CN1252326C - 生物活性纤维产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物活性纤维产品，作为生物活性有效组成，该产品仅含有一种聚酯纤维，它大部分或者专门由带有连接物的聚酯制得，该连接物进行缩合，而且该连接物含磷。这种生物活性纤维产品适于所有需要达到抗细菌、杀真菌、杀螨及类似作用的纺织产品。

Description

生物活性纤维产品
本发明涉及生物活性纤维产品例如生物活性纱线，和纺织品例如非机织物、机织物、编织物及类似产品以及由此制成的物品例如衣服和内衣纺织品、运动纺织品、家用纺织品和床上、卫生和医疗用纺织品、汽车用纺织品、食品包装、用于建筑和过滤的工业纺织品、尿布、餐巾、毛巾和类似产品，以及特殊的生物活性纤丝或纱线例如缝合线或止血垫用的可回收线。
对于用于本发明目的的具有生物活性的物品，它必须具有生物活性功能，即，具有杀细菌、杀真菌或杀螨作用例如，简言之能够起到抵御细菌、螨类、真菌、病毒和类似微生物的作用。
已经知道制备生物活性纤维产品。例如，America’s TextilesInternational第25卷(1996)第12期118页描述了生物活性的而具有抗菌作用的医院的床帘。这些床帘由基于纤维混合物的纱线制成；该混合物首先含有阻燃聚酯纤维，另外含有由于添加了抗菌添加剂Microban B而具抗菌性的乙酸纤维素纤维。
这些生物活性床帘的不足之处在于：第一，它们必须由纤维混合物制造，第二，乙酸纤维素纤维必须通过添加抗菌添加剂单独地赋予抗菌性。
而且，不可完全避免在洗涤过程中抗菌剂或多或少地迅速被冲洗掉，也不可完全避免抗菌试剂迁移出纺织品并在敏感人群中导致过敏。
此外，在使用过程中抗菌效果逐渐减弱。
于1995年11月21日公开的日本申请JP07305279a描述了一种具有抗菌性能并因而可以使用的聚酯纤维。为了产生抗菌作用，该日本专利申请建议将该聚酯与烷基磷酸酯的四价铵盐混合。
这种含有添加剂的聚酯含有用于阻燃的聚合的磷化合物。
同样地，当混合物迁移出纤维时，例如当穿着纺织品的时候，要么当洗涤它们的时候，那个专利所述的含有纤维的产品会导致过敏。
尽管已经有一个生物活性纤维产品的完整系列，但是仍旧需要改善生物活性纤维产品。
本发明的一个目的在于提供具有永久生物活性的生物活性纤维产品。该产品的生物活性经洗涤和穿着仅仅发生最低限度的降低(如果有的话)，且该产品可以明显地不那么容易引起过敏(如果有的话)，它制备简单并具有广泛的生物活性范围。
通过含有作为生物活性组分的聚酯纤维的生物活性纤维产品令人惊讶地实现了这个目的，其中该聚酯纤维完全地、大体地或者部分地由包含共缩合含磷分子链的聚酯组成。优选地，按照本发明的生物活性纤维产品不含其他生物活性组分或者添加剂。用于本发明目的的分子链部分被理解为置于聚合物分子(最长链)线性链中的分子链部分，以及存在于任何侧链和支链的分子链部分。
生物活性纤维产品优选纺织片状结构，例如机织物、编织物和非机织物，还有外套和内衣纺织品、运动纺织品、家用纺织品和床上、卫生及医疗用纺织品、汽车用纺织品、食品包装、用于建筑和过滤的工业纺织品、尿布、餐巾、毛巾和类似物品，还有特殊生物活性纤丝或纱线例如缝合线或止血垫用的可回收线。
在本发明的一个特别有利的实施方案中，生物活性纤维产品是用于医院使用的制品(病房里的窗帘和被褥、医生和护理人员的工作服、或者衣服、毛巾、急救人员的外套、包扎材料和帷帘、病人轮椅的护套、缝合线、空调的过滤网等等)，兽医卫生(包括有害物的控制)用的制品，制药和食品工业的工作服用的制品(防护服、内衣等等)，用于厨房和浴室的家用物品的制品(淋浴帷帘、地毯)，卫生物品用的制品例如婴儿尿布、卫生巾、成人尿布、即将生育的妇女的内衣，以及运动物品(短袜、内衣)用的制品和许多工业用的制品例如空调和汽车用的过滤器。与用于大量生产的产品例如软填料、床内填料和鞋子衬里一样，由生物活性纤维制得的制品也适用于要求非常高的应用例如太空旅游。
制造生物活性纤维产品的生物活性纤维可以用作制造生物活性纤维产品的人造纤维、纤丝和单丝。就这方面而言可以完全由含有共缩合含磷分子链部分的聚酯制造这种纤维。但是也可以使用所谓多组分纤维。多组分纤维在一根纤维中结合了多种不同原材料。实例有制成核-壳或者并行纤维的二组分纤维。并行纤维的一部分可以由生物活性聚酯组分和非生物活性物质例如非生物活性聚酯组成。
对核-壳纤丝而言，可以在核中要么在壳中提供生物活性组分。优选壳层组分为生物活性物质的核-壳纤丝。
用于本发明目的的纤维可以是人造纤维、纤丝和单丝。
在本发明的另一个实施方案中，生物活性聚酯纤维被用作所谓混合纤维或者混合纱线。
这些混合纤维或纱线由多种、优选二种聚合物组分组成，其中一种组分具有的熔点比另一种至少低10℃。可以使用生物活性聚酯组分作为较低熔点组分，不然就用作较高熔点组分。
对于这些混合纱线可以采用较高温度使较低熔点组分熔化，之后较低熔点组分用作较高熔点纤维组分的基体或者，较低熔点组分通过完全或初始熔化来确保纺织品较好的完整性；例如为了提高机织品的耐滑性或者使非机织品中纤维粘结更紧密。
对于多组分纱线和混合纱线，使用生物活性聚酯组分作为低熔点组分通过完全或初始熔化通常起到增大表面积的作用，因此可以提高生物活性。
特别有利的是使用其中共缩合含磷分子链部分从以下组分衍生而来的聚酯：
式1
                   [R1＝CH3，C6H5
                   R2＝CH2-CH2
                   R3，R4＝H，(CH2)2-OH，
                  (CH2)2-O-(CH2)2OH
                  CH2-CH2-CH2-CH2OH
                  CH2-CH2-CH2OH]
该聚酯中也可以引入式2的内酯
式2
Figure C0280778600081
其中R1和R2分别如式1中定义的。应注意在共缩合过程中环被断开。优选，R1＝CH3。
已经知道其中聚酯含有共缩合含磷分子链部分的相应聚酯纤维的制备。这里参考以下德国专利申请或专利说明书，其公开内容在这此并入本文：
DE-OS 2 236 037，DE-OS 2 242 002，DE-OS 2 328 00 343，DE-PS 2346 787，DE-PS 2 454 189。
那里所述的纤维至今一直被用作仅仅使用了它们阻燃性能的纤维。当要生产生物活性纤维产品时，例如开始部分所述，仅有的选择就是使用用来产生生物活性作用的添加剂。
现已发现，令人惊讶地可以简单地通过使用作为生物活性组分的、由含有共缩合的含磷分子链部分组成的纤维生产具有生物活性作用的纤维产品。
在本发明的另一个实施方案中，含有共缩合含磷分子链部分的聚酯还包含了生物活性添加剂特别是银化合物，细微分割的金属银或例如EP 116865，WO 94/15462和DE 4 106 165描述的添加剂或者添加了银离子的磷酸盐玻璃，来扩大生物活性的范围。在制备聚合物的过程中或者向熔融聚合物中添加这些添加剂。
在一个有利的实施方案中，聚酯含有银金属作为辅助添加剂。在另一个特别优选的实施方案中，元素银以直径为1～500nm的纳米粒子的形式存在，特别有利的是直径为1～100nm特别是1～10nm的纳米粒子。纳米粒子可以从商业上获得。
其中壳层为生物活性组分的、含有生物活性核-壳纤维的纤维产品对于本发明目的有特别优越之处。这里可以使用以多组分纤维的横截面积为基准壳层组分为50％的纤维以及更少量的特别是15～50％，优选15～25％。
由带有一层薄壳的多组分纤维制得的纤维产品是非常有利的。第一，通过熔融纺丝易于生产高质量的这种纤维。聚酯纤维，特别是核-壳纤维，其中加入了专门的生物活性颗粒但聚酯不含任何共缩合分子链部分，比较难通过熔融纺丝加工。第二，使用非常少的添加量可以达到通过添加生物活性添加剂获得的辅助效果。例如，其中聚酯仅含0.5％的银锆磷酸盐作为添加剂的根据本发明的产品可以产生与含有1％银锆磷酸盐且不含共缩合含磷分子链部分的产品相同的生物活性。
纤维产品采用本领域技术人员熟悉的方法制造，即，使用常规机器制造机织物和成环编织物，例如由人造纤维或由连续纤维这里例如通过纺粘操作可以制造非机织物。按照本发明的非机织物、机织物和编织物也可以加工制成层状产品或复合物，还可以制成有形物品。
非常令人惊讶的是按照本发明可以通过仅仅使用由含有共缩合含磷分子链部分组成的聚酯纤维获得一种具有生物活性作用的产品。沿用至今的观点认为要获得生物活性必须向聚酯添加其他添加剂或者引入其他物质。
本发明使简单快捷地制造相应的生物活性纤维产品成为可能。这种产品的生物活性是永久性的，它不会由于用水溶性体系要么用有机溶剂干燥清洁进行洗涤而降低。共缩合化合物不会移出，而且如果有移出的话，将导致比已有技术的纤维产品显著更低的过敏可能。
下面的实施例说明了本发明：
将PET纤维dtex 1.7/38mm环纹纺纱成50Nm的纱线，并加工成简单的牵伸环编织物。样品1 100％由普通PET组成。样品2中的纤维与1％的银锆磷酸盐在聚合物熔体中混合。样品3 100％由根据本发明的聚酯组成。在相同条件下对这三种牵伸环编织物染色并进行还原清理。
按照日本标准JISL 1992：1998纺织品抗菌性的测试方法测定样品的生物活性。使用的试验微生物是金黄色葡萄球菌ATCC 6538P和克雷伯氏肺炎杆菌DSM 789。
在接种18小时后用本方法测定差值S＝Mb-Mc，其中
S＝生物静力学值
Mb＝在接种18小时后未修饰样品中活性细菌数量的对数
Mc＝在接种18小时后修饰样品中活性细菌数量的对数
采用的未修饰样品是由100％普通PET组成的样品1。
以下对数减少S是相对样品测定的额：
                 金黄色葡萄球菌    克雷伯氏肺炎杆菌
  样品2               2.2                7.4
  样品3               2.6                7.4
就是说，根据本发明的样品3在一种情况下展现了与常规抗细菌修饰的PET纤维相同的抗细菌性能(对数减少)，在另一种情况下展现了比常规抗细菌修饰的PET纤维更好的抗细菌性能(对数减少)。

Claims (20)

1.包含作为生物活性组分的聚酯纤维的生物活性纤维产品，其中聚酯纤维显著地或完全包含含有共缩合含磷分子链部分的聚酯，并且所述的共缩合含磷分子链部分由依据式I和/或II的化合物衍生而来，
式1
Figure C028077860002C1
其中，
R1＝CH3、C6H5，
R2＝CH2-CH2，
R3、R4＝H、(CH2)2-OH、(CH2)2-O-(CH2)2OH、CH2-CH2-CH2-CH2OH、CH2-CH2-CH2OH；
式2
2.根据权利要求1所述的生物活性纤维产品，其特征在于式I和/或II中的R1＝CH3。
3.根据权利要求1所述的生物活性纤维产品，其特征在于其不含有其他生物活性组分或添加剂。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的生物活性纤维产品，其特征在于其被制成纺织片状结构例如机织物、编织物、非机织物及类似物品。
5.根据权利要求1～3中任何一项所述的生物活性纤维产品，其特征在于这些纤维产品是特殊的生物活性纤丝或纱线例如缝合线及类似物品。
6.根据权利要求1～3中任何一项所述的生物活性纤维产品，其特征在于这些生物活性纤维产品被制成了这样的产品，例如外套和内衣纺织品、运动纺织品、家用纺织品和床上、卫生及医疗用纺织品、汽车用纺织品、食品包装、用于建筑和过滤的工业纺织品、尿布、餐巾、毛巾和类似物品，还有特殊的生物活性纤丝或纱线例如缝合线。
7.根据权利要求1～3中任何一项所述的生物活性纤维产品，其特征在于生物活性纤维以多组分纤维存在。
8.根据权利要求7所述的生物活性纤维产品，其特征在于生物活性纤维以二组分纤维存在。
9.根据权利要求1～3中任何一项所述的生物活性纤维产品，其特征在于这些纤维以混合纤维存在。
10.根据权利要求1或2所述的生物活性纤维产品，其特征在于聚酯还含有生物活性添加剂。
11.根据权利要求10所述的生物活性纤维产品，其特征在于聚酯还含有生物活性的含银添加剂。
12.根据权利要求10所述的生物活性纤维产品，其特征在于聚酯还含有银锆磷酸盐。
13.根据权利要求1～3任何一项所述的生物活性纤维产品，其特征在于聚酯纤维是多组分核-壳纤维，它包括聚酯壳层，且壳层部分以纤维的横截面积为基准是15～50％。
14.根据权利要求10所述的生物活性纤维产品，其特征在于聚酯纤维是多组分核-壳纤维，它包括聚酯壳层，且壳层部分以纤维的横截面积为基准是15～50％。
15.根据权利要求13所述的生物活性纤维产品，其特征在于壳层部分以纤维的横截面积为基准是15～25％。
16.根据权利要求14所述的生物活性纤维产品，其特征在于壳层部分以纤维的横截面积为基准是15～25％。
17.根据权利要求1～3任何一项所述的生物活性纤维产品，其特征在于这些纤维含有金属银。
18.根据权利要求13所述的生物活性纤维产品，其特征在于这些纤维含有金属银。
19.根据权利要求17所述的生物活性纤维产品，其特征在于这些纤维含有直径为1-500nm的纳米粒子形式的金属银。
20.根据权利要求18所述的生物活性纤维产品，其特征在于这些纤维含有直径为1-500nm的纳米粒子形式的金属银。
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