聚合纱线、组合物和方法

技术领域

本公开涉及纺织工业，并且更具体地，涉及具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线和组合物。

背景技术

纺织工业常规上一直使用天然纤维和合成纤维来制造各种产品。它们各自具有与强度，舒适性，柔软性，寿命等相关的优点和缺点。除提供传统性能外，对提供更高质量纤维的需求不断增长，制造商已开始在纤维中掺入更多功能元素，以为用户提供更好的舒适性，新鲜度和卫生。为了满足现代卫生生活方式的需求，已经进行了多种尝试以向织物中添加各种化学试剂以使其具有抗微生物和抗菌性能。这些试剂通常施加在表面上以在整理阶段赋予织物抗微生物和抗菌性能。

然而，用这种织物制成的物品不能长时间保持抗微生物和抗菌性能，并且在洗涤或紫外线暴露期间化合物被洗去。这些纤维不能提供长期的抗微生物和抗菌作用的重要原因在于，在织物整理阶段，通过使用各种整理剂将这些成分添加到纤维中。此外，始终担心使用此类化学试剂及其对人体的潜在后遗症。

因此，需要针对该技术的创新以克服市场中普遍存在的缺点。

发明内容

鉴于现有技术固有的前述缺点，本公开的大体目的是提供一种具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线和组合物，包括现有技术的所有优点，并克服现有技术固有的缺点。

因此，本公开的目的是提供一种聚合纱线组合物或由这种组合物制成的聚合纱线，以及制备这种具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线的方法。

本公开的另一个目的是提供一种聚合纱线组合物或聚合纱线，该聚合纱线组合物具有其中具有草药成分的草药母料，该草药成分具有抗微生物和/或抗菌性能。

本公开的另一个目的是提供一种用于制备具有草药母料的聚合纱线的方法，该草药母料中具有草药成分，其具有抗微生物和/或抗菌性能。

鉴于上述目的，一方面，提供了一种用于纺织材料的具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线组合物。聚合纱线组合物包括：(i)0.01％w/w至10％w/w范围内的草药母料，和(ii)90％w/w至99.99％w/w范围内的基础聚合物。基础聚合物可以包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，或聚酰胺或聚丙烯中的一种。此外，在一个实施例中，草药母料可包括：(a)可以包括印楝素或姜黄或其组合的草药成分，在1％w/w至75％w/w范围内，和(b)在25％w/w至99％w/w的范围内的载体聚合物。载体聚合物可以与基础聚合物相同，并且可以包括以下中的至少一种：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰胺，聚丙烯。在一个实施例中，为了制备聚合纱线，可以在175℃至300℃范围内的温度下将草药母料和基础聚合物一起熔融并挤出，以获得具有占聚合纱线重量的0.01％至10％的草药成分的聚合纱线。

鉴于上述目的，在另一方面，提供了一种用于制备用于纺织材料的具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线的方法。该方法可以包括：制备草药母料，其中该草药母料包括：(i)具有印楝素或姜黄或其组合的草药成分，在1％w/w至75％w/w范围内，以及具有聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰胺或聚丙烯中的至少一种的载体聚合物，其中载体聚合物在25％w/w至99％w/w范围内；(ii)混合0.01％w/w至10％w/w范围内的草药母料和90％w/w至99.99％w/w范围内的基础聚合物，其中基础聚合物包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚酰胺或聚丙烯中的一种；(iii)在175℃至300℃范围内的温度下熔融和挤出草药母料和基础聚合物的混合物，以获得具有草药成分的聚合纱线，草药成分占聚合纱线的重量的0.01％至10％。

在本公开的一个实施例中，制备草药母料可包括：(i)在175℃至300℃范围内的温度下熔融草药组分和载体聚合物的混合物，以获得草药成分和载体聚合物的熔融均质混合物，其中草药成分和载体聚合物的混合物包括：印楝素或姜黄或其组合，在1％w/w至75％w/w的范围内；以及具有聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰胺或聚丙烯中的至少一种的载体聚合物，其中载体聚合物在25％w/w至99％w/w范围内；(ii)在4℃至30℃范围内的温度下，将草药成分和载体聚合物的熔融均质混合物在水下固化，以获得草药母料。

鉴于上述目的，在另一方面，提供了一种用于制备用于纺织材料的聚合纱线的草药母料组合物。草药母料包含草药成分和载体聚合物。草药成分可以包括印楝素或姜黄或其组合，在1％w/w至75％w/w范围内。此外，载体聚合物可包括以下中的至少一种：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰胺或聚丙烯。载体聚合物可以在25％w/w至99％w/w的范围内。在本公开的一个实施例中，印楝素或姜黄或其组合可以以粉末形式使用，粉末的大小在0.001微米至25微米的范围内，以制备聚合纱线。在另一个实施例中，印楝素或姜黄或其组合可以以液体形式使用以制备聚合纱线。

鉴于上述目的，在另一方面，提供了一种用于制备纺织材料的聚合纱线。聚合纱线可包括具有印楝素或姜黄或其组合的草药成分；和以及具有聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，或聚酰胺或聚丙烯中的一种的基础聚合物，其中聚合纱线中的草药成分占聚合纱线的重量的0.01％至10％。。

这与本公开的其他方面以及表征本公开的新颖性的各种特征一起在所附的权利要求书中特别指出，并且构成本公开的一部分。为了更好地理解本公开，其操作优点以及通过其使用实现的特定目的，应参考附图和描述性内容，其中示出了本公开的示例性实施例。

附图说明

参考以下结合附图的详细描述，将更好地理解本公开的优点和特征，其中：

图1A至图1C示出了根据本公开的示例性实施例的其中具有草药成分的用于纺织材料的各种纱线，该草药成分呈现出抗微生物和/或抗菌性能；

图2A和2B示出了根据本公开的示例性实施例的制备图1A至图1C的纱线的方法；和

图3示出了根据本公开的示例性实施例的用于测试结果的纺织品的样品。

在整个附图的多个描述中，相似的附图标记指代相似的部分。

具体实施方式

本文中出于说明目的而详细描述的示例性实施例在实施方式上可以进行许多变化。本公开提供了具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线和组合物。应当理解，可以考虑各种省略和等同替换，因为情况可以暗示或提供权宜之计，但是在不背离本公开的精神或范围的情况下，这些旨在覆盖本申请或实施方式。

本文中的术语“一”和“一个”不表示数量限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。

术语“具有”，“包含”，“包括”及其变体表示组件的存在。

在此使用的术语“％w/w”是指溶解在100克溶液中的溶质的克数。

本公开提供了一种用于纺织材料的具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线组合物。在本公开的一个实施例中，聚合纱线组合物可包含草药母料和基础聚合物。在本公开的一个实例中，聚合纱线组合物可以包括0.01％w/w至10％w/w范围内的草药母料，并且基础聚合物可以在90％w/w至99.99％w/w的范围内，这意味着如果使用0.01％w/w的草药母料，则可以使用99.99％w/w的基础聚合物，如果使用10％w/w的草药母料，则可以使用90％w/w的基础聚合物。在本公开的另一个示例性实施例中，聚合纱线组合物可以包括0.1％w/w至8％w/w的优选范围的草药母料，并且基础聚合物可以在99.9％w/w至92％w/w的优选范围内，这意味着如果使用0.1％w/w的草药母料，则可以使用98％w/w的基础聚合物，如果使用8％w/w的草药母料，则可以使用92％w/w的基础聚合物。在本公开的又一个示例实施例中，聚合纱线组合物可以包括2％w/w至5％w/w的更优选范围内的草药母料，并且基础聚合物可以在98％w/w至95％w/w的最优选范围内，这意味着如果使用2％w/w的草药母料，则可以使用98％w/w的基础聚合物，如果使用5％w/w的草药母料，则可以使用95％w/w的基础聚合物。

在聚合纱线组合物的此类实施例中，草药母料可包括可具有印度楝(Neem)或姜黄或其组合的草药成分，在1％至75％w/w的范围内，优选在10％w/w至40％w/w的范围内；更优选在20％w/w至30％w/w的范围内，例如约25％w/w或30％w/w。此外，在聚合纱线组合物的这种实施例中，草药母料可包括载体聚合物，其在25％w/w至99％w/w范围内，优选在90％w/w至60％w/w的范围内；更优选在80％w/w至70％w/w的范围内，例如约75％w/w或70％w/w。在本公开的一个实施例中，印度楝或姜黄或其组合可以以粉末形式使用，该粉末的大小在0.001微米至25微米的范围内，以制备草药母料。在另一个实施例中，姜黄或其组合可以以液体形式使用以制备草药母料。此外，在这种草药母料中，载体聚合物可以是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚酰胺或聚丙烯中的一种。在一个实施例中，印度楝或姜黄或其组合的化学提取物可用于制备草药母料。可以从印度楝中提取的这种化学提取物可以包括但不限于印楝素(nimbin)，印楝素烯(nimbanene)，6-脱乙酰基印楝素烯(6-desacetylnimbinene)，印楝油(nimbandiol)，印苦楝内酯(nimbolide)，抗坏血酸，正二十六醇和氨基酸(n-hexacosanol and amino acid,)，7-脱乙酰基-7-苯甲酰印苦楝二酮(7-desacetyl-7-benzoylazadiradione)，7-脱乙酰基-7-苯甲酰葛杜宁(7-desacetyl-7-benzoylgedunin)，17-羟基印苦楝二酮(17-hydroxyazadiradione)和酮式楝酚菲(nimbiol)[3]，[10]，[12]。此外，可以从姜黄提取的化学提取物可以包括但不限于类姜黄素或姜黄素等。印楝素或姜黄的一种或其他化学提取物可以结合使用或单独使用以获得有效的结果。

在聚合纱线组合物的这种实施例中，基础聚合物可以包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，或聚酰胺或聚丙烯中的一种。在本公开的一个实施例中，聚酰胺通常可包括聚酰胺6(PA6)或聚酰胺66(PA66)。在本公开的一个优选实施例中，在这种聚合纱线组合物中，基础聚合物和载体聚合物通常可以具有相同的聚合物基团。

如上所述的聚合纱线组合物可用于制造聚合纱线100或加捻连续聚合纱线200或松散连续聚合纱线300，如图1A，1B和1C所示。由如上所述的聚合纱线组合物制成的此类纱线呈现出抗微生物和/或抗菌性能。

在本公开的一个实施例中，图2A示出了用于制备这种具有抗微生物和/或抗菌性能的聚合纱线100或加捻连续聚合纱线200或松散连续聚合纱线300的方法400的框图。方法400可以包括在410处制备草药母料，例如如上所述的草药母料。

在本公开的一个实施例中，草药母料的制备可以包括特定步骤，例如图2B所示的步骤412、414和416。在412，草药母料的制备可以包括将具有印楝素或姜黄或其组合的化学提取物的草药成分与载体聚合物，例如PBT，PET，聚酰胺或聚丙烯，以如上所述的所需比例混合。进一步，在414，将草药成分和载体聚合物的混合物在175℃至300℃范围内的温度下熔融；优选在200℃到275℃范围内的温度下熔融；更优选在220℃至275℃范围内的温度下熔融，以获得草药成分和载体聚合物的熔融均质混合物。此外，在416，草药成分和载体聚合物的熔融均质混合物可以在4℃至30℃范围内的温度下被固化，以获得草药母料。随后，根据需要，可将草药母料进行制粒，这包括将母料切成大小在每克40片至每克200片范围内的颗粒；优选大小在每克60片至每克100片范围内的颗粒；更优选大小在每克70片至每克90片范围内的颗粒。

返回参照图2A，在420，以颗粒形式制备包括PBT，PET，聚酰胺，聚丙烯之一的基础聚合物。此外，在430，在如上所述的所需范围内将草药母料和基础聚合物混合在一起。此外，在440，将草药母料和基础聚合物的混合物在175℃至300℃范围内的温度下熔融并挤出；优选在200℃至290℃范围内的温度下熔融并挤出；更优选在220℃至280℃范围内的温度下熔融并挤出，获得占聚合纱线的重量的0.01％至10％的草药成分的聚合纱线；优选1％至8％的草药成分的聚合纱线；更优选大于1％至高达6％的草药成分的聚合纱线。

在本公开的一个实施例中，聚合纱线100可以在单个机器线上通过单步连续工艺形成，包括以下步骤：挤出，纺丝，淬火，纺丝油剂施加，拉伸和/或以预定参数进行纹理化，冷却，混合和缠绕。在本公开的这种实施例中，将草药母料和基础聚合物的混合物在175℃至300℃的渐变温度下通过多个温度区域并且在60巴至130巴的压力范围下熔融并挤出。进一步，执行纺丝步骤，然后通过具有10℃至25℃范围内的淬火空气温度、0.1mt/秒至0.4mt/秒范围内的淬火气流速率以及1巴至4巴范围内的淬火气流压力的气流，以预定参数逐渐淬火。淬火后，执行纺丝油剂施加。此外，在纺丝油剂施加后，以预定的参数(如拉伸速度和拉伸温度)顺序拉伸纺丝油剂施加的纱线。在本公开的一个实施例中，拉伸速度可以在760mpm至3500mpm的范围内，并且拉伸温度范围可以在80℃至190℃的范围内。此后，拉伸的纱线可任选在120℃至190℃的纹理化温度范围和50毫巴至150毫巴的纹理化真空压力下被纹理化。可以将拉伸的纱线冷却，混合并缠绕，以获得占聚合纱线的重量的0.01％至10％的草药成分的聚合纱线100；优选1％至8％的草药成分的聚合纱线100；更优选大于1％至高达6％的草药成分的聚合纱线100。

返回参照图2A，在本公开的一个实施例中，在430，方法400可以进一步包括在40TPM(捻每米)至350TPM的范围内缆线化或捻合聚合纱线；优选在120TPM至230TPM的范围内缆线化或捻合聚合纱线，更优选在180TPM至220TPM的范围内缆线化或捻合聚合纱线，获得具有捻的聚合纱线200(以下也称为“加捻聚合纱线200”)，如图1B所示。这种加捻聚合纱线200还可以包括，占聚合纱线的重量的0.01％至10％的草药成分；优选1％至8％的草药成分；更优选地，大于1％至高达6％的草药成分。

此外，在本公开的一个实施例中，在440，方法440可以进一步包括热定型例如松散连续聚合纱线300的聚合纱线的捻。可以通过流体进行热处理，流体有例如空气，蒸汽或任何其他可压缩液体或蒸汽，能够在加捻纱线连续通过热定型装置时将热量传递给加捻纱线。这种流体的温度必须使得纱线不熔化。如果纱线的温度高于纱线的熔点，则必须缩短纱线在热定型装置中停留的时间。该热定型步骤利用这样的流，当加捻纱线连续地通过热定型装置时，在100℃至200℃的温度下；优选在120℃至190℃的温度下；更优选在125℃至190℃的温度下，能够将热量传递给该加捻纱线。该过程受加捻纱线暴露于加热介质的时间长度(时间/温度效应)的影响。通常，有用的暴露时间为30秒至90秒；优选40秒至60秒。

在本公开的另一方面，例如纱线100、200和300的聚合纱线可以由以下制成：具有印楝素或姜黄或其组合的化学提取物的草药成分(不一定是草药母料)；以及具有PBT，PET，聚酰胺，聚丙烯中的一种的基础聚合物，其中聚合纱线中的草药成分占聚合纱线的重量的0.01％至10％；优选1％至8％；更优选大于1％至高达6％。

在本公开的一个实施例中，例如纱线100、200和300的聚合纱线可以呈现出旦尼尔每长丝(DPF)比率，其在0.5DPF至50DPF范围内测量到；优选在1DPF至40DPF范围内测量到；更优选在3DPF至20DPF范围内测量到。

在本公开的一个实施例中，如上所述的一种或多种聚合纱线可以用于制备各种纺织材料，包括但不限于地板覆盖纺织材料，例如地毯，垫子，毛毯等。由聚合纱线制成的纺织材料可以包括但不限于针织，加丛毛或机织纺织材料中的一种，例如地板覆盖物纺织材料。

如在实验室中测试的，由这种纱线制成的纺织材料在杀死或控制可能在纺织材料上蓬勃发展的细菌或微生物的生长方面显示出极大的改善。更具体地，如提出的各种实验室测试所示，使用草药成分在杀死或控制细菌(特别是革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌或微生物)在纺织材料上的生长方面显示出极大的改善，约90％至99.99％。下面：

如图3所示的样品的测试结果之一显示如下，以供参考：

应申请人的请求进行测试。对于进一步的细节，请参照后续。

结论：每AATCC100下测试时所接收的用于抗菌新能分析的软管样品表现出对细菌的98％的抗菌活性。

如所呈现的，本公开在提供可控制生长或杀死可能在纺织材料上蓬勃发展的细菌或微生物的组合物，纱线或纺织材料方面是有利的。更具体地，本公开在提供这样的纺织材料方面是有利的，该纺织材料可以通过可以在纺织材料上蓬勃发展的草药手段来控制生长或杀死细菌或微生物。此外，本公开在提供一种制备这种纺织材料的方法方面是有利的，该纺织材料可以通过可以在纺织材料上蓬勃发展的草药手段来控制生长或杀死细菌或微生物。

为了说明和描述的目的，已经给出了本公开的特定实施例的前述描述。它们无意于穷举或将本公开限制为所公开的精确形式，并且显然，根据以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释本公开的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够最佳地利用本公开并且可以想到具有适合于特定用途的各种修改的各种实施例。应当理解，可以考虑各种省略和等同替换，因为情况可以暗示或提供权宜之计，但是这种省略和替换旨在覆盖本申请或实施方式，而不背离本公开的精神或范围。