CN1891869B - 包含抗菌组合物的纤维 - Google Patents

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Abstract

持久性地包含抗菌材料的纤维，使得在使用过程中，这些抗菌材料可以抗磨脱或抗洗脱。所述纤维中包含的抗菌材料不易产生细菌的耐药菌株。还揭示了该纤维的制备和应用方法。

Description

包含抗菌组合物的纤维 
技术领域
本发明涉及包含抗菌组合物的纤维，及其制备和应用方法。 
背景技术
微生物在我们周围无处不在。由于其中许多微生物对人类健康的潜在影响，使得抗菌制剂成为了商用和居家清洁与消毒过程中普遍存在的一部分。其中一些影响可包括例如，由于可能存在于我们的衣物和其他日常接触和使用的织物中，并在其中快速增殖的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)、酵母菌和其他单细胞有机体导致的疾病和皮肤感染。然而，许多常规的抗菌组合物不适于持久性地用于这种织物表面之上。因此，对于用这些抗菌组合物制备的具有抗菌性质的纤维和织物存在需求。 
Foss等在美国专利第6841244号中提供了一种具有抗菌性的纤维的制备方法。Foss等揭示了一种抗菌合成纤维，这种纤维以双组分形式包含各种热塑性聚合物和添加剂，为芯-鞘结构或并列结构。在Foss等揭示的纤维中包含分散在纤维的某些区域中的无机抗菌添加剂，以减少抗菌剂的用量，从而降低该纤维的成本。Foss等揭示的抗菌剂是包含铜、锌、锡和/或银的无机化合物。Foss等指出使用银的沸石类物质可获得最佳的结果。 
然而，仍然需要持久性地包含抗菌材料的新型纤维和织物，使得在它们预期的使用过程中，这些抗菌材料可以抗磨脱和抗洗脱。还需要持久性地包含抗菌材料的新型纤维和织物，所述材料不易产生细菌的耐药菌株。 
发明内容
在本发明一个方面，提供了一种包含组分聚合物组合物(component polymercomposition)和抗菌组合物的纤维，所述抗菌组合物包含与配位聚合物配位的金属，所述金属选自铜、银、金、锡、锌及其组合；所述配位聚合物包含选自残基A、残基B、残基C及其组合的单体残基；任选地带有以下条件：所述配位聚合物中残基B的单体残基的含量≤99.5重量％(或≤99重量％；或≤98重量％；或≤95 重量％；或≤重量90％；或≤85重量％；或≤80重量％；或≤75重量％；或≤70重量％；)； 
其中残基A是 
其中残基B是 
Figure S061A1336220060801D000022
其中残基C是 
Figure S061A1336220060801D000023
式中 
X是包含至少一个选自N、O和S的杂原子的不饱和杂环或芳族杂环； 
c是0或1； 
R1选自H、CH3和-CO2R4；其中R4选自H、CH3、C2H5、C3-C24烷基； 
R2选自H、CH3、C2H5、苯基、-CH2CO2R5和-CO2R5；其中R5选自(I)-(V)， 
(I)H； 
(II) 
Figure S061A1336220060801D000024
(III)-(CH2CH(R11)O)nH； 
(IV)-(CH2CH(R11)O)nCOCH2COCH3； 
(V) 
式中R11选自H、甲基和苯基；n是1-20的整数；Y选自OH、SO3Z和X；Z选自H、钠、钾和NH4 +；条件是：当聚合物包含0重量％残基B的单体残基和0重 量％残基C的单体残基时，R2是-CH2CO2R5或-CO2R5，R5是(V)，Y是X； 
R3选自H、甲基、苯基、磺化苯基、苯酚、乙酸酯基、羟基、O-R1片段(其中R1是如上所定义的基团)、-CO2R12和-CONR6R7；其中R6和R7独立地选自H、甲基、乙基、C(CH3)2CH2SO3Z，其中Z是如上所定义的基团、C3-C8烷基和结合的(combined)环结构，R12选自H、CH3、C2H5和C3-C24烷基； 
R8和R9独立地选自氢、甲基、乙基和C3-C4烷基； 
R10选自C1-C8烷基、C2-C8链烯基、C6-C10不饱和无环基团、C6-C10环状基团、C6-C10芳香族基团、C2-C4烯化氧基团和聚(C2-C4亚烷基)b氧化物基团；其中b是2-20的整数。 
在本发明另一方面，提供了一种多组分纤维，该纤维包含至少一种组分聚合物组合物和至少一种抗菌组合物。 
在本发明另一方面，提供了一种多组分纤维，该纤维包含两种或更多种组分聚合物组合物和一种上述本发明的抗菌组合物。 
在本发明另一方面，提供了一种包含本发明的纤维或多组分纤维的织物。 
在本发明另一方面，提供了一种包含本发明织物的纺织品。 
在本发明另一个方面，提供了一种本发明纤维或多组分纤维的制造方法，该方法包括： 
(a)提供组分聚合物组合物； 
(b)提供如上所述的本发明的抗菌组合物； 
(c)将(a)的组分聚合物组合物与(b)的抗菌组合物混合； 
(d)使用(c)的产物形成纤维。 
具体实施方式
在本文和所附的权利要求书中，术语“纤维”  表示一种能够纺成纱线，或者通过例如机织、针织、编织、毡合、捻转或织网之类的各种方法粘合或交织成织物的物质单元；纤维是纺织品的基本结构元素。 
在本文和所附的权利要求书中，形容任选的“一种或多种另外的纤维”是“起初不含……的”，表示在与本发明的纤维或多组分纤维结合形成织物之前，所述一种或多种另外的纤维不含本发明的抗菌组合物。然而，应当注意，在被结合入包含本发明纤维或多组分纤维的织物中之后，本发明的一些抗菌组合物可迁移入所述一种或多种另外的纤维中。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“纱线”表示其形式适合用来通过机织、针织、编织、毡合、捻转、织网或其它方法制成织物的一股纺织纤维。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“织物”表示由任何天然或合成的纤维、纱线或其替代品通过机织、针织、毡合、或其它方法、或这些方法的组合制成的任何材料。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“鞘/芯结构”包括多组分纤维同心鞘/芯结构和不同中心的鞘/芯结构。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“并列结构”表示多组分纤维不同中心的鞘/芯结构的一种扩展结构，在此结构中所述多组分纤维的组分聚合物占据多组分纤维表面的一部分。 
在本文中，术语“芯壳结构”可与术语“鞘/芯结构”互换使用。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“烷基”同时包括直链烷基、支链烷基和环烷基。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“链烯基”同时包括直链烯基和支链烯基。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“(甲基)丙烯酸酯”同时包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。 
在一些实施方式中，本发明的组分聚合物组合物包含选自以下的聚合物：聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯)；卤代聚合物(例如聚氯乙烯)；聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))；聚醚；聚酰胺(例如尼龙6和尼龙6，6)；聚氨酯；乙酸纤维素；人造丝；丙烯酸类塑料；聚苯硫(PPS)；及其均聚物、共聚物、多元聚合物和混合物。在这些实施方式的一些方面中，本发明的组分聚合物组合物包含选自以下的聚合物：聚酰胺；聚丙烯；聚乙烯；聚对苯二甲酸乙二酯；及其均聚物、共聚物、多元聚合物和混合物。在这些实施方式的一些方面中，所述组分聚合物组合物包含选自以下的聚合物：尼龙6；尼龙6，6；聚丙烯；聚乙烯；及其均聚物、共聚物、多元聚合物和混合物。在这些实施方式的一些方面中，所述组分聚合物组合物包含选自以下的聚合物：聚乙烯；聚丙烯；及其均聚物、共聚物、多元聚合物和混合物。 
在本发明一些实施方式中，所述抗菌组合物包含选自铜、银、金、锡、锌及其组合的金属。在这些实施方式的一些方面中，金属选自铜、银、金及其组合。在这些实施方式的一些方面中，金属选自铜、银、锌及其组合。在这些实施方式的一些方面中，金属是铜和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，金属是锌和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，金属是银。
在本发明一些实施方式中，所述配位聚合物包含至少一种具有至少一个不饱和基团或芳族杂环基团的单体。适用于本发明的不饱和杂环或芳族杂环基团包括例如：具有一定不饱和度的五元至七元杂环；包含至少一个选自N、O和S原子的杂原子的芳族杂环；这些杂环的异构体及其组合。其他适用于本发明的杂环基团包括：例如稠合在一起，形成包含至少一个N、O或S原子的九元至十四元的较大杂环的五元至七元杂环；这些杂环的异构体及其组合。其他适用于本发明的杂环基团包括与碳环稠合形成九元至十四元的较大杂环的五元至七元杂环。 
在本发明一些实施方式中，所述配位聚合物包括至少一种选自以下的不饱和杂环或芳族杂环基团：咪唑噻吩；吡咯；噁唑；噻唑及它们各自的异构体(例如噻唑-4-基、噻唑-3-基和噻唑-2-基)；四唑；吡啶；哒嗪；嘧啶；吡嗪；吡咯；吲唑；三唑及它们各自的异构体(例如1，2，3-三唑和1，2，4-三唑)；及其组合，例如咪唑1，2，3-三唑-1，2，4-三唑；苯并三唑；甲基-苯并三唑；苯并噻唑；甲基苯并噻唑；苯并咪唑和甲基苯并咪唑。在这些实施方式的一些方面中，所述配位聚合物包含至少一个选自咪唑、苯并三唑和苯并咪唑的杂环基团。在这些实施方式的一些方面中，所述配位聚合物包含咪唑。
在一些实施方式中，本发明的配位聚合物包含以下(a)和(b)的共聚物：(a)包含不饱和基团或芳族杂环基团的单体，(b)不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体。在这些实施方式的一些方面中，配位聚合物中(a)的单体与(b)的单体之比为95∶5至5∶95，或者80∶20至20∶80；或者60∶40至40∶60。在这些实施方式的一些方面中，(a)的单体是1-乙烯基咪唑。在这些实施方式的一些方面中，所述(a)的单体是1-乙烯基咪唑，(a)的单体与(b)的单体之比为95∶5至5∶95，或者80∶20至20∶80；或者60∶40至40∶60。 
在本发明一些实施方式中，所述抗菌组合物包含一种与银配合的配位聚合物，该聚合物含有至少一种含不饱和基团或芳族杂环基团的单体。在这些实施方式的一些方面中，所述包含不饱和杂环或芳族杂环基团的至少一种单体与银的重量比为95∶5至5∶95，或者90∶10至10∶90；或者80∶20至20∶80。在这些实施方式的一些方面中，银与包含不饱和基团或芳族杂环基团的单体的摩尔比为10∶1至1∶10；或者4∶1至1∶4；或者2∶1至1∶2。在这些实施方式的一些方面中，所述包含不饱和杂环或芳族杂环基团的至少一种单体是1-乙烯基咪唑。 
在本发明的一些实施方式中，所述配位聚合物还任选包含交联材料。在这些实施方式的一些方面中，所述配位聚合物中交联材料的含量可至少为0.5重量％；或者＞2重量％；或者＞5重量％；或者＞8重量％；或者＞10重量％；或者＞20重量％；或者＞30重量％；或者＞40重量％；或者＞50重量％；或者＜60重量％；或者为0.5-60重量％；或者＜0.1重量％；或者为0重量％。 
适用于本发明的交联材料包括任何已知的交联材料，只要包含该交联材料时基本不会影响所述抗菌组合物的物理稳定性和化学稳定性即可。在本发明一些实施方式中，所述抗菌组合物可包含含有选自以下的多官能(甲基)丙烯酸酯交联材料的聚合物：甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)；二乙烯基苯(DVB)；二丙烯酸乙二酯(EGDA)；二甲基丙烯酸乙二酯(EGDMA)；二甲基丙烯酸1，3-丁二酯(BGDMA)；二甲基丙烯酸二乙二酯(DEGDMA)；二丙烯酸三丙二酯(TRPGDA)；三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯(TMPTMA)；三丙烯酸三羟甲基丙酯(TMPTA)及其组合。在这些实施方式的一些方面中，所述抗菌组合物可包含含有选自TMPTMA、TMPTA及其组合的交联材料的聚合物。在这些实施方式的一些方面中，所述抗菌组合物可包含TMPTA交联材料。 
在本发明一些实施方式中，所述抗菌组合物的平均粒度≤200纳米；或≤150纳米；或≤100纳米；或≤75纳米；或≤50纳米；或≤25纳米；或≤20纳米；或≤15纳米；或≤10纳米；或为1-10纳米；或为1-8纳米；或≤5纳米。 
在本发明一些实施方式中，所述抗菌组合物的平均粒度小于或等于包含该抗菌组合物的纤维平均横截面积的33％。 
在本发明一些实施方式中，所述抗菌素组合物包含一种配位聚合物，该聚合物的数均分子量≤500000；或≤100000；或≤50000；或≤10000；或为1000-10000；或为5000-10000；或为500-5000。 
在本发明一些实施方式中，所述抗菌组合物包含银。在这些实施方式的一些方面中，所述抗菌组合物中的金属含量为0.5-60重量％；或0.5-15重量％；或为20-100000ppm；或≥20ppm；或为20-4000ppm；或为20-1500ppm；或为30-75ppm；或≥50ppm。在这些实施方式的一些方面中，所述金属选自铜、银、锌及其组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是铜和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是锌和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是银。 
在本发明一些实施方式中，所述抗菌组合物包含银和含有以下(a)和(b)的共聚物的配位聚合物：(a)1-乙烯基咪唑，(b)至少一种不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体。 
在本文和所附的权利要求书中，术语“银”表示结合入本发明抗菌组合物中的银金属。尽管不希望对结合入抗菌组合物中的银的氧化态(Ag0、Ag1+或Ag2+)进行限制，但是可通过在银溶液(例如硝酸银溶于去离子水(“DI”)的溶液)中洗涤聚合物，将银加入抗菌组合物中。除了DI以外，还可使用其他液体介质，例如水、缓冲水溶液、以及聚醚或醇之类的有机溶液。其它的银源包括但不限于乙酸银、柠檬酸银、碘化银、乳酸银、苦味酸银和硫酸银。这些溶液中银的浓度可在以下范围内变化：向抗菌组合物中加入已知量的银所需要的浓度至饱和银溶液。 
在本发明一些实施方式中，所述纤维或多组分纤维中的抗菌组合物含量≥0.01重量％；或者为0.01-30重量％；或者为0.01-20重量％；或者为0.1-15重量％；或者为0.1-10重量％。 
在本发明一些实施方式中，所述纤维或多组分纤维中的金属浓度≥10ppm；或为10-1000ppm；或为10-500ppm；或为10-400ppm；或为10-300ppm；或为10-250ppm；或为10-200ppm；或为10-150ppm；或为10-100ppm或小于100ppm；或为10-50ppm。在这些实施方式的一些方面中，所述金属选自铜、银、锌及其组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是铜和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是锌和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是银。 
在本发明一些实施方式中，所述纤维或多组分纤维还包含选自以下的至少 一种添加剂：阻燃剂、着色剂、颜料、染料、染色剂、抗静电剂、增白化合物、成核剂、抗氧化剂、UV稳定剂、填料、软化剂、润滑剂、固化促进剂、亲水性材料、疏水性材料、防污材料、除臭材料、抗菌剂、消毒剂。 
在本发明一些实施方式中，所述纤维或多组分纤维还可任选包含上述的抗菌剂。合适的抗菌剂可包括，例如任意常规的抗菌剂，只要其基本不会影响纤维或多组分纤维的物理稳定性和化学稳定性即可。在这些实施方式的一些方面中，所述抗菌剂可选自3-异噻唑啉酮(isothiazolone)；氨基甲酸3-碘-2-丙炔基丁酯；2-溴-2-硝基丙二醇；戊二醛；2-正辛基-3-异噻唑啉酮；4，5-二氯2-正辛基-3-异噻唑啉酮；2-吡啶硫羟基-1-氧化(2-pyridinethiol-1-oxide)钠；2-吡啶硫羟基-1-氧化锌；氧二吩噁嗪；对羟基苯甲酸烷基酯；三(羟甲基)硝基甲烷；二羟甲基二甲基乙内酰脲(hydantion)；苯并异噻唑啉酮；聚六亚甲基二胍；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯基醚；磷酸银钠氢锆(例如购自Milliken&Company的AlphaSan)；银沸石(例如购自Sinanen的ZeomicAJ)；交换在磷酸钙上的银(例如购自Sangi的Apiscider
Figure 061A13362_2
)；银玻璃(例如购自Ishizuka Glass的Ionopure)及其组合。 
在本发明一些实施方式中，所述纤维或多组分纤维还可任选地包含消毒剂。合适的消毒剂可包括例如任何常规消毒剂，只要其基本不会影响纤维或多组分纤维的物理稳定性和化学稳定性即可。在这些实施方式的一些方面中，所述消毒剂可选自醇(例如乙醇)、季铵消毒剂、酚类消毒剂、基于卤化物的消毒剂(例如氯基消毒剂和溴基消毒剂)、双胍消毒剂、洗必太消毒剂、碘递体消毒剂、柠檬酸消毒剂、过氧化物消毒剂及其组合，在这些实施方式的一些方面中，消毒剂可选自基于卤化物的消毒剂(例如N-卤代胺)。在这些实施方式的一些方面中，所述消毒剂可选自N-卤代胺、漂白剂、乙内酰脲及其组合。 
在本发明一些实施方式中，所述多组分纤维包含至少一种组分聚合物组合物和至少一种抗菌组合物。在这些实施方式的一些方面中，将所述至少一种组分聚合物组合物中的至少一种与所述至少一种抗菌组合物中的至少一种进行混合。 
在本发明一些实施方式中，所述多组分纤维包含两种或更多种组分聚合物组合物和至少一种抗菌组合物。在这些实施方式的一些方面中，所述两种或更多种组分聚合物组合物表现出不同的化学性质或物理性质。在这些实施方式的 一些方面中，将所述两种或更多种组分聚合物组合物中的至少一种与所述至少一种抗菌组合物中的至少一种进行混合。 
在本发明一些实施方式中，所述多组分纤维的横截面结构选自鞘/芯结构、并列结构、盘形楔(pie wedge configuration)结构、空心盘形楔结构、分段带状(segmented ribon)结构、分段交叉结构、海岛型结构、尖顶三叶形(tipped trilobal)结构和成对结构。在这些实施方式的一些方面中，多组分纤维具有鞘/芯结构。在这些实施方式的一些方面中，多组分纤维的横截面结构选自盘形楔结构；空心盘形楔结构和海岛形结构。 
在本发明一些实施方式中，所述多组分纤维具有鞘/芯结构，其中鞘包含抗菌组合物。在这些实施方式的一些方面中，鞘中的金属浓度≥10ppm；或为10-1000ppm；或为10-500ppm；或为10-400ppm；或为10-300ppm；或为10-250ppm；或为10-200ppm；或为10-150ppm；或为10-100ppm；或小于100ppm；或为10-50ppm。在这些实施方式的一些方面中，所述金属选自铜、银、锌及其组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是铜和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是锌和银的组合。在这些实施方式的一些方面中，所述金属是银。 
在本发明一些实施方式中，所述多组分纤维具有鞘/芯结构，其中抗菌组合物的平均粒度小于或等于鞘平均厚度的33％；或≤25％；或≤20％；或≤15％。 
在本发明一些实施方式中，多组分纤维具有鞘/芯结构，其中鞘中抗菌组合物的含量≥0.01重量％；或者为0.01-100重量％；或者为0.01-90重量％；或者为0.01-80重量％；或者为0.01-75重量％；或者为0.01-70重量％；或者为0.01-50重量％或者为0.01-30重量％；或者为0.01-20重量％；或者为0.1-15重量％；或者为0.1-10重量％。 
在本发明一些实施方式中，多组分纤维具有鞘/芯结构，其中鞘占多组分纤维平均横截面积的比例≤80％；或≤75％；或≤70％；或≤60％；或≤50％；或≤40％；或≤30％；或≤25％；或≤20％；或≤10％；或≥30％。 
在本发明一些实施方式中，多组分纤维具有鞘/芯结构，其中鞘占多组分纤维的重量百分数≤30重量％；或≤25重量％；或≤20重量％；或≤15重量％；或≤10重量％；或≤5重量％。 
在本发明一些实施方式中，所述多组分纤维的横截面结构选自盘形楔结构、空心盘形楔结构和海岛状结构。在这些实施方式的一些方面中，所述多组分纤维的横截面结构选自盘形楔结构和空心盘形楔结构，其中多组分纤维中包括≥2个；或者≥4个；或者≥6个；或者≥8个；或者2-64个；或者2-32个；或者2-16个；或者2-8个；或者16-32个盘形楔区段。在这些实施方式的一些方面中，具有海岛形结构横截面的多组分纤维包括≥300个；或者2-1200个；或者2-650个；或者2-500个；或者2-400个；或者50-400个；或者100-400个；或者200-400个；或者300-400个岛。在这些实施方式的一些方面中，每个盘形楔区段或岛包含≥0.01重量％；或者0.01-30重量％；或者0.01-20重量％；或者0.1-15重量％；或者0.1-10重量％的抗菌组合物。 
本发明的纤维和多组分纤维可用于许多种织物和纺织品。 
在本发明一些实施方式中，提供了包含本发明的纤维或多组分纤维的织物。在这些实施方式的一些方面中，所述织物还可任选地包含至少一种另外的纤维，其中所述至少一种另外的纤维是起初不含抗菌组合物的。在这些实施方式的一些方面中，本发明的纤维或多组分纤维与至少一种另外的纤维相混合。 
在本发明的一些实施方式中，所述至少一种另外的纤维可包括例如天然纤维、合成纤维、无机纤维及其组合和混合。所述另外的纤维的纤度可以是任意旦；可以是多纤丝的或单纤丝的；可以是假捻的或捻合的；可通过捻合和/或熔合将多旦纤丝结合入单股纱线中；可以是具有任意种类横截面的多组分纤维，所述横截面种类包括例如鞘/芯结构、并列结构、盘形楔结构、分段带状结构、分段交叉结构、尖顶三叶形结构和成对结构。 
适用于本发明的天然纤维可包括例如丝、棉、毛、亚麻、软毛、毛发、纤维素、苎麻、大麻、亚麻、木质纸浆及其组合。 
适用于本发明的合成纤维可源自以下材料：包括例如聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯；卤代聚合物，例如聚氯乙烯；聚芳酰胺，例如聚对苯二甲酰对苯二甲胺(例如可购自DuPont的Kevlar纤维)，聚对苯二甲酰间苯二甲胺(例如购自DuPont的Nomex纤维)；三聚氰胺和三聚氰胺衍生物(例如购自BasofilFibers，LLC的Basofil纤维)；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯/聚醚；聚酰胺，例如尼龙6和尼龙6，6；聚氨酯，例如购自Noveon的Tecophilic脂族热 塑性聚氨酯；乙酸酯；丙烯酸类人造丝；及其组合。 
适用于本发明的无机纤维可包括例如玻璃纤维、硼纤维和褐块石棉。 
在本发明一些实施方式中，所述织物中本发明纤维或多组分纤维的含量为100重量％；或者≤75重量％；或者≤50重量％；或者≤40重量％；或者≤30重量％；或者≤20重量％；或者≤10重量％；或者≤5重量％。在这些实施方式的一些方面中，所述至少一种另外的纤维选自棉、毛、聚酯、丙烯酸类塑料、尼龙、丝及其组合和混合。 
在本发明一些实施方式中，提供了包含本发明织物的纺织品。在这些实施方式的一些方面中，所述纺织品选自服装、服装衬里、室内装饰品、地毯、衬垫、背衬、饰墙布、屋顶产品、房间覆盖物、绝缘体、被褥、抹布、毛巾、手套、毛毯、小地毯、帷帘、桌布、长条桌布、纺织袋、遮阳蓬、汽车罩、船罩、帐篷、农业覆盖物、土工织物、车首缆、过滤器、封皮、包头、标签、尿布、女性卫生用品(例如卫生巾、卫生棉条)、洗衣用品(例如织物干燥器-板)、伤口护理产品和医疗护理产品(例如消毒外套、帽子、袍子、面罩、围裙)。 
在本发明一些实施方式中，提供了包含本发明多组分纤维的过滤器介质。在这些实施方式的一些方面中，多组分纤维的横截面结构选自盘形楔结构、空心盘形楔结构和海岛形结构。在这些实施方式的一些方面中，过滤器介质可用于空气过滤。在这些实施方式的一些方面中，所述过滤器介质可用来过滤水。 
在本发明一些实施方式中，所述纤维或多组分纤维是非导电性的。在这些实施方式的一些方面中，用AATCC测试法76-1978所述的步骤测得，所述纤维或多组分纤维的电阻≥10000欧姆；或者≥1000000欧姆；或者≥1×109欧姆。 
在本发明一些实施方式中，在形成所述纤维或多组分纤维之前，将至少一种组分聚合物组合物和至少一种抗菌组合物混合起来。 
在本发明的一些实施方式中，在所述纤维或多组分纤维的形成过程中，将至少一种组分聚合物组合物和至少一种抗菌组合物混合起来。 
可以使用已知的适用于特定组分聚合物组合物的纤维形成技术制备本发明的纤维和多组分纤维。一些最普遍的纤维形成技术包括例如挤出法、熔融吹制法、湿纺法和干纺法。在这些各种方法中，将纤维原料软化至可流动的状态，通过作用力使其通过模头(die)和/或喷丝头形成基础纤维(basic fiber)，然后通常 通过机械加工形成所需的产品纤维或多组分纤维。例如，可以对基础纤维进行拉伸。在典型的挤出操作中，首先将组分聚合物组合物熔融，然后通过作用力使其通过模头和/或喷丝头形成基础纤维，然后在冷却之前进行机械加工，使其形成所需的多组分纤维的产品纤维。在典型的熔融吹制操作中，首先将包含热塑性材料的组分聚合物组合物熔融，然后吹气通过模头和/或喷丝头形成基础纤维，然后将基础纤维冷却生成产物纤维。在典型的湿纺操作中，通过施加作用力使一种或多种组分聚合物组合物和溶剂的溶液通过模头和/或喷丝头形成基础纤维，然后使基础纤维通过凝固浴(例如硫酸钠水溶液)形成产物纤维。在通常的干纺操作中，通过施加作用力使一种或多种组分聚合物组合物和溶剂的溶液通过模头和/或喷丝头进入空气中形成固态纤维。通过这些方法形成的纤维可以、而且通常是收集在带材之类的表面上，形成非织造网状物，或者进行其它的化学处理或机械加工以改变或提高其物理性质和化学性质。 
在以下实施例中将详细描述本发明的一些实施方式。除非另外说明，否则以下实施例中的所有分数和百分数均以重量计。 
实施例 
实施例1：交联的聚合物产物的制备 
采用以下过程制备了一种聚合物产物：(a)向一个1升的烧瓶内加入280克试剂级醇溶液(90重量％EtOH，5重量％MeOH，5重量％PrOH)，该烧瓶装配有搅拌器、具有氮气吹扫出口的水冷回流冷凝器、与I2R Tow TC Adapter型TCA/1温控器相连的热电偶、用Harvard Apparatus22注射驱动装置控制的共进料管道、以及用装有1/4英寸管子的QG-50 FMI泵控制的单体进料管道；(b)在恒定的温和搅拌下将烧瓶内的物料加热至80℃；(c)在2小时内以恒定的速率向该烧瓶内加入包含溶于试剂级醇溶液(25克)的40克丙烯酸月桂酯、40克1-乙烯基咪唑、10克丙烯酸和10克三丙烯酸三羟甲基丙酯单体混合物，同时在2小时内以恒定的速率向该烧瓶内加入溶于试剂级醇溶液(30克)的过氧化新戊酸叔戊酯(2克)(购自Akzo Noble Polymer Chemicals的Triganox
Figure 061A13362_8
125-C75)溶液()；(d)(c)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(e)向该烧瓶加入过氧化新戊酸叔戊酯(2克)；(f)(e)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(g)向该烧瓶加入过 氧化新戊酸叔戊酯(2克)；(h)(g)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(i)向该烧瓶加入过氧化新戊酸叔戊酯(2克)；(j)(i)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(k)使(j)的产物冷却至室温，制得的聚合物产物是包含21重量％聚合物固体的聚合物溶液。 
实施例2：抗菌组合物的制备 
通过如下步骤制备了一种抗菌组合物，该组合物包含与含交联的咪唑的聚合物配位的银：(a)向10克实施例1的产物聚合物溶液的均匀样品中加入2.0克氢氧化铵水溶液(28重量％)；(b)在搅拌下向(a)的产物加入硝酸银水溶液(0.43克AgNO3溶于0.5克去离子水)，形成含2.13重量％银的澄清浅黄色产物溶液；(c)(b)的产物在真空烘箱内以60℃干燥48小时，得到包含8.98重量％的银、具有类似精制食盐的均匀粒度的干燥固体。 
实施例3：非交联的聚合物产物的制备 
采用以下步骤制备聚合物产物：(a)向一个1升的烧瓶内加入280克试剂级醇溶液(90重量％EtOH，5重量％MeOH，5重量％PrOH)，该烧瓶装配有搅拌器、具有氮气吹扫出口的水冷回流冷凝器、与I2R Tow TC Adapter型TCA/1温控器相连的热电偶、用Harvard Apparatus22注射驱动装置控制的共进料管道、以及用装有1/4英寸管子的QG-50 FMI泵控制的单体进料管道；(b)在恒定的温和搅拌下将烧瓶内的物料加热至80℃；(c)在2小时内以恒定的速率向该烧瓶内加入包含溶于试剂级醇溶液(25克)的45克丙烯酸月桂酯、45克1-乙烯基咪唑、10克丙烯酸的单体混合物，同时在2小时内以恒定的速率向该烧瓶内加入溶于试剂级醇溶液(30克)的过氧化新戊酸叔戊酯(2克)(购自Akzo Noble Polymer Chemicals的Triganox125-C75)溶液()；(d)(c)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(e)向该烧瓶内加入过氧化新戊酸叔戊酯(2克)；(f)(e)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(g)向该烧瓶加入过氧化新戊酸叔戊酯(2克)；(h)(g)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(i)向该烧瓶内加入过氧化新戊酸叔戊酯(2克)；(j)(i)的产物在恒定的温和搅拌下在80℃保持30分钟；(k)使(j)的产物冷却至室温，制得的聚合物产物是包含21重量％聚合物固体的聚合物溶 液。 
实施例4：抗菌组合物的制备 
通过如下步骤制备了一种抗菌组合物，该组合物包含与含交联的咪唑的聚合物配位的银：(a)向10克实施例3的产物聚合物溶液的均匀样品中加入2.0克氢氧化铵水溶液(28重量％)；(b)在搅拌下向(a)的产物中加入硝酸银水溶液(0.40克AgNO3溶于0.5克去离子水)，形成含1.96重量％银的澄清浅黄色产物溶液；(c)(b)的产物在真空烘箱内以60℃干燥48小时，得到包含7.77重量％的银、具有类似精制食盐的均匀粒度的干燥固体。 
实施例5：用于挤出的聚丙烯的制备 
用于各挤出试验(实施例6-10)的聚丙烯是购自Sigma-Aldridge有限公司的等规立构聚丙烯(CAS#9003-07-0)，其重均分子量Mw约为250000，数均分子量Mn约为67000，据报道熔体指数(ASTM D 1238，230℃/2.16千克)为12.0克/10分钟。所得的等规立构聚丙烯为小球形式，使用Waring搅拌器用干冰研磨，制得与精制食盐类似的均匀粒度。 
实施例6-10：挤出 
使用装备了线料模头的RCP-0625型单螺杆Randcastle Microtruder进行各挤出试验。所述Randcastle Microtruder的特征是，沿其圆筒具有3个可控的温度区，在模头有一个可控的温度区。在各挤出试验中，在挤出过程中将所有的可控温度区都保持在350℃。在挤出过程中，挤出试验的螺杆速度在10-50rpm之间变化。在所有的挤出试验中，手工将挤出体从染料(dye)中拉出以收集产物纤维。在所有的挤出试验中，产物纤维具有均匀的一致性。用ICP分析测得的产物纤维的银浓度列于表B。 
各挤出试验的步骤如下： 
(a)对于各挤出试验，将具有表A所列组成的混合物加入RandcastleMicrotruder中； 
(b)将使用(a)的进料混合物制备的产物纤维从染料中手工拉出。 
表A 
  组分     实施例6     实施例7     实施例8     实施例9     实施例10
  实施例2的产物     0.17克     0.85克     0克     0克     0克
  实施例4的产物     0克     0克     0.19克     0.95克     0克
  实施例5的产物     150克     150克     150克     150克     150克
表B 
    源自以下实施例的产物纤维     银含量
    实施例6     67ppm
    实施例7     345ppm
    实施例8     97ppm
    实施例9     443ppm
    实施例10     0ppm

Claims (12)

1.一种纤维，其包含组分聚合物组合物和抗菌组合物，所述抗菌组合物包含与配位聚合物配位的金属，所述金属选自铜、银、金、锡、锌及其组合；所述配位聚合物包含1-乙烯基咪唑与至少一种不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体形成的共聚物，所述共聚物中1-乙烯基咪唑与所述至少一种不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体的比例为60∶40至40∶60，且其中所述配位聚合物的数均分子量为500-5000。
2.如权利要求1所述的纤维，其特征在于，所述纤维是多组分纤维。
3.一种多组分纤维，其包含两种或更多种组分聚合物组合物，所述两种或更多种组分聚合物组合物各自具有不同的化学性质或物理性质，所述组分聚合物组合物中的至少一种包含一种抗菌组合物，该抗菌组合物包含与配位聚合物配位的金属，所述金属选自铜、银、金、锡、锌及其组合；所述配位聚合物包含1-乙烯基咪唑与至少一种不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体形成的共聚物，所述共聚物中1-乙烯基咪唑与所述至少一种不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体的比例为60∶40至40∶60，且其中所述配位聚合物的数均分子量为500-5000。
4.如权利要求2或3所述的多组分纤维，其特征在于，所述多组分纤维的横截面结构选自鞘/芯结构、并列结构、盘形楔结构、空心盘形楔结构、分段带状结构、分段交叉结构、海岛型结构、尖顶三叶形结构和成对结构。
5.如权利要求2或3所述的多组分纤维，其特征在于，所述多组分纤维的横截面为鞘/芯结构，所述鞘包含抗菌组合物。
6.如权利要求1所述的纤维，其特征在于，在形成纤维之前将所述抗菌组合物结合入组分聚合物组合物中。
7.一种织物，该织物包含权利要求1所述的纤维。
8.一种纺织品，该纺织品包含权利要求7所述的织物。
9.如权利要求8所述的纺织品，其特征在于，所述纺织品选自服装、服装衬里、室内装饰品、地毯、衬垫、背衬、饰墙布、屋顶产品、房间覆盖物、绝缘体、被褥、抹布、毛巾、手套、毛毯、帷帘、长条桌布、纺织袋、遮阳蓬、汽车罩、船罩、帐篷、农业覆盖物、土工织物、车首缆、过滤器、封皮、包头、标签、尿布、女性卫生用品、洗衣用品和医疗护理产品。
10.一种制备纤维的方法，该方法包括：
(a)提供至少一种组分聚合物组合物；
(b)提供至少一种抗菌组合物，该抗菌组合物包含与配位聚合物配位的金属，所述金属选自铜、银、金、锡、锌及其组合；至少一种配位聚合物包含1-乙烯基咪唑与至少一种不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体形成的共聚物，所述共聚物中1-乙烯基咪唑与所述至少一种不含不饱和杂环或芳族杂环基团的单体的比例为60∶40至40∶60，且其中配位聚合物的数均分子量为500-5000；
(c)将(a)的组分聚合物组合物与(b)的抗菌组合物混合起来；
(d)使用(c)的产物形成纤维。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述纤维是多组分纤维。
12.如权利要求8所述的纺织品，其特征在于，所述纺织品是伤口护理产品。
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