TW202104719A - 將活性粒子引入天然纖維及材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一種將活性粒子引入天然纖維及材料中而不致使粒子完全去活性的方法。

Description

將活性粒子引入天然纖維及材料的方法
本發明涉及含有性能增強粒子的材料。特別但非限制性地，本發明涉及將性能增強粒子機械附著到各種基質上，所述各種基質包括但不限於天然材料，諸如棉、羊毛及羽絨。 〔母案〕
本申請案主張2019年4月29日提交的美國臨時專利申請號62/840,307的優先權，其全部內容藉由引用合併於此。
已使用多種方法將粒子引入織物中。此等方法的範圍包括從印刷到膜上，到將粒子引入紡織品本身，到透過製成紗線的母料將粒子引入紗線。在此等方法中，為了在產生終端產物時實現來自粒子的全部益處，應防止粒子去活性或經塗覆或經覆蓋。此外，為了實現粒子的全部益處，此等方法需要外部環境與活性粒子表面之間的相互作用，以使活性粒子的益處存在於終端產物中。此等粒子具有一定範圍的終端物理性質，且皆需外部環境與粒子之間的相互作用。可在美國專利號10,266,986中找到用於製造及使用此等粒子以及藉由化學鍵結（即離子鍵或共價鍵）將此等粒子結合到織物中的方法描述，該專利全文以引用方式併入本文。
儘管現有技術提供了製造含有吸收劑或吸附劑粒子的織物的方法，其中功能性粒子藉由化學鍵附著到織物纖維，然而仍需要物理機械或其他非化學方法將吸收劑或吸附劑粒子結合到織物中從而能獲得適應於結合粒子的更大範圍的基質纖維類型。
申請人描述了一種織物纖維系統及一種製造含有粒子（吸收劑或吸附劑，較佳吸附劑）的織物的方法，該方法藉由將粒子引入基質（例如諸如天然纖維）表面上，藉由將粒子固定到聚合物鏈以形成聚合物鏈耦合的粒子（也稱作粒子聚合物鏈複合物或毛狀粒子（hairy particle）），並使聚合物鏈耦合的粒子與基質的表面接觸。在一具體實例中，聚合物鏈耦合的粒子在不用化學鍵的情況下以物理包裹、排列或以其他方式結合至基質（例如，織物纖維）。這在本文中稱作物理機械結合或機械結合。在另一具體實例中，聚合物鏈耦合的粒子化學鍵結至基質。
本發明的態樣及具體實例教示了使用聚合物鏈將粒子添加劑機械結合到基質表面上的方法、系統、裝置及紡織品。基質可以是任何纖維、羽毛或織物，且包括天然材料，諸如棉、羊毛及羽絨。粒子添加劑可包含活性粒子，即由於大表面積而吸附材料的該等粒子（例如，活性碳或沸石），且可在洗滌及潤洗步驟期間施加。粒子可具有任何合適的尺寸，例如，尺寸可在100nm至50μm之間變化。「性能增強粒子」乙詞包括但不限於本文所述的「活性粒子」。
在一態樣中，提供了一種用於製造含有粒子及聚合物的聚合物鏈耦合的粒子的方法。在一具體實例中，粒子可經化學改質以將聚合物鏈加入至粒子。可使用若干官能基。在一具體實例中，該方法涉及稱作矽烷耦合劑的一系列化學物質。在另一具體實例中，方法涉及稱作矽氧烷耦合劑的一系列化學物質。此等成色劑具有與粒子化學反應並結合到粒子的可水解基團。矽烷耦合劑的聚合物鏈部分可大於10個單元，而較佳為較長的鏈。在各種具體實例中，矽烷耦合劑大於15個單元、大於20個單元、大於25個單元，且在另一些具體實例中，高達100,000個單元。在此等或其他各種具體實例中，矽烷耦合劑大於15個單元、大於20個單元、大於25個單元，且在另一些具體實例中，高達100,000個單元。
在另一態樣中，提供了一種用於將聚合物鏈耦合的粒子附著到基質的方法。在各種具體實例中，藉由使用在聚合物鏈耦合的粒子上的錨定基團而將聚合物鏈耦合的粒子添加劑附著到基質。錨定基團可具有可附著到基質的反應位點。在一具體實例中，在洗滌/潤洗步驟中實施聚合物鏈耦合的粒子到基質的附著。具有錨定基團的粒子分散在導致聚合物鏈膨脹或鬆弛的有機溶劑（諸如醇）中。接著將基質加入分散體中並混合。天然材料完全被分散液覆蓋。混合預定的時間後，諸如5至30分鐘後，將非溶劑（諸如水）加入到分散體中。這導致聚合物鏈自身坍塌，從而部分或完全包裹在基質周圍，並在添加劑粒子及基質之間形成牢固的機械結合。
在一具體實例中，取決於材料應用，希望分別以0.1%w/w至10%w/w的比率將聚合物鏈耦合的粒子裝載到基質上。活性粒子可向基質增加許多增強的性質，諸如向基質增加溫度調節功能、加熱功能、冷卻功能、傳導性功能、氣味控制功能及水蒸氣擴散功能。
另外的具體實例包含將一或多種粒子耦合或附著到可以是紡織品一部分的基質（諸如纖維）的方法。在一具體實例中，纖維包含使用長聚合物鏈可操作地耦合到粒子添加劑的基質。
在各種具體實例中，粒子添加劑可吸附1重量%至50重量%的水、孔隙率＞15g/m2 、不溶於水或二甲基甲醯胺，及/或平均粒徑在1微米至20微米之間，包括兩端值。
在另一態樣中，提供了一種系統，其含有機械結合到基質的複數個聚合物鏈耦合的粒子。
在一具體實例中，藉由以下製造系統：(a)將複數個聚合物鏈耦合的粒子分散在有機溶劑中以使聚合物鏈耦合的粒子的聚合物鏈膨脹；(2)將基質加入到有機溶劑中以產生混合物；及(3)將非溶劑加入到混合物中，以使聚合物鏈坍塌並機械結合到基質。
在下一段中，對位於引號（「」）內的術語及詞組進行定義。除非在上下文中另外明確指出，否則此等定義意欲適用於整個文件（包括申請專利範圍）中的術語及詞組。此外，在適用的情況下，無論單詞或詞組的大小寫如何，所陳述的定義都適用於所定義的單詞或詞組的時態或任何單數或複數變化。
在本說明書及所附申請專利範圍中使用的「或」乙詞並不意味著排他性；相反地，其是包容性的，意思是「一者或兩者」。說明書中對「一（one/an）具體實例」、「一較佳具體實例」、「一替代具體實例」、「一（one/an）變形」及類似詞組的引用表示結合實施例描述的特定特徵、結構或特性至少包括在本發明的一具體實例中。說明書中各處出現的詞組如「在一（one/an）具體實例中」或「在一變形中」並非皆指相同的具體實例或變形。聚合物鏈耦合粒子與基質的機械耦合
本發明提供了一種用於將複數個聚合物鏈耦合粒子（polymer-chain-coupled particles；PCCP）附著到基質的方法。在一較佳的具體實例中，PCCP以機械力或摩擦力附著到基質，而不在PCCP及基質之間形成化學鍵（離子或共價）。
請參照圖3，在一具體實例中，附著方法包括以下順序步驟：（1）將複數個聚合物鏈耦合的粒子分散在有機溶劑中以使聚合物鏈膨脹，（2）將基質加入到有機溶劑中以產生混合物，接著（3）將非溶劑加入到混合物中，以使聚合物鏈坍塌並機械結合到基質。
在一些具體實例中，基質是天然纖維或合成纖維。較佳地，基質是天然纖維。在一些具體實例中，天然纖維含有棉、羊毛及羽絨中的一或多者。
在一具體實例中，有機溶劑是醇。在一具體實例中，有機溶劑包含烷烴、烯烴、炔烴、醚、醛、醇及酮中的一或多者。在一具體實例中，有機溶劑是異戊醇及異丙醇或乙醇。較佳地，有機溶劑是異丙醇。
在一具體實例中，非溶劑包含水。在一具體實例中，有機溶劑包含乙醇，而非溶劑包含水。
在一具體實例中，混合物的pH為4至5.5。在一具體實例中，使用酸調節的緩衝液維持pH，該酸諸如為乙酸鹽-乙酸、磷酸鹽緩衝鹽水及鹽酸等。維持pH的較佳酸是乙酸。
在一具體實例中，將混合物混合5至30分鐘、5至20分鐘、5至10分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、45分鐘或60分鐘。
在一具體實例中，聚合物鏈耦合的粒子以至少1重量%（w/w）、1%w/w、2%w/w、3%w/w、4%w/w、5%w/w、10%w/w、20%w/w、25%w/w、30%w/w、40%w/w或50%w/w的表面密度與基質的表面物理接觸。
在一特定的具體實例中，粒子與聚醚胺反應。將經反應後的粒子（即，毛狀粒子）加入到羽絨、棉織物及/或羊毛織物中。藉由材料的FTIR及灰分進行加入的驗證。各種原型包括但不限於天然織物，包括羽絨樣品、棉織物及羊毛織物。
在一特定的具體實例中，將複數個聚合物鏈耦合的粒子（共同形成粉末，也稱作粉末）以10%經單-(2,3-環氧)丙基醚封端的不對稱聚二甲基矽氧烷（以下稱作矽氧烷或矽氧烷聚合物）在使用乙酸使pH為4.0至5.5的醇中處理。以所使用的繭天然纖維的10%w/w提供粉末。在一特定的具體實例中，混合物的組分是1.0g的矽氧烷聚合物、10.0g的聚合物鏈耦合的粒子粉末、100.0g的異丙醇及pH 5的乙酸。表1示出了羽絨及織物樣品的經改質粒子。表 1 ：羽絨及織物樣品的經改質粒子 _ 數據摘要
基底材料 試驗 灰渣 % FTIR 施加的粉末 (g) 經處理的材料 (g) 異丙醇 (mL) 水 (mL) PPM （從灰分計算）
羽絨 空白 0.83 否 0.0000 1.5000 0 0 -
羽絨 1 2.82 是 0.0200 1.1916 200 50 16,700
羽絨 2 1.53 是 0.0365 1.2636 200 50 5,540
棉 3 6.91 是 0.1549 1.5086 200 50 40,302
棉 空白 0.42 否 0.0000 1.5000 0 0 -
   2 0.68 是 0.0740 1.4800 75 225 1,757
表2提供了粉末製造。表 2 ：粉末製造
批次 粉末（g） 矽烷（g） 異丙醇（g）
1 10 1 100
2 30 3 300
3 20 2 200
4 40 4 400
5 50 5 500
6 20 2 200
7 50 5 500
8 50 5 500
聚合物鏈耦合的粒子
請參照圖1，在一具體實例中，每個聚合物鏈耦合的粒子包含粒子120及一或多個聚合物鏈110。在一具體實例中，每個聚合物鏈耦合的粒子基本上由粒子120及一或多個聚合物鏈110組成。較佳地，粒子120是活性粒子，這意味著其可促進材料（諸如水）從近端區域向遠端區域的運動。舉例來說，在其中粒子結合到穿戴在身上的織物中的該等具體實例中，活性粒子促進材料（諸如水）從織物的內表面（即近端區域）運動到織物的外表面（即遠端表面）。在此，活性粒子含有提供了非常大的粒子表面積的孔洞，以提供大的吸附能力以及材料最終在粒子的軸運動。
在一具體實例中，粒子不溶於水或二甲基甲醯胺。在一具體實例中，粒子不溶於水。在一具體實例中，粒子不溶於二甲基甲醯胺。
在一具體實例中，粒子吸附1%至50重量%的水、≥50重量%的水、50%至100重量%的水、10%至20重量%的水、15%至25重量%的水、20%至30重量%的水、25%至35重量%的水、30%至40重量%的水、35%至45重量%的水、40%至50重量%的水、45%至55%的水、50%至60重量%的水、55%至65重量%的水、60%至70重量%的水、65%至75重量%的水、70%至80重量%的水、75%至85重量%的水、80%至90重量%的水、85%至90重量%的水、90%至100重量%的水或95%至105重量%的水。
在一具體實例中，粒子的孔隙率大於10g/m2 、大於20g/m2 、大於30g/m2 、10g/m2 至20g/m2 、15g/m2 至25g/m2 、20g/m2 至30g/m2 、25g/m2 至35g/m2 、30g/m2 至40g/m2 、35g/m2 至45g/m2 、40g/m2 至50g/m2 、45g/m2 至55g/m2 、50g/m2 至60g/m2 、55g/m2 至65g/m2 、大於60g/m2 、10g/m2 至100g/m2 、10g/m2 至75g/m2 或15g/m2 至80g/m2 。
在一具體實例中，粒子120具有平均粒徑
在一具體實例中，粒子的平均粒徑為0.2至50微米、0.2至40微米、0.2至30微米、0.2至20微米、0.2至10微米、0.2至5微米、0.2至1微米、1至25微米、0.1微米、0.5微米、1微米、5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米或50微米。
在一具體實例中，以基質的重量計，粒子佔據1%至5%，不超過10%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或9%。
在一個特定的具體實例中，粒子包含沸石。
在一具體實例中，複數個聚合物鏈耦合的粒子呈粉末形式。聚合物鏈
在一具體實例中，複數個聚合物鏈耦合的粒子包含平均至少1:1粒子比聚合物的質量比至不超過20:1粒子比聚合物的質量比，≤10:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1粒子比聚合物的質量比。
在一具體實例中，聚合物鏈的平均長度為10單元、11單元、12單元、13單元、14單元、15單元、16單元、17單元、18單元、19單元、20單元、21單元、22單位、23單位、24單位、25單位或超過25單位。在一具體實例中，聚合物的分子量≥100道耳頓、100至5,000道耳頓、100道耳頓、250道耳頓、500道耳頓、600道耳頓、700道耳頓、1,000道耳頓、2,000道耳頓、3,350道耳頓或5,000道耳頓。
在一具體實例中，使用矽烷或矽氧烷將聚合物鏈耦合至粒子。
表3及表4描述了聚合物長度相對於纖維周長的具體實例。 表3：聚合物長度與基質纖維周長（所有單位均為微米）
矽氧烷聚合物長度 0.011718
   直徑 周長 聚合物/周長百分比
羊毛 11.5 24 36.13 75.40 0.032%
棉 11 22 34.56 69.12 0.034%
羽絨 2 6 6.28 18.85 0.186%
表4：聚合物長度與基質纖維周長（除非另有說明，否則所有單位均為微米）
Si-O n= 6,300單位x1.64埃/單位
C-C n= 9單位x1.54埃/單位
聚合物長度 1.034586微米
   直徑 周長 聚合物/周長百分比
羊毛 11.5 24 36.13 75.40 2.864%
棉 11 22 34.56 69.12 2.994%
羽絨 2 6 6.28 18.85 16.446%
現在請參照圖1，示出了聚合物鏈耦合的粒子（毛狀粒子）的一具體實例，其中活性粒子與矽烷耦合劑結合。活性粒子是具有孔洞或阱的粒子，其具有吸附及脫附固相、液相及/或氣相及/或其組合中的物質的能力。具體取決於所使用的活性粒子的類型，此等孔洞的大小、形狀及數量可能會有所不同。舉例來說，一些活性粒子（諸如火山岩）天生具有孔洞，而其他活性粒子（諸如碳）可以極端溫度及活化劑（諸如氧氣）處理以產生孔洞，例如在生物碳中。
活性粒子可為其包含於其中的物品提供性能增強特性。此等增強性能的特性包括氣味吸附、水分控制、濕度捕獲及釋放、紫外線防護、紅外線吸收、化學試劑防護特性、生物危害防護特性、阻燃性、抗菌防護特性、抗病毒防護特性、抗真菌防護特性、抗菌劑保護特性、乾燥劑特性及其組合。活性粒子可包括但不限於活性碳、碳奈米管、碳烯、石墨、氧化鋁（活性氧化鋁）、矽膠、純鹼、三水合鋁、小蘇打、對甲氧基肉桂酸2-乙氧基乙酯（西諾沙酯（cinoxate））、氧化鋅、沸石、二氧化鈦、二氧化矽、分子過濾器型材料及其他合適的材料。
在一具體實例中，材料可包含末端官能的長鏈基團，且在本文中可稱作長鏈基團、官能基團、反應性基團、胺基團、錨或錨定基團。其他材料類型包含與纖維素、聚酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯、聚氨酯（脂族及芳族）、聚芳醯胺及聚醯胺中的一或多者有關的長鏈基團。
基質可包含天然纖維。基質可包括但不限於聚酯、聚醯胺、聚芳醯胺（Kevlar®及Nomex®）、棉、羊毛、羽絨、聚氨酯、經改質丙烯酸、聚丙烯酸酯、嫘縈、聚丙烯及其他紡織纖維。在一具體實例中，材料是天然材料，其包括但不限於羽絨、羊毛及/或棉。
當材料耦合到活性粒子的孔洞及/或其他表面積並阻止其吸附及脫附物質的能力時，活性粒子就會去活性。活性粒子是包含可吸附及脫附物質的孔洞或其他表面積特徵的粒子。當活性粒子的孔洞及/或表面積阻塞或經抑制而無法吸附某些分子尺寸的物質時，活性粒子可以去活性的狀態存在。然而，這並不總是意味著永久排除此等孔洞/表面積吸附該物質。活性粒子的孔洞/表面積可藉由重新活化或再生而解除阻塞或不受抑制（即，大體上或基本上恢復到其原始狀態）。重新活化或再生可去除經捕獲而在活性粒子孔洞中的物質，從而阻斷其活性。然而，若有害物質經活性粒子吸附，則重新活化或再生不可能恢復活性粒子的吸附能力。
如前述，材料可包含一或多個長鏈基團。具體實例
第一具體實例提供一種於將複數個聚合物鏈耦合的粒子附著到基質之方法，其包含以下步驟：(a)將複數個聚合物鏈耦合的粒子分散在有機溶劑中以使聚合物鏈耦合的粒子的聚合物鏈膨脹；(2)將基質加入到有機溶劑中以產生混合物；及(3)將非溶劑加入到混合物中，以使聚合物鏈坍塌並機械結合到基質。
第二具體實例提供第一具體實例的方法，其中聚合物鏈耦合的粒子的粒子包含活性粒子。
第三具體實例提供第一具體實例或第二具體實例的方法，其中粒子吸附介於1至50重量%之間的水。
第四具體實例提供第一具體實例到第三具體實例中任一者的方法，其中粒子具有大於10g/m2 的孔隙率。
第五具體實例提供第一具體實例到第四具體實例中任一者的方法，其中粒子不溶於水或二甲基甲醯胺。
第六具體實例提供第一具體實例到第五具體實例中任一者的方法，其中粒子具有介於0.2至50微米之間的平均粒徑，包括兩端值。
第七具體實例提供第一具體實例到第六具體實例中任一者的方法，其中以基質的重量計，粒子佔據介於1%至5%之間，或高達10%，包括兩端值。
第八具體實例提供第一具體實例到第七具體實例中任一者的方法，其中粒子包含沸石。
第九具體實例提供第一具體實例到第八具體實例中任一者的方法，其中聚合物鏈耦合的粒子以至少1重量%的表面密度與基質的表面物理接觸。
第十具體實例提供第一具體實例到第九具體實例中任一者的方法，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子包含平均至少1:1粒子比聚合物的質量比至不超過20:1粒子比聚合物的質量比。
第十一具體實例提供第一具體實例到第十具體實例中任一者的方法，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子包含平均不超過10:1粒子比聚合物的質量比。
第十二具體實例提供第一具體實例到第十一具體實例中任一者的方法，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子包含平均不超過3:1粒子比聚合物的質量比。
第十三具體實例提供第一具體實例到第十二具體實例中任一者的方法，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子呈粉末形式。
第十四具體實例提供第一具體實例到第十三具體實例中任一者的方法，其中聚合物鏈使用矽烷或矽氧烷耦合至粒子以形成聚合物鏈耦合的粒子。
第十五具體實例提供第一具體實例到第十四具體實例中任一者的方法，其中聚合物鏈具有大於10個單元的平均長度。
第十六具體實例提供第一具體實例到第十五具體實例中任一者的方法，其中聚合物鏈具有大於25個單元的平均長度。
第十七具體實例提供第一具體實例到第十六具體實例中任一者的方法，其中聚合物鏈具有介於100道耳吞至5,000道耳吞之間的平均分子量，包括兩端值。
第十八具體實例提供第一具體實例到第十七具體實例中任一者的方法，其中聚合物鏈具有基質周長的0.01%至16.5%的平均長度。
第十九具體實例提供第一具體實例到第十八具體實例中任一者的方法，其中聚合物鏈具有基質周長的0.032%至0.186%的平均長度。
第二十具體實例，提供第一具體實例到第十九具體實例中任一者的方法，其中基質包含天然纖維。
第二十一具體實例提供第一具體實例到第二十具體實例中任一者的方法，其中基質包含天然纖維，天然纖維為棉、羊毛及羽絨中的至少一者。
第二十二具體實例提供第一具體實例到第二十一具體實例中任一者的方法，其中有機溶劑包含醇。
第二十三具體實例提供第一具體實例到第二十二具體實例中任一者的方法，其中非溶劑包含水。
第二十四具體實例提供第一具體實例到第二十三具體實例中任一者的方法，其中混合物具有4至5.5的pH，包括兩端值。
第二十五具體實例提供第一具體實例到第二十四具體實例中任一者的方法，其中混合物具有使用酸維持的pH。
第二十六具體實例提供第一具體實例到第二十五具體實例中任一者的方法，其中包含使混合物混合。
第二十七具體實例提供第一具體實例到第二十六具體實例中任一者的方法，其中包含使混合物混合5至30分鐘。
第二十八具體實例提供一種系統，其包含機械結合到基質的複數個聚合物鏈耦合的粒子，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子的每個聚合物鏈耦合的粒子包含一或多個粒子及一或多個聚合物。
第二十九具體實例提供第二十八具體實例的系統，其中藉由以下將複數個聚合物鏈耦合的粒子附著到基質：(a)將複數個聚合物鏈耦合的粒子分散在有機溶劑中以使聚合物鏈耦合的粒子的聚合物鏈膨脹；(2)將基質加入到有機溶劑中以產生混合物；及(3)將非溶劑加入到混合物中，以使聚合物鏈坍塌並機械結合到基質。
第三十具體實例提供第二十八或第二十九具體實例的系統，其中聚合物鏈耦合的粒子包含活性粒子。
第三十一具體實例提供第二十八具體實例到第三十具體實例中任一者的系統，其中粒子吸附介於1至50重量%之間的水。
第三十二具體實例提供第二十八具體實例到第三十一具體實例中任一者的系統，其中粒子具有大於10g/m2 的孔隙率。
第三十三具體實例提供第二十八具體實例到第三十二具體實例中任一者的系統，其中粒子不溶於水或二甲基甲醯胺。
第三十四具體實例提供第二十八具體實例到第三十三具體實例中任一者的系統，其中粒子具有介於0.2至50微米之間的平均粒徑，包括兩端值。
第三十五具體實例提供第二十八具體實例到第三十四具體實例中任一者的系統，其中以基質的重量計，粒子佔據介於1%至5%之間，或高達10%，包括兩端值。
第三十六具體實例提供第二十八具體實例到第三十五具體實例中任一者的系統，其中粒子包含沸石。
第三十七具體實例提供第二十八具體實例到第三十六具體實例中任一者的系統，其中聚合物鏈耦合的粒子以至少1重量%的表面密度與基質的表面物理接觸。
第三十八具體實例提供第二十八具體實例到第三十七具體實例中任一者的系統，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子包含平均至少1:1粒子比聚合物的質量比至不超過20:1粒子比聚合物的質量比。
第三十九具體實例提供第二十八具體實例到第三十八具體實例中任一者的系統，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子包含平均不超過10:1粒子比聚合物的質量比。
第四十具體實例提供第二十八具體實例到第三十九具體實例中任一者的系統，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子包含平均不超過3:1粒子比聚合物的質量比。
第四十一具體實例提供第二十八具體實例到第四十具體實例中任一者的系統，其中複數個聚合物鏈耦合的粒子呈粉末形式。
第四十二具體實例提供第二十八具體實例到第四十一具體實例中任一者的系統，其中聚合物鏈使用矽烷或矽氧烷耦合至粒子以形成聚合物鏈耦合的粒子。
第四十三具體實例提供第二十八具體實例到第四十二具體實例中任一者的系統，其中聚合物鏈具有大於10個單元的平均長度。
第四十四具體實例提供第二十八具體實例到第四十三具體實例中任一者的系統，其中聚合物鏈具有大於25個單元的平均長度。
第四十五具體實例提供第二十八具體實例到第四十四具體實例中任一者的系統，其中聚合物鏈具有介於100道耳吞至5,000道耳吞之間的平均分子量，包括兩端值。
第四十六具體實例提供第二十八具體實例到第四十五具體實例中任一者的系統，其中聚合物鏈具有基質周長的0.01%至16.5%的平均長度。
第四十七具體實例提供第二十八具體實例到第四十六具體實例中任一者的系統，其中聚合物鏈具有基質周長的0.032%至0.186%的平均長度。
第四十八具體實例提供第二十八具體實例到第四十七具體實例中任一者的系統，其中基質包含天然纖維。
第四十九具體實例提供第二十八具體實例到第四十八具體實例中任一者的系統，其中基質包含天然纖維，天然纖維為棉、羊毛及羽絨中的至少一者。
第五十具體實例提供第二十九具體實例到第四十九具體實例中任一者的系統，其中有機溶劑包含醇。
第五十一具體實例提供第二十九具體實例到第五十具體實例中任一者的系統，其中非溶劑包含水。
第五十二具體實例提供第二十九具體實例到第五十一具體實例中任一者的系統，其中混合物具有4至5.5的pH，包括兩端值。
第五十三具體實例提供第二十九具體實例到第五十二具體實例中任一者的系統，其中混合物具有使用酸維持的pH。
第五十四具體實例提供第二十九具體實例到第五十三具體實例中任一者的系統，其中包含使混合物混合5至30分鐘。
本領域技術人員可容易地認識到，可對本發明、其用途及其配置進行多種變形及替代，以實現與本文所述的具體實例所實現的基本相同的結果。因此，無意將本發明限制為所揭示的例示形式。許多變形、修飾及替代構造都落入如申請專利範圍中所揭示的本發明範圍及精神。實施例並不意味著限制本發明的範圍。實施例 實施例1：粉末的改質 材料：37.5粉末（批次：12-10） Gelest MCR-E21 91% IPA 乙酸 流程： -測量粉末 -量出醇 -以乙酸調節醇的pH至4.5-5.5 -將矽烷加入醇中，混合 -將溶液加入粉末中 -充分攪拌，1小時 測試：10g的粉末 1g的矽烷 100g的醇，其以乙酸調節至pH為5.2 30g的粉末 3g的矽烷 300g的醇，其以乙酸調節至pH為4.5 20g的粉末 2g的矽烷 200g的醇，其以乙酸調節至pH為5.0 40g的粉末 4g的矽烷 400g的醇，其以乙酸調節至pH為5.5 50g的粉末 5g的矽烷 500g的醇，其以乙酸調節至pH為5.3 20g的粉末 2g的矽烷 200g的醇，其以乙酸調節至pH為5.5 繼續流程： -將醇倒出 -將粉末乾燥 -在110°C的烤箱中放置20分鐘 500g的醇，加入乙酸至pH為5.0 5g的矽烷 50g的粉末 500g的醇，加入乙酸至pH為5.1 5g的矽烷 50g的粉末實施例 2 ：織物處理 材料：100%的棉織物；經改質的粉末；乙醇（95%） 流程： -在織物上實施FTIR -裁切均勻的織物樣品（4’’x4’’） -在三種處理濃度下（織物重量的1%、3%及5%）對織物進行處理 -在玻璃托盤中，裝滿足夠的乙醇以覆蓋樣品，記錄使用的乙醇量。 -加入適量的粉末混合物 -將樣品加入到托盤、塗層、旋轉、靜置10分鐘 -將蒸餾水加到托盤中（3倍的乙醇）、靜置30分鐘。 -排出液體 -在烤箱中將樣品乾燥 -經處理的織物樣品的FTIR測試 樣品＃1（1%） 原始重量：1.46g                                            乙醇的體積：75ml 粉末：0.0153g                                                水的體積：225ml 樣品＃2（3%） 原始重量：1.49g                                            乙醇的體積：75ml 粉末：0.0449g                                                水的體積：225ml 樣品＃3（5%） 原始重量：1.49g                                            乙醇的體積：50ml 粉末：0.0740g                                                水的體積：150ml 以5%處理                粉末重量 樣品#1：1.48g        目標：0.074g/act：0.074g 樣品#2：1.48g        目標：0.074g/act：0.074g 樣品#3：1.48g        目標：0.074g/act：0.073g #1:      乙醇的體積：75ml         水的體積：225ml #2:      乙醇的體積：75ml         水的體積：225ml #3:      乙醇的體積：75ml         水的體積：225ml 以3%處理-使用75mL的乙醇、225mL的水 粉末重量（g） 樣品           重量（g）         目標            實際 1                 1.51                    0.045           0.0453 2                 1.52                    0.046           0.0457 3                 1.55                    0.047           0.0476 以5%處理-在此試驗中，使用較小的樣品及浸泡托盤 粉末重量（g）               -5mL乙醇 樣品           重量（g）         目標            實際 1                 0.3883                0.0194         0.0194         -15mL的水 2                 0.3940                0.0197         0.0195 3                 0.3797                0.0190         0.0184 以1%處理-在此試驗中，使用較小的樣品及浸泡托盤 粉末重量（g）               75mL乙醇 樣品           重量（g）         目標            實際            +225mL的水 1                 1.489                  0.0149         0.0149 2                 1.506                  0.0151         0.0152實施例 3 ：羽絨處理方法 處理羽絨的步驟 1）稱出已知量的待裝於罐用的1.5086g帶蓋的羽絨 2）稱出經改質粒子羽絨的10.26重量% 實施例：1.5086g羽絨 0.1549g粒子 3）加入粒子以分離新的燒杯 4）將100mL的異丙醇加到裝有粒子的燒杯中 5）在室溫下混合，使用紅外線槍驗證 6）將異丙基/粒子混合物加入到帶密封蓋的罐中的羽絨混合物 7）用塑膠攪拌棒刮掉燒杯中殘留的粒子 8）再以100mL的異丙醇倒入裝有粒子的燒杯中，以「潤洗」黏在燒杯側面的殘留粒子–將此潤洗液倒入羽絨異丙醇罐混合物中 9）蓋上瓶蓋、搖動混合物30分鐘，以確保羽絨內粒子適當/均勻的分佈 10）將羽絨醇混合物倒入燒杯中 11）將25%的蒸餾水緩慢倒入帶有羽絨的燒杯中（使用50mL的蒸餾水） 12）攪拌5分鐘 13）將羽絨混合物緩慢倒在金屬篩網篩上，以除去所有液體 14）將羽絨混合物放回燒杯中，並以50mL的蒸餾水潤洗3次，每次沖洗之間要排水 15）將羽絨放進烤箱乾燥整夜–烤箱溫度為120°C 羽絨處理的步驟–1%及3%的裝載量 -重複上述步驟，步驟2除外。 -對於1%，稱出經改質粒子羽絨的1重量% -對於3%，稱出經改質粒子羽絨的3重量%
藉由參考以下實施方式及所附的專利申請範圍並結合附圖，本發明的各種目的及優點以及更完整的理解會是顯而易見且更容易理解，其中：
[圖1] 描繪聚合物鏈耦合的粒子。圖1A描繪聚合物鏈耦合的粒子，其聚合物鏈110從粒子120向外延伸。圖1B描繪聚合物鏈耦合的粒子，其聚合物鏈110坍塌。
[圖2] 描繪了聚合物鏈耦合的粒子，其聚合物鏈120包裹在基質130周圍。
[圖3] 是一流程圖，描述了將聚合物鏈耦合的粒子（PCC粒子）附著到基質的流程。
110:粒子
120:聚合物鏈

Claims (24)

  1. 一種用於將複數個聚合物鏈耦合的粒子附著到基質之方法，該方法包含： a.   將該複數個聚合物鏈耦合的粒子分散在有機溶劑中以使聚合物鏈膨脹； b.   將基質加入到該有機溶劑中以產生混合物；及 c.   將非溶劑加入到該混合物中，以使該等聚合物鏈坍塌並機械結合到該基質。
  2. 如請求項1之方法，其中該等粒子包含活性粒子。
  3. 如請求項1之方法，其中該等粒子吸附介於1至50重量%之間的水。
  4. 如請求項1之方法，其中該等粒子具有大於10g/m2 的孔隙率。
  5. 如請求項1之方法，其中該等粒子不溶於水或二甲基甲醯胺。
  6. 如請求項1之方法，其中該等粒子具有介於0.2至50微米之間的平均粒徑，包括兩端值。
  7. 如請求項1之方法，其中以該基質的重量計，該等粒子佔據介於1%至5%（可高達10%）之間，包括兩端值。
  8. 如請求項1之方法，其中該等粒子包含沸石。
  9. 如請求項1之方法，其中該聚合物鏈耦合的粒子與聚合物的比率為3粒子比1聚合物（w/w）。
  10. 如請求項1之方法，其中該複數個聚合物鏈耦合的粒子呈粉末形式。
  11. 如請求項1之方法，其中該等聚合物鏈使用矽烷或矽氧烷耦合至該等粒子。
  12. 如請求項1之方法，其中該等聚合物鏈具有大於10個單元的平均長度。
  13. 如請求項1之方法，其中該等聚合物鏈具有大於25個單元的平均長度。
  14. 如請求項1之方法，其中該等聚合物鏈具有該基質周長的0.03% 至17%的平均長度。
  15. 如請求項1之方法，其中該基質包含天然纖維。
  16. 如請求項15之方法，其中該天然纖維包含棉、羊毛及羽絨中的至少一者。
  17. 如請求項1之方法，其中該有機溶劑包含醇。
  18. 如請求項1之方法，其中該非溶劑包含水。
  19. 如請求項1之方法，其中該混合物的pH保持在4至5.5之間，包括兩端值。
  20. 如請求項19之方法，其中使用酸維持該pH。
  21. 如請求項1之方法，其進一步包含混合該混合物。
  22. 如請求項21之方法，其中將該混合物混合5至30分鐘。
  23. 一種系統，其包含機械結合到基質的複數個聚合物鏈耦合的粒子。
  24. 如請求項23之系統，其中該等聚合物鏈耦合的粒子如請求項1的方法機械結合到基質。
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