CN1934299A - 提供抗菌复合纱线、由其制造的复合织物和制品的方法 - Google Patents

Abstract

提供复合产品，例如复合纱线、复合织物或复合制品抗菌性能的方法，包括下述步骤：在含有机抗菌剂的水性溶液内浸渍复合产品；从该浴液中分离浸渍的复合产品；和干燥所分离的复合产品。以及由其提供的复合产品。

Description

提供抗菌复合纱线、由其制造的 复合织物和制品的方法

发明背景

发明领域

本发明涉及以简单的后序生产工艺提供复合纱线、复合织物或复合制品抗菌性能的方法，以及由其提供的抗菌复合纱线、织物或制品。

背景技术的讨论

目前在市场上具有许多类型的抗菌纤维基产品。存在两种基本的方法提供抗菌性能：1)中毒方法和2)接触杀灭方法。在中毒方法中，方便地通过在产品的表面上掺入银离子(或者盐形式或者含有银离子的陶瓷)，或者在聚合物基产品的情况下，通过添加到聚合物熔体上，将银离子掺入到聚合物内部，从而制备该产品。银离子然后渗透到微生物内并防止繁殖。当然这一方法的缺点(downside)是当为了起作用，它们必需从产品中出来并渗透到微生物内时，它费时且银离子自然耗尽。

在接触杀灭方法中，将抗菌剂施加到单独的纤维或纱线的外表面上或者溶解在聚合物熔体内，之后形成纤维或纱线，所述纤维或纱线一旦接触微生物则引起它死亡。US5567372公开了在形成纤维之前，通过掺入到聚合物熔体内，硅氧烷季铵盐基抗菌剂的用途。美国专利申请公布2003/0064645公开了使用要求处理聚酯以提供活性官能团，然后杂环的N-卤代胺共价键合到所述活性官能团上，使得该聚酯抗菌的方法，从而制备抗微生物的聚酯织物、纤维和其它材料。US6596657公开了尤其对于含聚丙烯和尼龙的织物来说，通过起始磷酰化聚合物纤维表面，或者对于非改性的表面来说，通过使用抗菌剂，例如三氯生的非挥发性盐，或者通过络合碘与含有带接枝酰胺链的聚合物，从而提供抗菌性能的方法。然而，所有这些方法共同地需要或者在制备聚合物本身的过程中，或者通过化学改性表面改性聚合物纤维，在聚合物水平下产生抗菌性能。

在复合纤维的区域内，耗费一定的努力产生抗菌产品。由于复合纤维常常在肉食包装和其中潜在地存在高含量细菌的类似工业中用于制备防切割手套和其它制品，因此抗菌复合纤维产品非常有用。US6351932、WO99/35315和US6266951各自公开了在复合纤维中的抗菌性能。然而，在每一情况下，在掺入到复合纤维内之前，通过由提供抗菌性能的组分形成复合纤维，从而产生这些性能。因此，在这些情况的每一种中，在掺入到复合纤维中之前，需要纤维制造商或者购买抗菌组分以供在制备复合纤维中使用，或者制备单独的抗菌组分本身。

在US6384254和US5707736每一篇中，公开了用抗菌组合物处理纤维的方法。US6384254公开了使用含有聚硅氧烷溶液的季铵盐，通过浸渍、喷洒或辊涂处理织物，在织物上得到抗菌剂的控制涂层重量，接着用吹入的热空气或者在100-150℃下的加热炉内干燥。在US5707736中，公开了通过在稀释的抗菌剂槽中浸渍织物，接着挤压至部分干燥，接着在热空气吹入腔室内或者热鼓腔室内，在最多120℃的温度下干燥，接着缠绕织物，然后将其用作敷料或载体，从而处理织物的连续方法。然而，使用普通消费者不容易获得的设备和条件，且典型地没有牵涉含有多类纤维、纱线或其它材料的最终物品的制品，从而再次由织物制造商使用这些方法中的每一种。

因此，需要提供含两类或更多类不同类型的纤维或纱线(即分别是复合纱线、复合织物或复合制品)的纱线、织物和最终制品抗菌性能的方法，可在生产最终产品之后，由消费者，或者由制造商容易地进行该方法。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供复合纱线抗菌性能的方法。

本发明的进一步的目的是提供复合织物抗菌性能的方法。

本发明另一目的是提供含复合纱线或织物的复合制品抗菌性能的方法。

通过开发提供复合产品抗菌性能的方法，从而满足本发明的这些和其它目的，其中该方法包括：

在含有机抗菌剂的水性浴液内浸渍复合产品；

从该浴液中分离浸渍的复合产品；和

干燥所分离的复合产品，

其中该复合产品是选自复合纱线、复合织物和复合制品中的一种成员，以及由其制备的抗菌复合产品。

发明详述

此处所使用的术语“纤维”是指在纱线和织物的组件中所使用的基本组分。一般地，纤维是长度尺寸比其直径或宽度大得多的组分。这一术语包括丝带、条状物、短纤维和其它形式的短切、切割或不连续纤维和具有规则或不规则截面的类似物。“纤维”还包括多个上述任何一种或者上述的结合。

此处所使用的术语“高性能纤维”是指强度值大于10g/旦的合成或天然非玻璃纤维组，使得它们本身可用于其中高的耐磨性和/或抗切割性是重要的应用中。典型地，高性能纤维在最终的纤维结构内具有非常高的分子取向程度和结晶度。

此处所使用的术语“长丝”是指无限或极长的纤维例，如在蚕丝中天然发现的那些。这一术语还指代尤其通过挤出工艺生产的制造纤维。构成纤维的单独的长丝可具有各种截面中的任何一种，其中包括圆形、齿形或锯齿形、扁豆状或者其它形状。

此处所使用的术语“纱线”是指纺织品纤维、长丝或适合于编织、织造或者要么捻合形成纺织品织物的形式的材料的连续绳股。纱线可存在各种形式，包括由通常通过加捻粘结在一起的短纤维组成的细纱；由许多连续长丝或绳股组成的多复丝；或者由单一绳股着成的单复丝。

此处所使用的术语“喷气交缠”是指将纱线的多根绳股置于空气射流下，以便结合绳股并因此形成单一的间断性掺混的绳股。这一处理有时被称为“气粘”。这一术语没有用来指代“混合”或“缠结”工艺，在本领域中，它们是指空气压缩复丝，以便尤其在织造工艺中，促进它的进一步加工的方法。典型地掺混的纱线绳股没有与另一纱线结合。相反，单独的复丝绳股在单一绳股的区间内彼此结合。这种空气压缩用作纱线上浆的替代且作为提供改进的抗粘性能的方式。这一术语也不是指代为增加单一纱线或多根纱线绳股的松密度而进行的公知的喷气变形。在美国专利6349531、6341483和6212914中公开了在复合纱线中喷气交缠的方法和因此合适的装置，其内容在此通过参考引入。

术语“复合纱线”是指由两种或更多种可以相同或者不同的纱线制备的纱线。复合纱线可具有其中两种或更多种纱线相对于彼此的取向不同的各种形式。两种或更多种纱线可以例如平行、一根绕另一根缠绕，一起加捻，或者任何一种或所有这些的结合，以及其它取向，这取决于所需的复合纱线的性能。在美国专利4777789、5177948、5628172、5845476、6351932、6363703和6367290中提供了这种复合纱线的实例，其内容在此通过参考引入。

此处使用术语“复合织物”是指由两种或更多种不同类的纱线或复合纱线制备的织物。织物的结构可以是任何类型，其中包括，但不限于，织造、编织、非织造等。两种或更多种不同类的纱线或复合纱线包括，但不限于，由天然纤维、合成纤维及其结合制造的那些。

此处使用术语“复合制品”是指含至少两种不同类材料的最终制品。复合制品可由复合织物制备，或者可由含有仅仅一类纱线的常规织物制备，但使用由不同材料制造的纱线或缝合线置于一起。或者，可使用复合纱线作为缝合线将常规织物缝合在一起。复合制品可以是任何形式，其中包括，但不限于，手套、皮圈、袜子、过滤器、衬衫、裤子、内衣、一件连衫裤工作服等。所有这些类型的制品，以及对于本领域的技术人员来说显而易见的其它变换包括在本发明的“复合制品”定义内。

本发明涉及提供复合纱线、复合织物或复合制品抗菌性能的方法。该方法包括在有机抗菌剂的含水溶液/乳液/分散液内浸渍复合纱线、织物或制品，从纱线、织物或制品中排出过量的水，接着使用加热器，优选在50-100℃的温度下，干燥复合纱线、织物或制品。优选地，加热器具有在所需温度下强制吹入的热空气，以辅助带走从处理产品中释放的湿气。或者，视需要，加热器可在减压下操作，以便进一步降低温度并除去所释放的湿气。

作为在本发明中使用的抗菌剂，人们可使用任何常规的有机(即不含银离子)的抗菌剂。优选地，抗菌剂是硅氧烷基季铵盐，更优选长链(C₁₂-C₂₀)烷基二甲基氨基三羟基甲硅烷基丙基卤化铵和氯代烷基三羟基硅烷的共聚物(可以或者可以不包括部分或完全水解形式)。尤其优选用作抗菌剂的是十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵和氯代丙基三羟基硅烷。合适的这种抗菌剂包括，但不限于，获自于NovaBioGenetics，Inc.，的抗菌剂Bioshield系列，诸如由Acordis制备Biokryl产品所使用的那些，或者来自Aegis Enviroments的AEM 5700 Antimicrobial、AEM 5772 Antimicrobial和AEGISAntimicrobial之类的抗菌剂。以含水溶液/乳液/分散液的形式使用抗菌剂(这取决于该试剂本身的溶解度)。当需要产生乳液或分散液时，可使用任何常规的乳化剂或分散剂，只要它可使用水和洗涤剂，容易地从纱线、织物或制品表面洗掉即可。优选地，抗菌剂以0.1-2重量％，更优选0.1-1重量％，最优选0.3-0.7重量％的用量存在于抗菌剂内。若从供应商处以所需的较高百分数接收抗菌剂，则可视需要稀释该试剂，以提供所需浓度的溶液/乳液/分散液。

为了提供复合纱线抗菌性能，本发明的方法可在纱线组装之后的任何阶段处与复合纱线一起使用。若在连续类型的工艺(在本发明的上下文中，连续类型的工艺包括真正连续的工艺和其中为了产品类型的变化、其它生产线的改良或者任何其它原因，周期性终止的半连续的工艺)中使用，则可在组装之后，但在纱线包装或筒管上卷曲之前进行抗菌液体的施加。可通过浸渍穿过该浴液，接着使用在线干燥器干燥，从而进行在这一连续工艺中的施加。可或者在这种连续工艺中，通过使用复合纱线绕其缠绕的加热的干燥辊，进行干燥。可基于干燥辊的尺寸和绕辊缠绕纱线的数量来调节干燥时间。在间歇类型的工艺中，组装复合纱线，在筒管上卷曲，然后将整个复合纱线包装(绕筒管缠绕的纱线)浸渍在抗菌剂浴液内。在时间段足以在整个筒管上提供完全渗透抗菌剂液体的浸渍之后(优选5-60秒)，从该浴液中取出包装，排放掉过量的水，并将该包装置于在干燥温度下的加热器内。

为了提供复合织物抗菌性能，同样可在形成织物之后的任何阶段处，以或者连续类型的工艺或者间歇类型的工艺使用本发明的方法。与在复合纱线的情况一样，可在形成织物之后(即在织造、编织或形成非织造网幅之后)，但在辊上卷曲织物之前，通过施加抗菌液体，进行复合织物的连续类型的工艺。可通过浸渍穿过浴液，接着使用在线干燥器干燥该织物，从而进行抗菌剂的施加。与在复合纱线中的情况一样，也可在间歇类型的工艺中，通过浸渍织物的整个辊，排出过量的水，并将辊置于干燥温度下的加热器内，从而使得复合织物抗菌。

在本发明方法的优选实施方案中，在复合制品上使用该工艺提供抗菌性能。这一实施方案是最优选的，因为它可使用常规的家庭洗衣机和干燥器由消费者容易地实现。在这一实施方案中，在洗涤循环之前或之中将抗菌剂加入到洗衣机中。在洗涤之后，将处理过的复合制品置于家庭干燥器内，并在约70-90℃的温度下干燥。所得复合制品的抗菌性能将持续至少20次洗涤循环，更优选至少40次洗涤循环，最优选最多50次洗涤循环，且不需要再补充。

可在任何制品上使用本发明的方法，其中包括由合成纤维或纱线制造的那些，由天然纤维或纱线制造的那些，皮革产品和含有任何或所有这些的制品。合适的制品包括任何一种布料或防护服，例如鞋子、袜子，以及过滤介质。

本发明的进一步优选的实施方案提供循环含抗菌剂的废液以供在其它复合纱线、复合织物或复合制品上使用。方便地，当通过浸渍产品(与掺入到产品组分本身的内部结构内相反)来制备抗菌产品时，含有废抗菌剂的液体被一次使用之后废弃。申请人已发现，通过循环含废抗菌剂的液体，可进行多次重复的工艺，且不需要再补充抗菌剂的含量。即使那样，全部需要的是添加充足的抗菌剂到液体中，以引起抗菌剂的含量达到所需的水平。

这一方法的一个主要的优点是节约成本，这种成本的节约来自于循环抗菌剂溶液。这使得与本领域当今所使用的大多数产品相比，处理不那么昂贵。另一优点是处理的产品可与其它基本的洗涤物体、毛巾和内衣等一起洗涤。常见的漂白剂和洗涤剂也没有问题，且不损害产品的抗菌性能。相反的是，如下所述，使用漂白剂实际上是有利的。一旦在复合纱线、织物或制品上进行本发明的方法，则抗菌性能坚固并通过(以上所述的)多次洗涤/干燥循环保存下来。也可通过在含有次氯酸盐的漂白剂溶液，例如常规的次氯酸钠中洗涤或处理用过的纱线、织物或制品，从而再补充或者再活化这些性能。

尽管可在任何的浴液pH下进行本发明的工艺，但优选pH略微碱性，更优选≥8，最优选≥9。在这些较高的pH下，所得处理产品具有抗菌性能的较大耐久性。

本发明的方法提供容易地处理由大于一类材料制造的纱线、织物和制品的能力并赋予整个产品抗菌性能，而与其组成无关。此外，本发明的方法不要求使用加压设备，当视图渗透纱线的整个筒管或织物辊时，这是常规地进行的。由消费者在最终的制品上，或者由纱线或织物的制造者在组装的复合纱线或复合织物上容易地进行本发明的方法，并且相对容易和很少外加成本。甚至更好的是能循环在该方法中使用的抗菌剂浴液以供进一步的成本节约。此外，通过使用本发明方法的有机抗菌剂(而不是银离子基抗菌剂)和较低的干燥温度，所得抗菌产品没有经历变色，在采用银基抗菌剂的情况下会发生这种变色，或者由于其它抗菌剂的热降解可导致所述变色。

显然，鉴于本发明的上述教导，本发明的额外的改性和改变是可能的。因此，要理解，可在所附权利要求的范围内而不是此处具体地描述的内容来实践本发明。

Claims (18)

1.提供复合产品抗菌性能的方法，该方法包括：

在含有机抗菌剂的水性浴液内浸渍复合产品；

从该浴液中分离浸渍的复合产品；和

干燥所分离的复合产品，

其中该复合产品选自复合纱线、复合织物或复合制品。

2.权利要求1的方法，进一步包括在进一步的浸渍步骤中，在不同的复合产品上再使用该浴液的步骤。

3.权利要求1的方法，其中所述复合产品是复合纱线。

4.权利要求1的方法，其中所述复合产品是复合织物。

5.权利要求1的方法，其中所述复合产品是复合制品。

6.权利要求5的方法，其中所述复合制品是选自手套、皮圈、袜子、过滤器、衬衫、裤子、内衣和一件连衫裤工作服。

7.权利要求3的方法，其中所述方法是连续方法。

8.权利要求3的方法，其中所述方法是间歇方法，和所述复合织物为在筒管上缠绕的复合织物形式。

9.权利要求4的方法，其中所述方法是连续方法。

10.权利要求4的方法，其中所述方法是间歇方法，和所述复合纱线为在筒管上缠绕的复合纱线形式。

11.权利要求1的方法，其中所述有机抗菌剂以全部浴液重量的0.1-2重量％的用量存在于所述浴液内。

12.权利要求1的方法，其中所述有机抗菌剂是硅氧烷基季铵盐。

13.权利要求12的方法，其中所述硅氧烷基季铵盐是长链(C₁₂-C₂₀)烷基二甲基氨基三羟基甲硅烷基丙基卤化铵和氯代烷基三羟基硅烷的共聚物。

14.权利要求12的方法，其中所述硅氧烷基季铵盐是十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵和氯代丙基三羟基硅烷的共聚物。

15.权利要求5的方法，其中在家庭洗衣机中进行所述浸渍步骤，并在家庭衣服干燥器中进行所述干燥步骤。

16.权利要求1的方法，其中在50-100℃的温度下进行所述干燥步骤。

17.权利要求1的方法，其中在70-90℃的温度下进行所述干燥步骤。

18.一种具有抗菌性能且由权利要求1的方法制备的复合产品，其选自复合纱线、复合织物和复合制品。