TW201804036A - 抗微生物母料之製造方法及其產品 - Google Patents

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Abstract

可將母料與原始聚合物摻和以在進一步處理之前將期望顏色或其他性質添加至該原始聚合物。本文提供製造抗微生物及/或抗病毒聚合母料之方法及製程，該聚合母料可用於將抗微生物、抗病毒及/或抗真菌性質添加至原始聚合物而不顯著降格該原始聚合物之性質。可將該母料擠製成丸粒或使其形成其他顆粒，用於隨後與該原始聚合物摻和以將抗微生物及抗病毒性質添加至聚合材料。 該方法包括於將基礎聚合物與抗微生物劑、抗病毒劑及/或抗真菌劑複合在一起後之熱處理。該熱處理包含將母料摻合物加熱至介於該基礎聚合物之玻璃轉換溫度與熔點間之溫度。

Description

抗微生物母料之製造方法及其產品
本發明係關於製造抗微生物及/或抗病毒聚合母料之方法及製程。可將母料擠製成丸粒或使其形成其他顆粒用於隨後與聚合物摻和，以將抗微生物及抗病毒性質添加至聚合材料。 抗微生物及/或抗病毒母料容許聚合產品製造者在製造製程期間經濟地將抗微生物及/或抗病毒組份添加至聚合物。更具體而言，本發明係關於製備具有多個抗微生物用途之抗微生物及抗病毒聚合材料之經改良製程及母料。
包含小濃度之水不溶性銅化合物顆粒之聚合材料展現抗微生物、抗病毒及/或抗真菌性質，該等顆粒在與流體接觸時釋放Cu+離子及Cu++離子中之至少一者且經包埋及/或自聚合材料表面突出。因此，藉助(例如)擠製、噴射或模製製程可將此等聚合材料轉化成具有抗微生物、抗病毒及/或抗真菌性質之產品，包括(但不限於)纖維、紗線、膜及固體表面。 在某些實施例中，可將抗微生物或耐火顆粒添加至熔融聚合物，以形成聚合漿液。抗微生物、抗真菌及/或抗病毒組份可直接添加至聚合物或作為抗微生物及/或抗病毒母料之組份添加。 美國專利申請公開案第US 2008/0193496號闡述製造抗微生物及抗病毒母料之製程以及製造抗微生物及抗病毒產品之製程，且其揭示內容以引用方式全部併入本文中。 製取抗微生物及抗病毒母料之先前技術製程顯示於圖1中。該製程包括將水不溶性銅氧化物顆粒與聚鄰苯二甲酸乙二酯(PET)複合。在圖1中所顯示之實施例中，PET具有0.75之IV。在230℃至250℃間之溫度下以分批製程將PET與銅氧化物顆粒複合，並將基於亞磷酸酯之穩定劑Irgafos ®添加至複合製程，以清除水分並防止PET水解及降解。擠製漿液以產生抗微生物母料丸粒，其可與其他原始聚合物摻和以產生抗微生物及抗病毒聚合材料。在典型製程中，經摻和之母料具有大約40 wt.%之銅氧化物顆粒濃度。基於習用處理知識，為防止經摻和之原始聚合物降解，將經摻和之母料在大約120℃下真空乾燥12小時，以自丸粒去除水分。 如先前所述，母料丸粒具有大約40%之銅氧化物濃度。可將該等丸粒與原始熱塑性聚合物摻和以產生抗微生物聚合材料。舉例而言，可將母料丸粒以6.5%之摻和比添加至原始熱塑性聚合物以產生銅氧化物濃度為大約2.6 wt.%之抗微生物聚合材料，並然後將其擠製成紗線。然而，在此實施例中，在擠製紗線之製程期間，聚合物未形成穩定的螺紋線且穿過噴絲孔滴落。此現象指示由於水解所致之聚合物IV損失。紗線產率＜10%。 在此等製程中，紡絲製程之產率係藉由將所產生纖維或紗線之重量除以藉助紡絲製程處理之熱塑性聚合物之重量來計算。 業內需要製造抗微生物母料之方法及製造較高產率之抗微生物聚合紗線或纖維之紡絲製程。
可將母料與原始聚合物摻和以將某些性質提供至聚合物。舉例而言，母料可係用於將抗微生物性質提供至聚合物之抗微生物母料或用於將耐火性質提供至聚合物之耐火母料。在大多數情形下，將母料添加至聚合物不應不利地影響聚合物之其他性質。 在一個實施例中，製造不會不利地影響經摻和聚合物之黏度之抗微生物母料之方法包含將抗微生物顆粒與基礎聚合物複合。舉例而言，母料之抗微生物顆粒可包含可與經摻和之原始聚合物反應而不利地影響聚合物之分子量或黏度的附接官能基。 可藉由將基礎聚合物與至少一種包括期望性質之組份複合來製造母料。在抗微生物母料之實施例中，可將抗微生物顆粒以(例如)介於1:7與1:1間之比率添加至基礎聚合物，以產生抗微生物聚合物或抗微生物母料。在抗微生物母料之另一實施例中，可將抗微生物顆粒以(例如)介於1:3與1:1間之比率添加至基礎聚合物，以產生具有較高濃度抗微生物顆粒之抗微生物聚合物或抗微生物母料。抗微生物聚合物或抗微生物母料可包含濃度為12 wt.%至50 wt.%之抗微生物顆粒。 在一些情形下，抗微生物顆粒可包含可與原始聚合物反應之組份或官能基。可添加額外處理步驟以去除母料之組份或組份之官能基。舉例而言，複合之後，可將抗微生物聚合物加熱，以使抗微生物聚合物中之聚合物與附接至抗微生物顆粒之官能基(例如羥基)反應。舉例而言，可將抗微生物聚合物加熱至介於抗微生物聚合物中之聚合物之玻璃轉換溫度與熔融溫度間之反應溫度，以產生抗微生物母料。在一些情形下，加熱可另外導致抗微生物聚合物中之聚合物之固有黏度增加。 製造抗微生物聚合物之方法可包含將抗微生物母料與熱塑性聚合物摻和。摻和比可係任何在成品聚合物中產生期望抗微生物顆粒濃度之期望摻和比。舉例而言，可使用介於3%與10%間之摻和比來製造抗微生物聚合物。抗微生物聚合物可經擠製以產生抗微生物纖維。 擠製抗微生物聚合物之產率大於80%。該產率係藉由將所產生抗微生物纖維之重量除以經擠製之抗微生物聚合物之重量來計算。 在某些實施例中，基礎聚合物係以下聚合物中之一者：聚酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯及聚對苯二甲酸丙二酯、聚乳酸、聚乙交酯及聚乳酸共乙醇酸、聚醯胺或耐綸(nylon，包括但不限於耐綸-6 (聚己內醯胺)及耐綸6.6)、聚胺基甲酸酯、類似熱塑性聚合物或共聚物及其組合。 因此，在一個實施例中，形成抗微生物纖維之方法可包含將水不溶性銅化合物顆粒與聚酯聚合物複合(其中抗微生物金屬顆粒對聚酯聚合物之比率介於1:3與1:1之間)，以產生抗微生物聚酯，其中水不溶性銅化合物顆粒具有附接至不溶性銅化合物顆粒表面之羥基。複合之後，可將抗微生物聚酯加熱至介於抗微生物聚合物中聚酯聚合物之玻璃轉換溫度與熔融溫度間之反應溫度，以使抗微生物聚合物中之聚酯聚合物與附接至不溶性銅化合物顆粒表面之羥基反應，並使抗微生物聚酯中之聚酯聚合物聚合以產生抗微生物母料。 抗微生物顆粒可係水不溶性銅化合物顆粒。水不溶性銅化合物顆粒可暴露並自聚合材料之表面突出，其中水不溶性銅氧化物顆粒在與流體接觸時釋放Cu+離子及Cu++離子中之至少一者。 反應溫度可係任何驅動反應之溫度。舉例而言，反應溫度可介於基礎聚合物之玻璃轉換溫度與熔點之間。在更具體實施例中，反應溫度自低於抗微生物聚合物中之聚合物之熔融溫度100℃至低於其熔融溫度10℃之溫度，且更具體而言，反應溫度自低於抗微生物聚合物中之聚合物之熔融溫度60℃至低於其熔融溫度20℃之溫度。
可將抗微生物母料丸粒與原始聚合物摻和以將抗微生物性質添加至聚合物。如本文所用抗微生物母料係抗微生物、抗真菌及/或抗病毒聚合丸粒或其他顆粒之經濃縮混合物。抗微生物母料可包含額外組份，例如(但不限於)欲在摻和製程期間囊封於聚合物中之顏料、處理劑及/或其他添加劑。在一個實施例中，抗微生物母料丸粒可包含聚酯聚合物及包含不溶性銅化合物之顆粒，該等不溶性銅化合物在暴露於流體時釋放Cu++作為活性抗微生物劑。在另一實施例中，抗微生物母料丸粒可包含聚酯聚合物及由不溶性銅化合物(例如，銅氧化物)組成之顆粒，該等不溶性銅化合物在暴露於流體時釋放Cu++作為活性抗微生物劑。在另一實施例中，該方法包含將耐火顆粒添加至基礎聚合物以產生耐火母料。 抗微生物顆粒可包含具有附接羥基之任何抗微生物固體，該等羥基可在摻和、擠製、聚合及/或紡絲製程期間與聚合物反應，以降低聚合物之固有黏度。抗微生物顆粒可包括(但不限於)銅氧化物、氧化亞銅、氧化銅、碘化銅、氧化鋅(ZnO)、氧化銀(Ag2 O)、矽酸鋁鈉(沸石)，銅/銀/鋅/Cu-Ag/Cu-Zn/Ag-Zn/Cu-Ag-Zn沸石、銅/銀/鋅/Cu-Ag/Cu-Zn/Ag-Zn/Cu-Ag-Zn沸石與銅氧化物之組合、氧化鎂與銅氧化物之組合、二氧化矽(SiO2 )、氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鈦(TiO2 )或其組合。在另一實施例中，顆粒可係用於製造耐火母料之耐火顆粒。抗微生物顆粒可係水不溶性銅化合物顆粒。該等水不溶性銅氧化物顆粒在與流體接觸時釋放Cu+離子及Cu++離子中之至少一者。耐火顆粒可包含(例如)氧化鎂。 在一些實施例中，抗微生物顆粒由在暴露於流體時釋放Cu+及/或Cu++之不溶性銅化合物組成。在具體實施例中，抗微生物顆粒由碘化銅、銅氧化物或其組合組成。 包含在暴露於流體時釋放Cu+及/或Cu++之不溶性銅化合物之顆粒於母料丸粒中之濃度可介於20 wt.%與50 wt.%之間。通常，如圖1之先前技術製程中所見，母料丸粒經完全乾燥以去除水。在圖1之先前技術製程中，母料丸粒在120℃下經乾燥12小時，以自母料丸粒製備製程去除殘餘水分。去除殘餘水分以防止隨後與母料摻和來產生抗微生物聚合物之原始聚合物水解。原始聚合物之水解導致IV之損失及擠製及紡絲製程中產率之下降。然而，令人驚訝地，先前技術製程之乾燥製程不足以防止在母料與原始聚合物摻和期間原始聚合物之水解及固有黏度之下降。隨後之擠製或紡絲製程產生低產率。 聚合物可係聚酯(包括但不限於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)及聚對苯二甲酸丙二酯)、聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)及聚乳酸共乙醇酸(PGLA)、聚醯胺或耐綸(包括但不限於耐綸-6 (聚己內醯胺)及耐綸66)、聚胺基甲酸酯、類似熱塑性聚合物或共聚物及其組合。聚酯係自二羧酸及二醇形成之聚合物。可將最終聚合物擠製以產生具有抗微生物、抗真菌及/或抗病毒性質之纖維、紗線或片材。 舉例而言，在圖1中所顯示之製程中，母料丸粒係自IV為0.75之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)製備。固有黏度(下文中為「IV」)係溶質對聚合物溶液黏度之貢獻的量度，且因此係聚合物分子量之間接量度。聚合物之水解可導致分子量且因此其固有黏度下降。 在圖1之製程中，由於聚酯與氧化亞銅複合，聚酯之分子量增加，其係藉由IV之增加來間接量測。分子量及IV損失之典型原因總是歸因於在複合製程中存在水分或在其期間產生水分。在通常於230℃- 250℃間之溫度下以分批製程實施之複合期間，任何存在之水分皆有機會與基礎聚合物反應，在此情形下聚酯發生水解，如下文所給出：
Figure TW201804036AD00001
方程式 (1) 先前已知即使呈乾燥形式之氧化亞銅顆粒通常仍在顆粒表面上攜帶一定水分。為克服由於水解所致之IV損失的問題，已在穩定劑存在下實施複合製程，以清除母料複合中之水分。典型穩定劑係亞磷酸酯，例如亞磷酸三烷基酯，其可如以下方程式所給出清除水分： (RO)3 P + H2O à (RO)2 P-OH + ROH方程式 (2) 基於此理論，研發出減小抗微生物顆粒上之水濃度且同時增加母料之分子量及IV的製程(如圖2中所顯示)。若母料中之水分經去除且母料中聚酯之IV增加，則假定藉由將原始聚合物與母料摻和產生之聚合材料在擠製及/或紡絲製程中亦將具有更大之IV及更高之產率。使PET在PET之玻璃轉換溫度與熔點間經受聚合製程，以增加在母料漿液中且因此在最終經摻和產品中之PET聚合物之IV，該最終經摻和產品將用於擠製及/或紡絲製程中來形成紗線或纖維。固態聚合製程之添加確實增加複合之前PET之IV，但最終並未增加紗線紡絲製程之產率。 本發明者驚訝地發現，除水分之外，氧化亞銅顆粒另外包含附接至氧化亞銅顆粒表面之羥基，且作為末端基團存在於聚酯鏈上之羧基可與存在於氧化亞銅上之該等羥基反應，如下文所給出： R-COOH + CuOH à R-COO-Cu + H2 O方程式 (3) 此一反應產生額外之水。藉由羧基與附接至顆粒表面之羥基反應產生之水隨後可根據方程式1中所顯示之反應降解聚合物。產生水分之此反應將降低與母料摻和之原始聚合物之分子量及其IV，由此降低紡絲製程中最終聚合物之產率。 在圖2中所顯示之實例中，使IV為0.75之PET聚合物經受固態聚合製程以使IV增加至1.2，其後與銅氧化物顆粒以60:40之PET聚合物對銅氧化物顆粒之比率複合。實施固態聚合以補償原始聚合物摻和期間之後續IV損失。將商品級氧化亞銅粉末以40 wt.%與聚酯(IV = 0.75)複合。將基於亞磷酸酯之穩定劑Irgafos ®添加至母料，以幫助清除水分。藉由此方法所得之母料中之PET具有0.6之經改良IV。隨後，以6.5%之摻和比(LDR)使用母料，以獲得具有2.6 wt.%之最終氧化亞銅載量之合成紗線。在擠製紗線期間，聚合物不能形成穩定的螺紋線且穿過噴絲孔滴落。此現象指示由於水解所致之聚合物IV損失。紗線產率＜10%。 本發明者發現，由於固有水分及存在於氧化亞銅上之羥基，在用聚酯對氧化亞銅進行複合/母料批處理期間存在一定程度之水解。由於此水解，IV通常自大約0.75下降至0.40-0.45之範圍。在此範圍內，經摻和之母料與原始聚合物在隨後紡絲中產生低產率。 本發明者驚訝地發現，在將抗微生物聚合物與抗微生物顆粒複合之後加熱至介於聚合物之玻璃轉換溫度與熔點間之溫度會去除如上文所述顆粒之羥基並增加母料中聚合物之IV。然後，在去除羥基並去除在固態聚合期間藉由與羥基反應形成之水分後，母料可成功地與原始聚合物摻和並以高產率擠製，而不降低原始聚合物之IV。預期具有高含量抗微生物顆粒之經複合母料之此處理不會產生此等結果用於下游處理。 固態聚合或固態處理係用於使聚合物增加分子量從而改良基礎聚合物之韌性及其他物理性質之製程。舉例而言，固態聚合可作為改良聚合物分子量之手段對其實施。在惰性氣氛(例如，氮氣)及真空下將聚合物加熱至高於聚合物之玻璃轉換(Tg )但低於其熔點(Tm )之溫度，其中聚合末端基團/鏈彼此反應形成分子量較高之鏈及作為副產物之水，如方程式(4)及(5)中所給出。藉由高溫及真空去除去除製程期間產生之水。典型反應如以下文所給出來進行：
Figure TW201804036AD00002
方程式 (4)
Figure TW201804036AD00003
方程式 (5) 自抗微生物或耐火顆粒去除羥基之製程之溫度可係介於聚合物或包含顆粒之聚合物摻合物之玻璃轉換溫度至聚合物或聚合物摻合物之熔融溫度間之溫度。在另一實施例中，自抗微生物或耐火顆粒去除羥基之製程可在低於聚合物或包含顆粒之聚合物摻合物之熔融溫度100℃至聚合物或聚合物摻合物之熔融溫度間之溫度下實施。在另一實施例中，自抗微生物或耐火顆粒去除羥基之製程可在低於聚合物或包含顆粒之聚合物摻合物之熔融溫度100℃至低於聚合物或聚合物摻合物之熔融溫度10℃之溫度間之溫度下實施。在另一實施例中，自抗微生物或耐火顆粒去除羥基之製程可在低於聚合物或包含顆粒之聚合物摻合物之熔融溫度60℃至低於聚合物或聚合物摻合物之熔融溫度20℃之溫度間之溫度下實施。 形成抗微生物母料之方法之實施例顯示於圖3中。可將抗微生物母料與原始聚合物摻和以產生抗微生物聚合材料。如上文所述已將商品級氧化亞銅粉末以40 wt.%與聚酯(PET)複合。可在母料複合製程中使用亞磷酸酯穩定劑Irgafos ® (自BASF™購得)清除複合製程中之任何水分。在圖3中所顯示之實施例中，複合之後，將母料加熱至高於玻璃轉換溫度並低於熔點之溫度(固態聚合)，以增加PET之IV/分子量並使聚合物與氧化亞銅顆粒表面上之羥基反應。在熱處理之前，母料中PET之IV係0.45，而在熱處理之後、甚至在自抗微生物顆粒表面上之羥基產生水分後，IV增加至0.65。 以6.5%之摻和比(LDR)使用此固態聚合母料，以獲得具有2.6 wt.%最終氧化亞銅載量之合成紗線。令人驚訝地，在紗線擠製期間，聚合物運行良好產生穩定螺紋線，且無在先前實施例中所經歷之穿過噴絲孔滴落之問題。製造抗微生物母料之方法之此實施例導致由於水解所致之IV之微小損失及僅有限之聚合物分子量之下降。藉由紡絲之紗線產率＞80%，較先前技術極大地增加。 有趣的是，注意到在聚合物與抗微生物顆粒複合之後添加固態聚合步驟與在複合之前進行聚合物之固態聚合相比，產生高產率紡絲製程。紗線產率自＜10% (預固態聚合製程及習用母料處理)增加至＞80% (複合後固態聚合製程)。 本發明者假定，藉由在複合後將母料固態聚合將導致聚酯之羧基與足量之氧化亞銅顆粒表面上之羥基反應。然後將在熱處理期間藉由蒸發或有限水解去除反應期間在表面羥基與羧基間形成之所得水。由此在摻和及擠製期間在隨後抗微生物顆粒與原始聚合物切粒相遇期間，藉由與羥基反應去除形成水之潛能。在一個實施例中，使反應溫度持續足夠時間，以使抗微生物聚合物表面上75%或更多之羥基反應。在另一實施例中，使反應溫度持續足夠時間，以使抗微生物聚合物表面上至少90%或更多之羥基反應。 此外，如前所述，已驚訝地發現，在製造母料之製程之實施例中，藉由對與聚合漿液中呈顆粒形式之銅氧化物或碘化銅複合之聚合物實施固態聚合製程，可極大地改良製程之產率。將經熱處理之抗微生物母料與原始聚合物摻和之後，可將聚合物以高產率擠製成纖維、紗線或片材，其中纖維、紗線或片材將具有抗微生物、抗真菌及抗病毒性質。 可將紗線或纖維納入多種產品中。舉例而言，可將纖維或紗線納入紡織品中。如本文所用術語「紡織品」包括纖維，無論天然(例如，棉、絲、羊毛及亞麻布)或自彼等纖維紡成之合成紗線及由彼等紗線製成之織造、針織及非織造織物。本發明之範疇包括用於紡織品應用中之所有天然纖維及所有合成纖維，包括(但不限於)合成纖維素纖維(即，再生纖維素纖維(例如人造絲)及纖維素衍生物纖維(例如乙酸酯纖維))、再生蛋白質纖維、丙烯酸纖維、聚烯烴纖維、聚胺基甲酸酯纖維及乙烯基系纖維以及其摻合物。 該方法之實施例可製造納入具有抗微生物及抗病毒性質之不溶性銅氧化物顆粒(其釋放Cu+及/或Cu++)之聚合材料。 另外，可將母料與其他聚合物摻和，以增強纖維之擠製、射出模製產品、膜之擠製或塑膠片材，且使其易於製備並具有抗微生物及/或抗病毒性質。 納入抗微生物母料、耐火母料及其他添加劑之適宜熱塑性樹脂包括(但不限於)聚醯胺(例如耐綸6或耐綸6.6)、聚氯乙烯及乙烯之共聚物。基礎聚合物係以下聚合物中之一者：聚酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯及聚對苯二甲酸丙二酯、聚乳酸、聚乙交酯及聚乳酸共乙醇酸、聚醯胺或耐綸(包括但不限於耐綸-6 (聚己內醯胺)、耐綸6.6)、聚胺基甲酸酯、熱塑性聚合物或共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚鏈烷、聚苯乙烯、聚甲醛、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚碸、聚碸、聚醚酮、聚烯烴、聚苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物、聚胺基甲酸酯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸、聚丁烯、聚乳酸及其組合。欲與抗微生物母料摻和之熱塑性樹脂與母料聚合物可係相同聚合物或其可係不同聚合物。 在一些實施例中，用於製備抗微生物及抗病毒聚合材料之抗微生物聚合母料包含基本上由離子型銅化合物之水不溶性顆粒組成之抗微生物及抗真菌以及抗病毒劑。在抗微生物母料之較佳實施例中包含介於約4 wt.%與83 wt.%間之熱塑性樹脂、約10 wt.%至60 wt.%之抗微生物顆粒，例如(但不限於)離子型銅化合物之水不溶性顆粒。 在一個實施例中，抗微生物顆粒包含包括CuO及Cu2 O之混合物之離子型銅化合物。 在本發明之尤佳實施例中，該等顆粒之大小介於0.2微米至20微米之間。較佳地，在母料與原始聚合物摻和之後，該等顆粒以介於聚合物之0.25 wt.%與5 wt.%間之量存在於最終產品中。 抗微生物母料亦可用於製造抗微生物非織造材料之製程中。通常，非織造材料包括聚合片材或網結構，其包含藉由纏絡或熱黏合纖維或絲黏合在一起之聚合絲或纖維。非織造材料通常可係自單獨纖維、熔融塑膠或塑膠膜直接製成之平坦多孔片材。 可自熔融聚合物切粒製備非織造材料。熔融聚合物可係抗微生物母料與原始聚合物摻和在一起之組合。然後可將熔融聚合物紡織以形成絲並視情況拉伸。可將絲安放於運送機上以形成熱黏合成片材之絲網。可進一步將片材在加熱輥之間壓花，以形成非織造織物。 使用藉由本文所述之加熱製程產生之母料之高產率紡絲製程產生具有足夠黏度以紡成非織造織物並具有抗微生物性質或耐火性質之聚合物。 在另一實施例中，抗微生物非織造材料包含黏合在一起之纖維之絲，其中絲或纖維包含抗微生物顆粒或耐火顆粒。在抗微生物非織造材料中，部分抗微生物顆粒暴露並自聚合絲或纖維表面突出且在與流體接觸時釋放至少一種抗微生物離子。舉例而言，抗微生物非織造物可包含水不溶性銅化合物顆粒，其中部分水不溶性銅化合物顆粒暴露並自聚合材料表面突出且水不溶性銅氧化物顆粒在與流體接觸時釋放Cu+離子及Cu++離子中之至少一者。 熟習此項技術者將明瞭，本發明並不限於上述說明性實例之細節，且本發明可在不背離其基本屬性之情形下以其他特定形式體現，且因此期望本發明實施例及實例在所有方面中視為具說明性而不具限制性，因此提及隨附申請專利範圍而非前述說明及在所有在申請專利範圍之意義及等效範圍內之改變意欲涵蓋於本文中。
圖1繪示製造抗微生物聚合纖維之先前技術製程，其中在摻和及擠製之後乾燥PET-Cu2 O母料丸粒以去除殘餘水分，其後與原始聚合物摻和以產生Cu2 O濃度為大約2.6 wt.%之抗微生物聚合材料； 圖2繪示製造抗微生物聚合纖維之本發明製程，其中PET聚合物在與Cu2 O顆粒摻和之前經固態聚合以增加與Cu2 O顆粒摻和之前PET聚合物之IV，然後將具有增加IV之PET與Cu2 O顆粒摻和以產生PET-Cu2 O母料丸粒，然後在摻和及擠製之後乾燥母料丸粒以去除殘餘水分，其後與原始聚合物摻和以產生Cu2 O濃度為大約2.6 wt.%之抗微生物聚合材料；且 圖3繪示製造抗微生物聚合纖維之本發明製程之另一實施例，其中將PET聚合物與Cu2 O顆粒摻和以產生抗微生物母料，然後在介於母料之玻璃轉換溫度與熔點間之溫度下使PET-Cu2 O母料經受聚合製程，理論上此聚合步驟引起PET與Cu2 O顆粒表面上之羥基反應，然後擠製母料以產生母料丸粒，然後將其乾燥以去除殘餘水分，其後與原始聚合物摻和以產生Cu2 O濃度為大約2.6 wt.%之抗微生物聚合材料；然後將抗微生物聚合材料紡絲以形成經增加產率大於80%之纖維或紗線。

Claims (23)

  1. 一種製造抗微生物母料之方法，其包含： 將抗微生物顆粒與基礎聚合物複合以產生抗微生物聚合物，其中抗微生物顆粒對基礎聚合物之比率介於1:7與1:1之間，其中該抗微生物聚合物包含濃度為12 wt.%至50 wt.%之抗微生物顆粒； 在該等抗微生物金屬顆粒與該基礎聚合物複合期間添加除水劑；及 複合之後，將該抗微生物聚合物加熱至介於該抗微生物聚合物中之該聚合物之玻璃轉換溫度與熔融溫度間之反應溫度，以使該抗微生物聚合物中之該聚合物與附接至該等抗微生物顆粒之羥基反應，以產生抗微生物母料。
  2. 如請求項1之方法，其中該加熱引起該抗微生物聚合物中之該聚合物之固有黏度增加。
  3. 如請求項1之方法，其中該反應溫度係自低於該抗微生物聚合物中之該聚合物之熔融溫度100℃至其熔融溫度。
  4. 如請求項1之方法，其中該反應溫度係自低於該抗微生物聚合物中之該聚合物之熔融溫度100℃至低於其熔融溫度10℃之溫度。
  5. 如請求項1之方法，其中該反應溫度係自低於該抗微生物聚合物中之該聚合物之熔融溫度60℃至低於其熔融溫度20℃之溫度。
  6. 如請求項1之方法，其包含： 將該抗微生物母料與熱塑性聚合物以介於3%與10%間之摻和比摻和，以產生抗微生物聚合物。
  7. 如請求項6之方法，其中該熱塑性聚合物係與該基礎聚合物相同之聚合物。
  8. 如請求項6之方法，其中該熱塑性聚合物係與該基礎聚合物不同之聚合物。
  9. 如請求項6之方法，其包含： 將該抗微生物母料與熱塑性聚合物以介於5.5%與7.5%間之摻和比摻和，以產生抗微生物聚合物。
  10. 如請求項6之方法，其中該抗微生物聚合物包含在1.5 wt.%至4 wt.% 抗微生物顆粒範圍內之抗微生物顆粒。
  11. 如請求項10之方法，其包含擠製該抗微生物聚合物以產生抗微生物纖維。
  12. 如請求項11之方法，其中擠製該抗微生物聚合物之產率大於80%，其中產率係藉由將所產生之該抗微生物纖維之重量除以經擠製之該抗微生物聚合物之重量來計算。
  13. 如請求項1之方法，其中該基礎聚合物係以下聚合物中之一者：聚酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、及聚對苯二甲酸丙二酯、聚乳酸、聚乙交酯及聚乳酸共乙醇酸、聚醯胺或耐綸(nylon，包括但不限於耐綸-6 (聚己內醯胺)及耐綸66)、聚胺基甲酸酯、類似熱塑性聚合物或共聚物及其組合。
  14. 如請求項13之方法，其中該基礎聚合物具有介於0.6與0.85間之固有黏度。
  15. 如請求項1之方法，其中該基礎聚合物係聚對苯二甲酸乙二酯。
  16. 如請求項1之方法，其中該除水劑係亞磷酸酯。
  17. 如請求項1之方法，其中在複合之後，該抗微生物聚合物中之該聚合物之固有黏度降至0.35與0.5之間。
  18. 如請求項1之方法，其中在複合之後，該抗微生物聚合物中之該聚合物之固有黏度降至0.4至0.5之間。
  19. 如請求項1之方法，其中聚酯聚合物之固有黏度增至0.6至0.85之範圍。
  20. 如請求項1之方法，其中聚酯聚合物之固有黏度增至0.6至0.7之範圍。
  21. 一種形成抗微生物纖維之方法，其包含： 將水不溶性銅化合物顆粒與聚酯聚合物複合以產生抗微生物聚酯，其中抗微生物金屬顆粒對該聚酯聚合物之比率介於1:7與1:1之間，其中該等水不溶性銅化合物顆粒具有附接至該等不溶性銅化合物顆粒表面之羥基； 複合之後，將該抗微生物聚酯加熱至介於該抗微生物聚合物中之該聚酯聚合物之玻璃轉換溫度與熔融溫度間之反應溫度，以使該抗微生物聚合物中之該聚酯聚合物與附接至該等不溶性銅化合物顆粒表面之該等羥基反應，並使該抗微生物聚酯中之該聚酯聚合物聚合，以產生抗微生物母料； 將該抗微生物母料與熱塑性聚合物摻和，以產生抗微生物聚合物；及 擠製該抗微生物聚合物以產生抗微生物纖維，其中該等水不溶性銅化合物顆粒之一部分經暴露並自聚合材料之表面突出，其中該等水不溶性銅氧化物顆粒在與流體接觸時釋放Cu+離子及Cu++離子中之至少一者。
  22. 如請求項21之方法，其中該反應溫度係自低於該抗微生物聚合物中之該聚合物之熔融溫度100℃至低於其熔融溫度10℃之溫度。
  23. 如請求項21之方法，其中該反應溫度係自低於該抗微生物聚合物中之該聚合物之熔融溫度60℃至低於其熔融溫度20℃之溫度。
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