出上衣700的示例，该上衣在该上衣的不同区域具有不同量的基于脱乙酰壳多糖的纤维。如图7所示，上衣700包括不同区域701、702、703、以及704。
基于脱乙酰壳多糖的纤维可依不同浓度分配至区域701至704中的每个区域。例如，与包括上衣700的前部的区域701相比，位于上衣700的腋窝区域中的区域703可包括较高量或百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维。类似地，区域702和/或区域704可包括比区域703更少量或百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维，但与区域701不同量或百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维。此类区域中的一些区域可不含基于脱乙酰壳多糖的纤维。在附加示例中，该制品可包括比在图7中所示出者更少或更多个区域。举附加示例，基于脱乙酰壳多糖的纤维可实质上均匀地分布在制品上。
在一些实施方案中，具有较少量或百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维的区域可包括较高量或百分比的其他纤维，以提供诸如排汗和/或耐久性的性质。例如，虽然上衣700的区域703包括相对高百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维，然而另一区域(诸如区域704)可被配置以提供比区域703更大的排汗量。
一种针织程序可使用含不同的基于脱乙酰壳多糖的纤维浓度的纱线来形成上衣700。可使用含较高基于脱乙酰壳多糖的纤维浓度的纱线来在上衣700的特定区域(诸如区域703)中提供较大量或百分比的基于脱乙酰壳多糖的纤维。同样地，含较低基于脱乙酰壳多糖的纤维浓度的纱线或甚至无基于脱乙酰壳多糖的纤维的纱线可用来形成上衣700的另一区域。此外，一种或多种附加纱线可被包括在该上衣的特定区域中，以进一步订制该区域的性质。
如本文中所使用，用语“实质上(substantially)”用于考虑相对小的变化，诸如+/-10％、+/-5％、+/-2％、或+/-1％的变化。例如，用语“实质上保留”或“实质上保存”可指示从参考值减少10％或更少、5％或更少、2％或更少、或1％或更少。用语“实质上不含(substantially free)”可指示所指定组件的10％或更少、5％或更少、2％或更少、或1％或更少。此外，单数形式“一(a/an)”及“所述(the)”皆包括复数形式，除非上下文另有说明。
为了说明的目的，前述说明使用特定命名法以提供对所描述实施方案的彻底理解。然而，所属领域技术人员将明白，为了实践所描述的实施方案，此类具体细节是非必要的。因此，为了说明及说明的目的，提出本文所述的具体实施方案的前述说明。其并非意欲为了将实施方案限制于所公开的精确形式。所属领域技术人员将明白，鉴于上述教导，许多修改及变化是可行的。
Claims (20)
1.一种具有抗微生物性质并且包括下列物质的混合物的纱线：
基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；
莱赛尔纤维，其量为50重量％至70重量％；以及
羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％，其中所述莱赛尔纤维的量和所述羊毛纤维的量一起构成所述纱线的至少90重量％。
2.根据权利要求1所述的纱线，其中所述基于脱乙酰壳多糖的纤维的量为1重量％至5重量％。
3.根据权利要求1所述的纱线，其中：
所述基于脱乙酰壳多糖的纤维和所述莱赛尔纤维中的每一者具有1dTex至3dTex的线性密度；并且
所述羊毛纤维具有小于24微米的平均直径。
4.根据权利要求1所述的纱线，其中所述基于脱乙酰壳多糖的纤维和所述莱赛尔纤维是用第一染料来染色，并且所述羊毛纤维是用不同于所述第一染料的第二染料来染色。
5.根据权利要求1所述的纱线，其进一步包括1％至小于10％的量的合成弹性体纤维。
6.一种纺织品，所述纺织品具有抗微生物性质并且包括：
基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；
莱赛尔纤维，其量为50重量％至70重量％；以及
羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％，其中所述莱赛尔纤维的量和所述羊毛纤维的量一起构成所述纺织品的至少90重量％。
7.根据权利要求6所述的纺织品，其具有如使用AATCC 100或JIS L1902所测量的至少99％的细菌减少。
8.根据权利要求7所述的纺织品，其中所述基于脱乙酰壳多糖的纤维的量为2重量％至5重量％。
9.根据权利要求6所述的纺织品，其中所述纺织品具有针织结构。
10.根据权利要求6所述的纺织品，其中所述纺织品具有织造结构。
11.根据权利要求6所述的纺织品，其中：
所述基于脱乙酰壳多糖的纤维被染色；并且
所述羊毛纤维实质上不含染料。
12.一种制品，其包括根据权利要求6所述的纺织品并且选自衣物制品、鞋制品、或配件制品。
13.根据权利要求12所述的制品，其中所述纺织品中的所述基于脱乙酰壳多糖的纤维的量为2.5重量％至7.5重量％。
14.根据权利要求13所述的制品，其中所述纺织品具有如使用AATCC100或JIS L 1902所测量的至少99.5％的细菌减少。
15.根据权利要求12所述的制品，其中所述纺织品具有针织结构。
16.根据权利要求12所述的制品，其中：
所述制品是衣物制品；
所述衣物制品限定第一区域和第二区域；
所述第一区域具有第一百分比的所述基于脱乙酰壳多糖的纤维；并且
所述第二区域具有第二百分比的所述基于脱乙酰壳多糖的纤维，所述第二百分比不同于所述第一百分比。
17.一种纤维共混物，其包括下列物质的混合物：
基于脱乙酰壳多糖的纤维，其量为至少1重量％且小于10重量％；
莱赛尔纤维，其量为50重量％至70重量％；以及
羊毛纤维，其量为25重量％至45重量％，其中所述莱赛尔纤维的量和所述羊毛纤维的量一起构成所述纤维共混物的至少90重量％。
18.根据权利要求17所述的纤维共混物，其中：
所述基于脱乙酰壳多糖的纤维的量为2重量％至5重量％；并且
所述莱赛尔纤维的量和所述羊毛纤维的量一起构成所述纤维共混物的至少95重量％。
19.根据权利要求17所述的纤维共混物，其中所述基于脱乙酰壳多糖的纤维包括至少80重量％的脱乙酰壳多糖。
20.根据权利要求17所述的纤维共混物，其中所述纤维共混物实质上不含金属粒子和合成抗微生物剂。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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