本发明涉及聚合物领域。特别地,本发明的各个方面涉及对用于制造纺织产品制造用的线、纤维和合成纱线的聚合物的改进,该纺织产品例如织造、针织、非织造制品或用合成线、纤维或纱线制成的其他纺织品。
本文中所述实施方案涉及对聚酰胺的改进。
现有技术
在制造纺织制品中,特别是在服装工业中,存在日益增长地为用于制造制品的线、纱线或纤维以及为用这些半成品制品制成的服装赋予抗微生物或抗菌特征的需求。为用于制造纺织制品的半成品赋予抗菌或抑菌特征的需求与卫生-医学原因和非病理副作用二者有关,非病理副作用与在用于服装的纺织制品中微生物的存在和繁殖相关。卫生-医学原因是指需要减少病原体通过纺织制品的传播,例如在医院或工业环境中。在归因于微生物的存在和繁殖(特别是在服装上)的副作用中,有不好的气味生成。
已经进行了许多研究以得到聚合物,特别是适合于针织和织造以制造由合成纤维制成且具有杀生物能力的纺织制品的聚合物。通常,将为聚合物赋予抗菌或抑菌特征的各种方法细分为三个主要种类:
-杀生物聚合物:它们是具有固有的抗微生物活性的聚合物,通常基于使用聚阳离子,具有通过作用于微生物的细胞膜以杀死微生物的能力;
-聚合物杀生物剂:它们是固有的没有抗微生物活性的聚合物,其上官能化地键合杀生物分子。通常,所述聚合物杀生物剂具有比杀生物聚合物更低的效力,这归因于其空间位阻。如已知的,空间位阻是原子在分子结构中的空间分布可以减缓或阻止化学反应的效应。在这些情况中使用的具有杀生物特性的分子是复杂的,具有低热稳定性,昂贵且通常难以处理;
-释放杀生物剂的聚合物:它们是没有抗菌性的聚合物,其上已经施加随时间释放的杀生物分子。它们基本上是聚合物基质,带有利用不同方法捕获到基质中的杀生物分子。这些聚合物具有许多缺点,这归因于如下这样的事实,释放的杀生物剂是污染物,和聚合物的杀生物剂含量随时间耗尽且应当恢复。
对目前抗微生物聚合物开发的广泛综述可以在以下找到:madsonr.e.santos等,“recentdevelopmentsinantimicrobialpolymers:areview”,materials,2016,9,599;doi:10.3390/ma9070599(www.mdpi.com/journal/materials);xanxue等,“antimicrobialpolymericmaterialswithquaternaryammoniumandphosphoniumsalts”,ininternationaljournalofmolecularsciences,2015,16,3626-3655;doi:10.3390/ijms16023626(www.mdpi.com/journals/ijms);dianasantosmorais等“antimicrobialapproachesfortextiles:fromresearchtomarket”,inmaterials,2016,9,498;doi:10.3390/ma9060498,(http://www.mdpi.com/journal/materials);felixsiedelbiedel等,“antimicrobialpolymersinsolutionandsurfaces:overviewandfunctionalprinciples”,inpolymers2012,4,46-71;doi:10.3390/polym4010046(www.mdpi.com/journal/polymers);sheilashahidi等,“antibacterialagentsintextileindustry”,in“antimicrobialagents”,editodavaraprasadbobbarala,isbn978-953-51-0723-1,2012年9月12日,第19章,第388-406页。
从以上所列的科技文献中可清楚地看出,在纤维形成步骤中或在使用半成品以及用该半成品制成的织物中,制造具有抗菌性的聚合物具有显著的技术困难和/或不便。
因此,持续需要更经济的解决方案,其对于制造具有抗菌性的纺织制品来说也是更有效和污染更少的。
更通常地,需要具有抗菌或抑菌性(包括抗真菌性)的合成树脂。
发明概述
本发明的目的已经令人惊讶地发现和形成,其在于聚酰胺且特别是聚酰胺66和聚酰胺6的特定改变赋予该聚合物抗菌和抗真菌性。在本说明书和附加的权利要求中,术语“抗菌性”通常是指减少或抑制微生物(特别是细菌、微生物、真菌、病毒)繁殖的能力。
更特别地,已经发现如果将聚醚胺引入聚酰胺分子中,则含有尼龙(特别是例如尼龙6和尼龙66)的聚酰胺获得或改进了其抗菌性。还已经发现含有键合到尼龙分子上的聚醚胺结构部分的聚酰胺比相同的聚酰胺聚醚胺结构部分具有更大的抑菌能力。
wo2014/057364和wo2015/001515公开了制造包含尼龙和聚醚二胺的改性聚酰胺以增加回潮率(即吸收和保持湿度的能力)的方法。特别地,这些改性聚酰胺被认为增加了织物和由其制成的服装的纺织品手感。然而,这些现有技术文献没有证实聚醚胺对于改性聚酰胺的抗菌性的任何效果。
根据一方面,本发明涉及至少一种聚醚胺在含有尼龙的聚酰胺中用于增加聚酰胺的抗菌性的用途,即用于获得抗菌能力比没有聚醚胺的相同聚酰胺更强的改性聚酰胺。聚醚胺和尼龙用共价键键合在一起,并且形成聚酰胺聚合物链的一部分,因此通过聚醚胺所赋予的抗菌性随时间稳定且长效,甚至当聚合物进行如重复清洗和/或热处理(如当聚酰胺用于制造纺织制品如外衣、服装等时典型发生的那样)时也是如此。
通过其获得本发明令人惊讶的效果的机理不完全清楚。可能地,但不限制本公开内容的范围,聚醚胺中存在的氨基阻碍了微生物的繁殖,为改性聚酰胺赋予抑菌特征。
根据另一方面,本发明涉及含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺纤维或纱线用于制造具有抗菌性(包括抗真菌性)的纺织制品,特别是但不仅仅是用于衣服的用途。
根据一个更通常的方面,本发明涉及含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺用于制造具有抗菌性(包括抗真菌性)的制品的用途,其用于除纺织品工业之外的其中改性树脂的抗菌性可以是有用的所有应用。基本聚合物或共聚物的选择可以基于改性树脂旨在的终端用途。
由于织物和外衣上细菌的存在引起令人不愉快的气味生成,因此本文中所述赋予或增加聚酰胺的抗菌能力的用途和方法还表示用于减少或防止用含有所述聚酰胺的纤维或线制成的外衣中令人不愉快的气味生成的用途和方法。
本发明还涉及含有含尼龙和聚醚胺的聚酰胺的呈纤维或纱线形式的半成品纺织制品用于制造纺织制品如衣服以防止或减少坏气味的生成的用途。
通常,除含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺之外,所述纤维或纱线还可以含有其他物质,例如其可以包含一定百分比的没有聚醚胺的聚合物。所述纤维或纱线可以例如是双组分纤维或纱线。
根据另一方面,本发明涉及一种生产含有尼龙的聚酰胺的方法,其中将聚醚胺引入该聚酰胺的聚合物结构中以增加该聚酰胺的抗菌性。有利地选择尼龙和聚醚胺的特性,以便聚酰胺能够挤出和转化成纤维或纱线,以用于生产纺织制品,特别是但不仅仅是用于服装。
还公开了一种制造含有含尼龙的聚酰胺的呈纱线或纤维形式的半成品纺织产品的方法,其中将聚醚胺引入聚酰胺的聚合物结构中以增加聚酰胺的抗菌性。
还公开了一种生产含有含尼龙的聚酰胺的呈纱线或纤维形式的纺织品半成品的方法,其中将聚醚胺引入聚酰胺的聚合物结构中以减少令人不愉快的气味生成。
所述方法可以包括在聚合步骤期间加入聚醚胺的步骤。因此,本发明的目的也在于聚醚胺用在聚合过程步骤中的用途,其用于形成具有改进的抗菌性的含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺。
在其他实施方案中,所述方法可以提供步骤:使聚醚胺与含有尼龙的聚酰胺接触并引起该聚醚胺和该聚酰胺之间反应,其中尼龙的羧基端基与聚醚胺分子的氨基反应和因此用聚醚胺结构部分置换羧基端基。
因此,本发明的一个目的还在于聚醚胺用于如下这样的方法中的用途,该方法用于改性含有尼龙的聚酰胺,并且将至少一种聚醚胺引入其化学结构中(即引入其聚合物链中)以赋予含有聚醚胺的改性聚酰胺抗菌能力或增加所述能力。
本发明还涉及一种制造纺织制品的方法,其包括步骤:将纤维或纱线形式的半成品转变成纺织品结构如非织造织物、织造织物或针织物,其中该半成品包含含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺以增加所述纺织品结构的抗菌性。
优选地,用于聚酰胺的聚醚胺具有至少两个胺端基(nh2),其中之一用于与聚酰胺的尼龙分子键合,和另一个在所得的聚合物链中保持可利用。
根据本文中公开的实施方案,聚醚胺优选是聚醚二胺或聚醚三胺。
优选地,所述尼龙是尼龙6或尼龙66、或尼龙6和尼龙66的共聚物。
使用用聚醚胺改性的聚酰胺允许在纱线和纤维中借助于可以在工业层面上容易实施的方法获得抗菌性。实际上,特别地,用于将聚醚胺引入聚酰胺链中的加工条件并非明显不同于用于生产聚酰胺的那些。此外,与旨在实现类似效果的其他目前已知的工业方法相比,这具有毫无疑问的经济效率的优点。
尽管在各种生产过程中胺基团可以结合在聚合物链的端部位置中,但是胺基团也可以在沿着聚合物链的中间位置中。
使用用氨基改性的尼龙6和尼龙66对于制造抑菌或抗菌纺织制品来说是特别有用的。这些制品可以注定用于服装领域以及其他领域,例如用于家具领域、汽车工业、或用于生产家用、医用和社区用纺织品如毛巾、被单、长袍(gown)等。
此外,为由氨基改性的聚酰胺赋予抗菌或抑菌性也可以用于非纺织品工业的领域。在一些情况下,具有抑菌和/或抗菌性的不同的改性聚酰胺可以用于其中合成树脂必须具有与纤维或纱线所需的物理性能不同的物理性能的领域。例如在牙科领域中,树脂用于生产牙科假体、牙科器具、牙科夹板、牙科咬合物等。在这些应用中,必需赋予合成树脂特别的机械强度和刚度性能。抗菌性在牙科树脂中将是特别有用的。
根据另一方面,本文中描述了用来自聚醚胺的氨基改性的聚酰胺的用途,该聚酰胺具有使其可用于牙科领域的抗菌性以及力学性能。在这些应用中,根据一些实施方案,基体聚酰胺可以包含尼龙12,代替尼龙6或尼龙66。
具体公开的是含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺用于生产以下之中的具有抑菌或抗菌性(包括抗真菌性)的牙科制品的用途:牙科夹板、牙科咬合物,牙科假体及其组分等。
特征和实施方案在此以下公开且进一步在形成本说明书的一个组成部分的附加权利要求中阐述。以上简要描述阐述了本发明各种实施方案的特征,以便可以更好地理解随后的详细描述和以便可以更好地理解本发明对所述领域的贡献。当然,存在将在下文中描述且将在附加的权利要求中阐述的本发明的其他特征。在这方面,在详细解释本发明的多个实施方案之前,应理解,本发明的各种实施方案的应用不限于所述构造的细节和以下描述中所述或附图中所示的组分排布。本发明能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践和实施。同样,应理解,本文中所用的措词和术语是出于说明目的,并且不应当认为是限制性的。
附图说明
以下将参考一系列实施方案来描述本发明,并且借助于本发明可以实现的结果将显示在附图中,在附图中,图1和2显示了根据本文中所述的用途,用包含尼龙66的聚酰胺以及含有尼龙66和聚醚二胺的聚酰胺所制造的织物的抗菌性。
具体实施方式
以下示例性实施方案的详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记表示相同或类似的元件。此外,附图不必然按比例绘制。同样,以下的详细描述不限制本发明。相反,本发明的范围通过附加的权利要求来定义。
在整个说明书中提及“一个实施方案”或“一种实施方案”或“一些实施方案”表示关于一种实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施方案中。因此,在整个说明书各处出现的措词“在一个实施方案中”或“在一种实施方案中”或“在一些实施方案中”不必需是指相同的一种或多种实施方案。此外,特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施方案中组合。
本说明书和附加的权利要求中所示和所提及的比、浓度、量和其他数字可以表达为范围。应当理解,这样做是为了方便和简要。应当理解,范围不仅包括范围界限所示的数。相反,范围值应当以宽泛和灵活的含义来理解,例如包括在该范围内所含的所有单个数值以及由该范围中所含的任意两个数字界定的其子区间。因此,术语“约a至约b的范围”通常不仅是指由界限值a和b所定义的范围,而且还包括“约x至约y”的任何子区间,其中x和y是包含在a和b之间的值。
当物质b组中的物质a的量是借助于一系列的最大值百分比和一系列最小值百分比定义时,应当理解,物质a可以以在多个区间内的的量包含在所述组中,每个区间由成对的任何最小值和任何最大值定义。例如表述“包含至少x%、优选至少(x-n)%,和不大于y%、优选不大于(y-m)%”,包含区间[x;y]、[x;(y-m)]、[(x-n);y]、[(x-n);(y-m)]。这些区间中的每一个还包含在其最大和最小界限内所定义的每个子区间。
术语“约”可以包括四舍五入到数值的有效数字。
当在本文所用含义中是指数值或数值范围时,术语“约”允许数值或区间的变化程度在例如所示数值或所示范围界限的10%以内或5%以内。
本发明上下文中所用的术语平均分子量(mw)被理解为是重均分子量(常缩写为mw),除非另外指明。
根据本文中所述实施方案,为了获得如下这样的聚酰胺基聚合物,使用聚醚胺键合到聚酰胺的尼龙分子上,该聚合物含有尼龙(特别是用于生产纱线或纤维),具有改进的抗菌能力,或当加工成外衣和穿旧时,产生令人不愉快气味的倾向更低。
通常,聚酰胺可以是可被染色的酸性(阴离子)或碱性(阳离子)聚合物。在特别有利的实施方案中,聚酰胺可以含有例如尼龙66(聚己二酰己二胺)。在其他实施方案中,聚酰胺可以含有尼龙6,即聚(ε-己内酰胺)。在另一实施方案中,聚酰胺可以是尼龙6和尼龙66的共聚物。
该含有聚醚胺的聚酰胺可以借助于间歇或连续聚合反应来提供,例如通过将二酸、尼龙盐和聚醚胺混合和在受控的压力下将该混合物在一个或多个加热和冷却循环中加热,以获得含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺的聚合。
制造含有聚醚胺的聚酰胺的方法的实例(其中将聚醚胺在聚合步骤期间引入聚酰胺分子中)描述在wo2014/057364中,其内容整体引入本说明书中。
在其他实施方案中,在已经借助于任何合适的聚合过程形成聚酰胺链后,可以将聚醚胺引入其中。例如可以使用含有尼龙的聚酰胺和聚醚胺并且使聚酰胺和聚醚胺在进料纺丝系统的挤出机中反应,或在不同的容器中在受控的温度和压力下反应,以便聚酰胺分子的端基被聚醚胺分子取代。
通过聚酰胺和聚醚胺在挤出机或其他压力容器中反应来制造含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺的方法的实例描述在wo2015/001515中,其内容整体引入本说明书中。
以下,将提供关于通过间歇过程和挤出过程二者制造含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺的可能的方法的一些细节。
即使在本说明书中,具体提及了其中使用单个聚醚胺(即只有一种类型的聚醚胺分子)的实例,然而应当理解在一些实施方案中,更多不同形式的聚醚胺可以引入聚酰胺链中。
在一些实施方案中,聚醚胺可以是以下通式的聚醚单胺:
其中对于环氧乙烷来说r=h,且对于环氧丙烷来说r=ch3,和其中x和y基于链中环氧丙烷和环氧乙烷的数目而变化。式(1)的聚醚单胺例如由美国的huntsmancorporation以名称
在优选的实施方案中,聚醚胺具有不止一个游离nh2基团,以便在聚合反应中nh2基团之一与聚酰胺链的尼龙66或尼龙6形成共价键。
在一些实施方案中,聚醚胺是下式的聚醚二胺:
其中x、y和z可以基于链中的环氧乙烷和环氧丙烷的数目而变化。
式(2)的聚醚二胺例如由美国的huntsmancorporation以名称
在优选的实施方案中,聚醚胺具有等于至少约500、优选等于至少约800、更优选等于至少约1000、甚至更优选等于至少约1500且优选不大于约5000、更优选不大于约3000、例如包含在约1500和约2500之间的平均分子量(mw)。
在一种实施方案中,使用
y等于约39且
(x+z)等于约6,
并且具有约2000的平均分子量(mw)。
在其他实施方案中,可以使用具有以下特征的式(2)的聚醚二胺:
y≌12.5;(x+z)≌6,平均分子量mw=900
y≌9;(x+z)≌3.6,平均分子量mw=600
优选地,聚醚二胺具有相对于理想化ahew为不大于10%的ahew(胺氢当量)。术语(ahew)定义为聚醚胺的分子量除以每分子的活性胺氢的数目。例如理想化聚醚胺将具有500g/当量的理想化ahew,该理想化聚醚胺具有2000的平均分子量且其中所有聚醚端基是氨基封端,则每个分子贡献有4个活性氨基氢。如果10%的端基是羟基而非氨基,则每分子将存在仅3.6个胺活性氢和聚醚胺将具有556g/当量的ahew。
给定聚醚胺的每分子的胺活性氢数目以及因此的ahew可以借助于已知的和传统的技术来计算,例如使用由iso9702标准所定义的程序通过计算胺基的氮含量来进行。
在特别有利的实施方案中,聚醚胺是聚醚二胺、优选具有等于或大于1500的分子量和不超过所述聚醚二胺的理想化ahew的10%的ahew。
在本文中所述的实施方案中,聚醚二胺具有通式(2)和如下这样的链组成,该链具有相对于ppg(聚丙二醇)基团而言更多的peg(聚乙二醇)基团,即y>(x+z)。
在其他实施方案中,聚醚二胺可以具有含有聚乙二醇(peg)基团和聚丙二醇(ppg)基团的链,该ppg基团是占主要的。这种类型的聚醚二胺由huntsmancorporation以商标名
在另一实施方案中,聚醚二胺可以具有基于聚丙二醇和聚(四亚甲基醚)二醇(ptmeg)的结构。这种类型的聚醚二胺的实例是由huntsmancorporation以商标名
尽管平均分子量等于或大于约1500且等于或低于约2500的re系列的聚醚二胺是目前优选的,特别是针对用于生产纤维和纱线的聚酰胺的应用而言,但是还可以使用更高平均分子量如最高为约5000的聚醚二胺,例如
在另一实施方案中,聚醚二胺具有由下式的ppg聚丙二醇基团组成的链
例如由huntsmancorporation生产和销售的
在另一实施方案中,可以使用端氨基(nh2)数大于2的聚醚胺。例如聚醚胺可以是下式的聚醚三胺:
其中(x+y+z)可以为5-6之间且mw是约440。在其他实施方案中,聚醚三胺可以具有下式:
其中对于从约3000增加到约5000的平均分子量(mw),x+y+z包含在约50至约85之间。这种类型的聚醚三胺是例如由美国的huntsmancorporation生产和销售的
如本文中所述的改性聚酰胺可以借助于间歇或连续过程,由尼龙盐、二酸和聚醚胺开始生产。在一些实施方案中,所述方法提供如下的步骤:使二酸、聚醚胺和尼龙盐接触形成混合物;和如下的步骤:将所述混合物在密闭容器中在足以获得所述混合物的聚合的温度和压力下加热,形成含有尼龙和聚醚胺的聚酰胺。尼龙盐可以是尼龙66盐(六亚甲基二胺己二酸盐)、尼龙6盐或其组合。
尼龙盐可以以约50重量%至约99重量%、优选约50重量%至约95重量%的量提供。
通常,所述聚合可以包括多个随后的具有合适压力和温度特性曲线的加热周期。可能的聚合周期的更详细描述可以在wo2014/057364中找到。通常根据所用的尼龙盐的类型,最终的聚合物可以是包含尼龙6、尼龙66或尼龙6和尼龙66的共聚物的聚酰胺,在其链中存在聚醚胺分子。
最终产物可以根据已知技术通过挤出形成片并且用于随后的纺丝过程。
在另一实施方案中,如上所述,聚醚胺可以甚至在聚合后引入聚酰胺链,例如通过在挤出机中或在压力容器中使含有尼龙的聚酰胺和聚醚胺反应来进行。这种类型的方法描述在wo2015/001515中。
在一些实施方案中,将聚酰胺和聚醚胺以及添加剂(如果必要的话)引入容器中,以促进聚酰胺和聚醚胺之间的反应。使聚合物物质达到熔融温度和与聚醚胺反应以获得改性聚酰胺。
所述添加剂可以包含适合于与羧基和氨基反应的用于热塑性聚合物且特别是用于聚酰胺的扩链剂或接枝剂。在一些实施方案中,所述添加剂可以是由basf销售的扩链剂
在聚酰胺和聚醚胺之间的反应之后,可以直接挤出聚合物以获得单丝或复丝纱线,以形成用于生产纺织品、服装或其他制品的纱线或纤维。
在本文中所述实施方案中,聚酰胺中所含的聚醚胺的量相对于该聚酰胺的总重量计可以为约1重量%至约50重量%、例如约2%至约30%、优选约5%至约25%重量、例如约8重量%至约20重量%。
在一些实施方案中,聚酰胺包含相对于该聚酰胺的总重量计为至少50%、优选至少60%、更优选至少70%、甚至更优选至少80%、例如至少85%重量的量的尼龙。在一些实施方案中,尼龙的百分比相对于该聚酰胺的总重量计不大于99%、优选不大于98%、更优选不大于95%、甚至更优选不大于90%、例如不大于85重量%。
如果如本文中所述的改性聚酰胺以混合物或与其他聚合物组合的方式(例如以双组分纤维的方式)使用,则上述尼龙和聚醚胺的百分比是指含有尼龙的聚酰胺和聚醚胺的总重量,不包括与其组合的第二或另外的聚合物的重量。
可用的聚酰胺可以具有例如约8000至约18000uma的分子量。在一些实施方案中,聚酰胺具有约9000至约15000uma、例如约10000至约14000uma的分子量。
在一种可能的实施方案中,聚酰胺可以具有等于羧基端基(cooh)数的氨基端基(nh2)数,例如二者均等于47。
本文中所述聚酰胺可以有利地用于生产呈连续纱线或短纤维形式的纺织品工业用半成品。所述纱线可以是单丝或复丝纱线。
所述纱线可以通过挤出来获得,和稳定的纤维通过切割挤出的连续纱线来获得。通过挤出根据本文中所述方法的聚合物获得的纱线可以是loy(低取向纱线)类型、poy(部分取向的纱线)类型或fdy(全拉伸纱线)的复丝纺织品纱线。
如果将纱线切割成纤维,则所述纤维可以具有例如包含在约10至约100mm之间的长度。短纤维可以借助于本身已知的纺纱过程转化成连续纱线。
根据另一方面,短纤维可以用于生产非织造织物,形成纤维层,其随后进行机械、液压、化学、热粘合或其组合。
所述纱线可以用于织造过程、或针织或用于其他用途。
用本文中所述方法制造的纱线可以随后加工以改变其物理和力学性能。在一些实施方案中,所述纱线可以与其他纱线组合以获得复合产品。在一些实施方案中,从喷丝板获得的纱线可以进行变形(textured)、或塔斯纶化(taslanized)、拉伸、与弹性体纱线组合,例如借助于交缠喷气(interlacingjet)、包覆喷气(coveringjet)或其他合适的装置来进行。
所述纱线或纤维可以是单组分。在这种情况下形成其的长丝是由相同材料制成。在其他实施方案中,纱线可以为多组分如双组分。在这种情况下,构成所述纱线的一个、一些或每个长丝包括通过两个不同聚合物形成的两部分。在一些实施方案中,所述长丝包含由不同聚合物制成的内芯和外涂层(所谓的“皮芯”双组分纤维)。根据可能的实施方案,包围内芯的外部分或皮可以用高回潮率的含聚酰胺和聚醚胺的聚合物制成,而所述芯可以用不同的聚合物制成,例如用不具有聚醚胺分子的聚酰胺制成。在一些实施方案中,尼龙6或尼龙66的芯可以与本文中所述生产的聚酰胺和聚醚胺皮一起挤出。
在一些实施方案中,所述双组分纤维可以具有第二组分,其由以下物质构成或包含以下物质:聚丙烯、或热塑性聚氨酯、或聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
在其他实施方案中,形成每个长丝的两种组分可以并列布置(所谓的“并列型”双组分纤维),而非一个插入另一个中。
用于生产多组分纤维、特别是双组分纤维的挤出头是本身已知的,并且可以有利地用于本发明方法的上下文中。
在一些实施方案中,可以制造这样的双组分纱线,其中构成其的聚合物的10%-95%重量、优选50%-80%重量是含聚酰胺和聚醚胺的聚合物,而其余部分由未改性的聚酰胺(即没有聚醚胺的聚酰胺)构成,和例如仅由尼龙、或由不同性质的聚合物如聚丙烯制成。
在一些实施方案中,所述纱线与包含1-300个、例如5-200个长丝的多个长丝一起挤出。
在一些实施方案中,所述纱线具有在5-6000分特之间的纱线数。在有利的实施方案中,纱线具有在0.5-20之间的dpf值(分特/长丝)。
在一些特别有利的实施方案中,所述纱线具有多个在1(单丝)-100之间、优选在30-60之间的长丝和在7-140分特之间、优选40-60分特之间的纤度。在一些实施方案中,所述聚合物以20-80cm/s之间的挤出速率挤出。从喷丝板离开的长丝可以有利地以已知方式冷却,如在空气流中进行。
在该步骤中,单个长丝用侧向空气流冷却,并且朝向并穿过上油装置集束,然后连接以形成复丝纱。在下游,所述纱线可以以彼此可以是不同的圆周速度在一个或多个拉伸和/或松弛和/或稳定辊周围驱动、电动和控制,以为所述纱线赋予所需且所期望的拉伸和/或取向度。
在一些实施方案中,所述纱线进行在20%-60%之间的伸长。
最后,将所述纱线卷绕以形成卷轴或包。卷绕速度可以例如在1000-5500m/min之间。
抗菌特征测试
已经对含有聚醚胺的聚酰胺的抗菌性进行了下述对比测试。
织物样品已经在圆机(circularmachine)上利用具有46分特的纤度数和40个长丝的聚酰胺66形式的复丝纱进行了针织,并且织物样品已经在圆机上利用用聚醚二胺
所述织物样品已经根据标准iso20743:2013用以下微生物进行了接种:
-革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌(staphilococcusaureus)(dsm346)
-革兰氏阴性细菌肺炎克雷伯菌(klebsiellapneumoniae)(dsm789)
和根据astme2315-03用以下微生物进行了接种:
-革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌(dsm346);
-革兰氏阴性细菌大肠杆菌(escherichiacoli)(dsm1576),
图1显示了根据iso20743:2013的结果,图2显示了根据astme2315-03的结果。每个微生物的数表示针对尼龙66以及含有尼龙66和聚醚二胺
-针对金黄色葡萄球菌为40%,即,细菌群落的增殖比由相同的聚酰胺制成但没有聚醚胺的参考织物低40%;
-针对肺炎克雷伯菌为4%,即,细菌群落的增殖比由相同的聚酰胺制成但没有聚醚胺的参考织物低4%。
根据astm测试,图2中,用含有聚醚二胺的改性聚酰胺制成的织物具有以下的抗菌活性
-针对金黄色葡萄球菌为50%,即,细菌群落的增殖比由相同的聚酰胺制成但没有聚醚胺的参考织物低50%;
-针对大肠杆菌为30%,即,细菌群落的增殖比由相同的聚酰胺制成但没有聚醚胺的参考织物低30%;
在两个图中,所示数据是从微生物接种24小时后获得的,并且在每个图中对于每个微生物而言,两个柱状图代表:左边一个是指由标准聚酰胺(尼龙66)的纱线制成的参考样品,而右边一个是指用含有聚醚胺的改性聚酰胺制成的样品。
重要的应注意的,所用的国际测试标准仅建立了进行测试要依照的程序。它们不提供任何绝对或甚至相对基准以定义所发现的活性是弱的、良好的还是优异的。这个参数必须基于最终必需比较的最终产品的性能(例如织物气味的排放)来定义。
根据上述数据,可以声称与用标准纤维(尼龙66)制成的相同织物相比,使用已经通过插入聚醚胺而化学改性的纤维制成的织物具有在织物上的细菌增殖减少的特征。抗菌活性已经借助于两种不同类型的测试(iso和astm)得以确认。实际上,对于比较的聚酰胺基织物,针对金黄色葡萄球菌已经测量了可比较的40%和50%的活性值。还应当规定,细菌肺炎克雷伯菌是一种特别的难以杀死的耐受性细菌。因此显然,所获得的活性值比针对其他细菌菌株所获得的活性值低。
最后,不是所有菌落在其产生令人不愉快的气味的能力方面都相同。关于这方面的指示,特别相关的测试是用于大肠杆菌的那些。
所进行的测试表明将聚醚胺分子引入尼龙链中使得聚合物在其抗菌活性方面得到明显的改进。
由通过将聚醚胺插入聚合物链中来改性聚酰胺导致的增加的抗菌活性允许获得可以继而转化成短纤维的聚合物长丝材料(即适合于引起生成复丝或单丝纱线),其可有利地用于制造纺织制品,通过将纤维或纱线转化成织物或非织造织物来进行。这些纺织制品可以有利地用于服装领域,特别是运动服,这归因于其能够减少由细菌增殖导致的坏气味的生成。实际上,所述抗菌活性导致对产生坏气味负责的微生物增殖的减少。此外,也出于卫生和清洁原因,甚至当需要减少细菌量即减少微生物的量时,也可以有利地使用所述改性的聚合物。使用具有改进抗菌性的本文中所公开的改性聚酰胺的纺织品材料可以例如用于生产外套、睡衣、床单、窗帘、防护面具、枕套、毯子、帘(curtain)、绷带和其他制品,特别是用于医院用途。
例如含有尼龙和聚醚胺以赋予或增加抗菌性的聚酰胺可以用于医学领域,用于聚酰胺一般用于的所有用途。例如聚醚胺可以用于为旨在用于生产医用纱线和膜的聚酰胺赋予抗菌性,该医用纱线和膜例如缝合纱线、用于血管成形术导管的球囊膜(也为尼龙11和尼龙12的形式)、绷带和医用膜、血液透析膜、腱和韧带重建材料。本文中所述的改性聚酰胺如改性聚酰胺12(尼龙12)可以用于生产牙科用制品,特别是:牙科夹板、牙科咬合物、牙科设备、义齿、固定或可移动的牙科假体以及这些制品的部件。