CN109154106A - 抗微生物母料的制造方法和其产品 - Google Patents

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Abstract

可将母料与原始聚合物掺和以在进一步处理之前将所需颜色或其它性质添加到所述原始聚合物。本文提供制造抗微生物和/或抗病毒聚合母料的方法和工艺，所述聚合母料可用于将抗微生物、抗病毒和/或抗真菌性质添加到原始聚合物而不使所述原始聚合物的性质显著降格。可将所述母料挤出成丸粒或使其形成其它颗粒，用于随后与所述原始聚合物掺和以将抗微生物和抗病毒性质添加到所述聚合材料。所述方法包括在将基础聚合物与抗微生物剂、抗病毒剂和/或抗真菌剂混配混配在一起后的热处理。所述热处理包含将母料掺合物加热到介于所述基础聚合物的玻璃转换温度与熔点间的温度。

Description

抗微生物母料的制造方法和其产品
技术领域
本发明涉及制造抗微生物和/或抗病毒聚合母料的方法和工艺。可将母料挤出成丸粒或使其形成其它颗粒用于随后与聚合物掺和，以将抗微生物和抗病毒性质添加到聚合材料。
抗微生物和/或抗病毒母料容许聚合产品制造者在制造工艺期间经济地将抗微生物和/或抗病毒组分添加到聚合物。更具体来说，本发明涉及制备具有多个抗微生物用途的抗微生物和抗病毒聚合材料的经改良工艺和母料。
背景技术
包含小浓度的水不溶性铜化合物颗粒的聚合材料展现抗微生物、抗病毒和/或抗真菌性质，所述颗粒在与流体接触时释放Cu+离子和Cu++离子中的至少一者且经包埋和/或从聚合材料表面突出。因此，借助(例如)挤出、喷射或模制工艺可将所述聚合材料转化成具有抗微生物、抗病毒和/或抗真菌性质的产品，包括(但不限于)纤维、纱线、膜和固体表面。
在某些实施例中，可将抗微生物或耐火颗粒添加到熔融聚合物，以形成聚合浆液。抗微生物、抗真菌和/或抗病毒组分可直接添加到聚合物或作为抗微生物和/或抗病毒母料的组分添加。
美国专利申请公开案第US 2008/0193496号描述制造抗微生物和抗病毒母料的方法以及制造抗微生物和抗病毒产品的方法，并且其揭示内容以引用方式全部并入本文中。
制取抗微生物和抗病毒母料的现有技术方法显示于图1中。所述方法包括将水不溶性氧化铜颗粒与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)混配。在图1中所显示的实施例中，PET具有0.75的IV。在230℃到250℃间的温度下以分批工艺将PET与氧化铜颗粒混配，并将基于亚磷酸酯的稳定剂添加到混配工艺，以清除水分并防止PET水解和降解。挤出浆液以制造抗微生物母料丸粒，其可与其它原始聚合物掺和以制造抗微生物和抗病毒聚合材料。在典型工艺中，经掺和的母料具有大约40wt.％的氧化铜颗粒浓度。基于常规处理知识，为防止经掺和的原始聚合物降解，将经掺和的母料在大约120℃下真空干燥12小时，以从丸粒去除水分。
如先前所述，母料丸粒具有大约40％的氧化铜浓度。可将所述丸粒与原始热塑性聚合物掺和以制造抗微生物聚合材料。举例来说，可将母料丸粒以6.5％的添加比率添加到原始热塑性聚合物以制造氧化铜浓度为大约2.6wt.％的抗微生物聚合材料，并然后将其挤出成纱线。然而，在此实施例中，在挤出纱线的工艺期间，聚合物未形成稳定的螺纹线且穿过喷丝孔滴落。此现象指示由于水解所致的聚合物IV损失。纱线产率<10％。
在所述工艺中，纺丝工艺的产率是通过用所制造纤维或纱线的重量除以借助纺丝工艺处理的热塑性聚合物的重量来计算。
业内需要制造抗微生物母料的方法和制造较高产率的抗微生物聚合纱线或纤维的纺丝工艺。
发明内容
可将母料与原始聚合物掺和以向聚合物提供某些性质。举例来说，母料可为用于将抗微生物性质提供给聚合物的抗微生物母料或用于将耐火性质提供给聚合物的耐火母料。在大多数情形下，将母料添加到聚合物不应不利地影响聚合物的其它性质。
在一个实施例中，制造不会不利地影响经掺和聚合物的粘度的抗微生物母料的方法包含将抗微生物颗粒与基础聚合物混配。举例来说，母料的抗微生物颗粒可包含可与经掺和的原始聚合物反应而不利地影响聚合物的分子量或粘度的连接官能团。
可通过将基础聚合物与至少一种包括所需性质的组分混配来制造母料。在抗微生物母料的实施例中，可将抗微生物颗粒以(例如)介于1:7与1:1间的比率添加到基础聚合物，以制造抗微生物聚合物或抗微生物母料。在抗微生物母料的另一实施例中，可将抗微生物颗粒以(例如)介于1:3与1:1间的比率添加到基础聚合物，以制造具有较高浓度的抗微生物颗粒的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浓度为12wt.％到50wt.％的抗微生物颗粒。
在一些情形下，抗微生物颗粒可包含可与原始聚合物反应的组分或官能团。可添加额外处理步骤以去除母料的组分或组分的官能团。举例来说，混配之后，可将抗微生物聚合物加热，以使抗微生物聚合物中的聚合物与连接到抗微生物颗粒的官能团(例如羟基)反应。举例来说，可将抗微生物聚合物加热到介于抗微生物聚合物中的聚合物的玻璃转换温度与熔融温度间的反应温度，以制造抗微生物母料。在一些情形下，加热可另外导致抗微生物聚合物中的聚合物的固有粘度增加。
制造抗微生物聚合物的方法可包含将抗微生物母料与热塑性聚合物掺和。添加比率可为在成品聚合物中制造所需抗微生物颗粒浓度的任何所需添加比率。举例来说，可使用介于3％与10％间的添加比率来制造抗微生物聚合物。抗微生物聚合物可经挤出以制造抗微生物纤维。
挤出抗微生物聚合物的产率大于80％。所述产率是通过用所制造抗微生物纤维的重量除以经挤出的抗微生物聚合物的重量来计算。
在某些实施例中，基础聚合物是以下聚合物中的一者：聚酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸丙二酯、聚乳酸、聚乙交酯和聚乳酸共乙醇酸、聚酰胺或尼龙(nylon，包括但不限于尼龙-6(聚己内酰胺)和尼龙6.6)、聚氨酯、类似热塑性聚合物或共聚物和其组合。
因此，在一个实施例中，形成抗微生物纤维的方法可包含将水不溶性铜化合物颗粒与聚酯聚合物混配(其中抗微生物金属颗粒对聚酯聚合物的比率介于1:3与1:1之间)，以制造抗微生物聚酯，其中水不溶性铜化合物颗粒具有连接到不溶性铜化合物颗粒表面的羟基。混配之后，可将抗微生物聚酯加热到介于抗微生物聚合物中聚酯聚合物的玻璃转换温度与熔融温度间的反应温度，以使抗微生物聚合物中的聚酯聚合物与连接到不溶性铜化合物颗粒表面的羟基反应，并使抗微生物聚酯中的聚酯聚合物聚合以制造抗微生物母料。
抗微生物颗粒可为水不溶性铜化合物颗粒。水不溶性铜化合物颗粒可暴露并从聚合材料的表面突出，其中水不溶性氧化铜颗粒在与流体接触时释放Cu+离子和Cu++离子中的至少一者。
反应温度可为任何驱动反应的温度。举例来说，反应温度可介于基础聚合物的玻璃转换温度与熔点之间。在更具体实施例中，反应温度从低于抗微生物聚合物中的聚合物的熔融温度100℃到低于其熔融温度10℃的温度，并且更具体来说，反应温度从低于抗微生物聚合物中的聚合物的熔融温度60℃到低于其熔融温度20℃的温度。
附图说明
图1绘示制造抗微生物聚合纤维的现有技术工艺，其中在掺和和挤出之后干燥PET-Cu2O母料丸粒以去除残余水分，其后与原始聚合物掺和以制造Cu2O浓度为大约2.6wt.％的抗微生物聚合材料；
图2绘示制造抗微生物聚合纤维的本发明工艺，其中PET聚合物在与Cu2O颗粒掺和之前经固态聚合以增加与Cu2O颗粒掺和之前PET聚合物的IV，然后将具有增加IV的PET与Cu2O颗粒掺和以制造PET-Cu2O母料丸粒，然后在掺和和挤出之后干燥母料丸粒以去除残余水分，其后与原始聚合物掺和以制造Cu2O浓度为大约2.6wt.％的抗微生物聚合材料；且
图3绘示制造抗微生物聚合纤维的本发明工艺的另一实施例，其中将PET聚合物与Cu2O颗粒掺和以制造抗微生物母料，然后在介于母料的玻璃转换温度与熔点间的温度下使PET-Cu2O母料经受聚合工艺，理论上此聚合步骤引起PET与Cu2O颗粒表面上的羟基反应，然后挤出母料以制造母料丸粒，然后将其干燥以去除残余水分，其后与原始聚合物掺和以制造Cu2O浓度为大约2.6wt.％的抗微生物聚合材料；然后将抗微生物聚合材料纺丝以形成具有大于80％的增加产率的纤维或纱线。
具体实施方式
可将抗微生物母料丸粒与原始聚合物掺和以将抗微生物性质添加到聚合物。如本文所用抗微生物母料是抗微生物、抗真菌和/或抗病毒聚合丸粒或其它颗粒的经浓缩混合物。抗微生物母料可包含额外组分，例如(但不限于)待在掺和工艺期间囊封于聚合物中的颜料、处理剂和/或其它添加剂。在一个实施例中，抗微生物母料丸粒可包含聚酯聚合物和包含不溶性铜化合物的颗粒，所述不溶性铜化合物在暴露于流体时释放Cu++作为活性抗微生物剂。在另一实施例中，抗微生物母料丸粒可包含聚酯聚合物和由不溶性铜化合物(例如，氧化铜)组成的颗粒，所述不溶性铜化合物在暴露于流体时释放Cu++作为活性抗微生物剂。在另一实施例中，所述方法包含将耐火颗粒添加到基础聚合物以制造耐火母料。
抗微生物颗粒可包含具有连接羟基的任何抗微生物固体，所述羟基可在掺和、挤出、聚合和/或纺丝工艺期间与聚合物反应，以降低聚合物的固有粘度。抗微生物颗粒可包括(但不限于)氧化铜、氧化亚铜、氧化铜、碘化铜、氧化锌(ZnO)、氧化银(Ag2O)、硅酸铝钠(沸石)，铜/银/锌/Cu-Ag/Cu-Zn/Ag-Zn/Cu-Ag-Zn沸石、铜/银/锌/Cu-Ag/Cu-Zn/Ag-Zn/Cu-Ag-Zn沸石与氧化铜的组合、氧化镁与氧化铜的组合、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)或其组合。在另一实施例中，颗粒可为用于制造耐火母料的耐火颗粒。抗微生物颗粒可为水不溶性铜化合物颗粒。所述水不溶性氧化铜颗粒在与流体接触时释放Cu+离子和Cu++离子中的至少一者。耐火颗粒可包含(例如)氧化镁。
在一些实施例中，抗微生物颗粒由在暴露于流体时释放Cu+和/或Cu++的不溶性铜化合物组成。在具体实施例中，抗微生物颗粒由碘化铜、氧化铜或其组合组成。
包含在暴露于流体时释放Cu+和/或Cu++的不溶性铜化合物的颗粒于母料丸粒中的浓度可介于20wt.％与50wt.％之间。通常，如图1的现有技术工艺中所见，母料丸粒经完全干燥以去除水。在图1的现有技术工艺中，母料丸粒在120℃下经干燥12小时，以从母料丸粒制备工艺去除残余水分。去除残余水分以防止原始聚合物在随后与母料掺和以制造抗微生物聚合物时水解。原始聚合物的水解导致IV的损失和挤出和纺丝工艺中产率的下降。然而，令人惊讶地，现有技术工艺的干燥工艺不足以防止在母料与原始聚合物掺和期间原始聚合物水解和固有粘度下降。随后的挤出或纺丝工艺产生低产率。
聚合物可为聚酯(包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚对苯二甲酸丙二酯)、聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)和聚乳酸共乙醇酸(PGLA)、聚酰胺或尼龙(包括但不限于尼龙-6(聚己内酰胺)和尼龙66)、聚氨酯、类似热塑性聚合物或共聚物和其组合。聚酯是从二羧酸和二醇形成的聚合物。可将最终聚合物挤出以制造具有抗微生物、抗真菌和/或抗病毒性质的纤维、纱线或片材。
举例来说，在图1中所显示的工艺中，母料丸粒是从IV为0.75的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制备。固有粘度(下文中为“IV”)是溶质对聚合物溶液粘度的贡献的量度，并且因此是聚合物分子量之间接量度。聚合物的水解可导致分子量且因此其固有粘度下降。
在图1的工艺中，由于聚酯与氧化亚铜混配，聚酯的分子量增加，其是通过IV的增加来间接测量。分子量和IV损失的典型原因总是归因于在混配工艺中存在水分或在其期间产生水分。在通常于230℃-250℃间的温度下以分批工艺执行的混配期间，任何存在的水分都有机会与基础聚合物反应，在这种情形中聚酯发生水解，如下文所给出：
R-COO-C6H4-COO-CH2-CH2-O-R’+H2O→R-COO-C6H4-COOH+HO-CH2-CH2-O-R’
方程式(1)
先前已知即使呈干燥形式的氧化亚铜颗粒通常仍在颗粒表面上携带一定水分。为克服由于水解所致的IV损失的问题，已在稳定剂存在下实施混配工艺，以清除母料混配中的水分。典型稳定剂是亚磷酸酯，例如亚磷酸三烷基酯，其可如以下方程式所给出清除水分：
(RO)3P+H2O→(RO)2P-OH+ROH 方程式(2)
基于此理论，研发出减小抗微生物颗粒上的水浓度且同时增加母料的分子量和IV的工艺(如图2中所显示)。如果母料中的水分去除且母料中聚酯的IV增加，那么假定通过将原始聚合物与母料掺和制造的聚合材料的IV在挤出和/或纺丝工艺中还将具有更大的IV和更高的产率。使PET在PET的玻璃转换温度与熔点间经受聚合工艺，以增加在母料浆液中且因此在最终经掺和产品中的PET聚合物的IV，所述最终经掺和产品将用于挤出和/或纺丝工艺中来形成纱线或纤维。固态聚合工艺的添加确实增加混配之前PET的IV，但最终并未增加纱线纺丝工艺的产率。
本发明者惊讶地发现，除水分之外，氧化亚铜颗粒另外包含连接到氧化亚铜颗粒表面的羟基，并且作为端基存在于聚酯链上的羧基可与存在于氧化亚铜上的所述羟基反应，如下文所给出：
R-COOH+CuOH→R-COO-Cu+H2O 方程式(3)
所述反应产生额外的水。通过羧基与连接到颗粒表面的羟基反应产生的水随后可根据方程式1中所显示的反应降解聚合物。产生水分的此反应将降低与母料掺和的原始聚合物的分子量和其IV，由此降低纺丝工艺中最终聚合物的产率。
在图2中所显示的实例中，使IV为0.75的PET聚合物经受固态聚合工艺以使IV增加到1.2，其后与氧化铜颗粒以60:40的PET聚合物对氧化铜颗粒的比率混配。实施固态聚合以补偿原始聚合物掺和期间的后续IV损失。将商品级氧化亚铜粉末以40wt.％与聚酯(IV＝0.75)混配。将基于亚磷酸酯的稳定剂添加到母料，以帮助清除水分。通过此方法所得的母料中的PET具有0.6的经改良IV。随后，以6.5％的添加比率(LDR)使用母料，以获得具有2.6wt.％的最终氧化亚铜载量的合成纱线。在挤出纱线期间，聚合物不能形成稳定的螺纹线且穿过喷丝孔滴落。此现象指示由于水解所致的聚合物IV损失。纱线产率<10％。
本发明者发现，由于固有水分和存在于氧化亚铜上的羟基，在氧化亚铜与聚酯的混配/母料制备期间存在一定程度的水解。由于此水解，IV通常从大约0.75下降到0.40-0.45的范围。在此范围内，经掺和的母料与原始聚合物在随后纺丝中产生低产率。
本发明者惊讶地发现，在将抗微生物聚合物与抗微生物颗粒混配之后加热到介于聚合物的玻璃转换温度与熔点间的温度会去除如上文所述颗粒的羟基并增加母料中聚合物的IV。然后，在去除羟基并去除在固态聚合期间通过与羟基反应形成的水分后，母料可成功地与原始聚合物掺和并以高产率挤出，而不降低原始聚合物的IV。预期具有高含量抗微生物颗粒的经混配母料的此处理不会产生所述结果用于下游处理。
固态聚合或固态化是用于使聚合物增加分子量从而改良基础聚合物的韧性和其它物理性质的工艺。举例来说，固态聚合可作为改良聚合物分子量的手段对其执行。在惰性气氛(例如，氮气)和真空下将聚合物加热到高于聚合物的玻璃转换(Tg)但低于其熔点(Tm)的温度，其中聚合端基/链彼此反应形成分子量较高的链和作为副产物的水，如方程式(4)和(5)中所给出。通过高温和真空去除工艺期间产生的水。典型反应如以下文所给出来进行：
R-COO-C6H4-COOH+HOOC-C6H4-COO-R′→R-COO-C6H4-COO-OC-C6H4-COO-R′+H2O
方程式(4)
R-COO-C6H4-COOH+HO-CH2-CH2-O-R′→R-COO-C6H4-COO-CH2-CH2-O-R′+H2O
方程式(5)
从抗微生物或耐火颗粒去除羟基的工艺的温度可为介于聚合物或包含颗粒的聚合物掺合物的玻璃转换温度到聚合物或聚合物掺合物的熔融温度间的温度。在另一实施例中，从抗微生物或耐火颗粒去除羟基的工艺可在低于聚合物或包含颗粒的聚合物掺合物的熔融温度100℃到聚合物或聚合物掺合物的熔融温度间的温度下执行。在另一实施例中，从抗微生物或耐火颗粒去除羟基的工艺可在低于聚合物或包含颗粒的聚合物掺合物的熔融温度100℃到低于聚合物或聚合物掺合物的熔融温度10℃的温度间的温度下执行。在另一实施例中，从抗微生物或耐火颗粒去除羟基的工艺可在低于聚合物或包含颗粒的聚合物掺合物的熔融温度60℃到低于聚合物或聚合物掺合物的熔融温度20℃的温度间的温度下执行。
形成抗微生物母料的方法的实施例显示于图3中。可将抗微生物母料与原始聚合物掺和以制造抗微生物聚合材料。如上文所述已将商品级氧化亚铜粉末以40wt.％与聚酯(PET)混配。可在母料混配工艺中使用亚磷酸酯稳定剂(从BASFTM购得)清除混配工艺中的任何水分。在图3中所显示的实施例中，混配之后，将母料加热到高于玻璃转换温度并熔点的温度(固态聚合)，以增加PET的IV/分子量并使聚合物与氧化亚铜颗粒表面上的羟基反应。在热处理之前，母料中PET的IV是0.45，而在热处理之后、甚至在从抗微生物颗粒表面上的羟基产生水分后，IV增加到0.65。
以6.5％的添加比率(LDR)使用此固态聚合母料，以获得具有2.6wt.％最终氧化亚铜载量的合成纱线。令人惊讶地，在纱线挤出期间，聚合物运行良好产生稳定螺纹线，并且无在先前实施例中所经历的穿过喷丝孔滴落的问题。制造抗微生物母料的方法的此实施例导致由于水解所致的IV的微小损失和仅有限的聚合物分子量的下降。通过纺丝的纱线产率＞80％，较现有技术极大地增加。
有趣的是，注意到在聚合物与抗微生物颗粒混配之后添加固态聚合步骤与在混配之前进行聚合物的固态聚合相比，产生高产率纺丝工艺。纱线产率从＜10％(预固态聚合工艺和常规母料处理)增加到＞80％(混配后固态聚合工艺)。
本发明者假定，通过在混配后将母料固态聚合将导致聚酯的羧基与足量的氧化亚铜颗粒表面上的羟基反应。然后将在热处理期间通过蒸发或有限水解去除在表面羟基与羧基间的反应期间形成的所得水。因此，在抗微生物颗粒与掺和和挤出期间的原始聚合物切粒随后相遇期间，通过与羟基反应去除水形成的潜能。在一个实施例中，使反应温度持续足够时间，以使抗微生物聚合物表面上75％或更多的羟基反应。在另一实施例中，使反应温度持续足够时间，以使抗微生物聚合物表面上至少90％或更多的羟基反应。
此外，如前所述，已惊讶地发现，在制造母料的工艺的实施例中，通过对与聚合浆液中呈颗粒形式的氧化铜或碘化铜混配的聚合物执行固态聚合工艺，可极大地改良工艺的产率。将经热处理的抗微生物母料与原始聚合物掺和之后，可将聚合物以高产率挤出成纤维、纱线或片材，其中纤维、纱线或片材将具有抗微生物、抗真菌和抗病毒性质。
可将纱线或纤维纳入多种产品中。举例来说，可将纤维或纱线纳入纺织品中。如本文所用术语“纺织品”包括纤维，无论天然(例如，棉、丝、羊毛和亚麻布)或从那些纤维纺成的合成纱线和由那些纱线制成的织造、针织和非织造织物。本发明的范畴包括用于纺织品应用中的所有天然纤维和所有合成纤维，包括(但不限于)合成纤维素纤维(即，再生纤维素纤维(例如人造丝)和纤维素衍生物纤维(例如乙酸纤维))、再生蛋白质纤维、丙烯酸纤维、聚烯烃纤维、聚氨酯纤维和乙烯基纤维以及其掺合物。
所述方法的实施例可制造纳入释放纳入具有抗微生物和抗病毒性质的Cu+和/或Cu++的不溶性氧化铜颗粒的聚合材料。
另外，可将母料与其它聚合物掺和，以增强纤维、射出模制产品、膜挤出物或塑料片材的挤出且其容易制备并具有抗微生物和/或抗病毒性质。
纳入抗微生物母料、耐火母料和其它添加剂的适宜热塑性树脂包括(但不限于)聚酰胺(例如尼龙6或尼龙6.6)、聚氯乙烯和乙烯的共聚物。基础聚合物是以下聚合物中的一者：聚酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸丙二酯、聚乳酸、聚乙交酯和聚乳酸共乙醇酸、聚酰胺或尼龙(包括但不限于尼龙-6(聚己内酰胺)、尼龙6.6)、聚氨酯、热塑性聚合物或共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚链烷、聚苯乙烯、聚甲醛、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚醚酮、聚烯烃、聚苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸、聚丁烯、聚乳酸和其组合。待与抗微生物母料掺和的热塑性树脂与母料聚合物可为相同聚合物或其可为不同聚合物。
在一些实施例中，用于制备抗微生物和抗病毒聚合材料的抗微生物聚合母料包含基本上由离子型铜化合物的水不溶性颗粒组成的抗微生物和抗真菌以及抗病毒剂。在抗微生物母料的优选实施例中包含介于约4wt.％与83wt.％间的热塑性树脂、约10wt.％到60wt.％的抗微生物颗粒，例如(但不限于)离子型铜化合物的水不溶性颗粒。
在一个实施例中，抗微生物颗粒包含包括CuO和Cu2O的混合物的离子型铜化合物。
在本发明的特别优选实施例中，所述颗粒的大小介于0.2微米到20微米之间。优选地，在母料与原始聚合物掺和之后，所述颗粒以介于聚合物的0.25wt.％与5wt.％间的量存在于最终产品中。
抗微生物母料还可用于制造抗微生物非织造材料的工艺中。通常，非织造材料包括聚合片材或网结构，其包含通过缠络或热粘合纤维或丝粘合在一起的聚合丝或纤维。非织造材料通常可为从单独纤维、熔融塑料或塑料膜直接制成的平坦多孔片材。
可从熔融聚合物切粒制备非织造材料。熔融聚合物可为抗微生物母料与原始聚合物掺和在一起的组合。然后可将熔融聚合物纺织以形成丝并任选地拉伸。可将丝安放于运送机上以形成热粘合成片材的丝网。可进一步将片材在加热辊之间压花，以形成非织造织物。
使用通过本文所述的加热工艺制造的母料的高产率纺丝工艺产生具有足够粘度以纺成非织造织物并具有抗微生物性质或耐火性质的聚合物。
在另一实施例中，抗微生物非织造材料包含粘合在一起的纤维的丝，其中丝或纤维包含抗微生物颗粒或耐火颗粒。在抗微生物非织造材料中，抗微生物颗粒的一部分暴露并从聚合丝或纤维表面突出且在与流体接触时释放至少一种抗微生物离子。举例来说，抗微生物非织造物可包含水不溶性铜化合物颗粒，其中水不溶性铜化合物颗粒的一部分暴露并从聚合材料表面突出且水不溶性氧化铜颗粒在与流体接触时释放Cu+离子和Cu++离子中的至少一者。
所属领域技术人员将明了，本发明并不限于上述说明性实例的细节，并且本发明可在不背离其基本属性的情形下以其它特定形式体现，并且因此需要本发明实施例和实例在所有方面中视为具说明性而不具限制性，因此提到所附权利要求书而非前述说明和在所有在权利要求书的意义和等效范围内的改变打算涵盖于本文中。

Claims (23)

1.一种制造抗微生物母料的方法，其包含：
将抗微生物颗粒与基础聚合物混配以制造抗微生物聚合物，其中抗微生物颗粒对基础聚合物的比率介于1:7与1:1之间，其中所述抗微生物聚合物包含浓度为12wt.％到50wt.％的抗微生物颗粒；
在所述抗微生物金属颗粒与所述基础聚合物的所述混配期间添加除水剂；和
混配之后，将所述抗微生物聚合物加热到介于所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的玻璃转换温度与熔融温度间的反应温度，以使所述抗微生物聚合物中的所述聚合物与连接到所述抗微生物颗粒的羟基反应，以制造抗微生物母料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热引起所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的固有粘度增加。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应温度是从低于所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的所述熔融温度100℃到其所述熔融温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应温度是从低于所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的所述熔融温度100℃到低于其所述熔融温度10℃的温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应温度是从低于所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的所述熔融温度60℃到低于其所述熔融温度20℃的温度。
6.根据权利要求1所述的方法，其包含：
将所述抗微生物母料与热塑性聚合物以介于3％与10％间的添加比率掺和，以制造抗微生物聚合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述热塑性聚合物是与所述基础聚合物相同的聚合物。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述热塑性聚合物是与所述基础聚合物不同的聚合物。
9.根据权利要求6所述的方法，其包含：
将所述抗微生物母料与热塑性聚合物以介于5.5％与7.5％间的添加比率掺和，以制造抗微生物聚合物。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述抗微生物聚合物包含在1.5wt.％到4wt.％抗微生物颗粒范围内的抗微生物颗粒。
11.根据权利要求10所述的方法，其包含挤出所述抗微生物聚合物以制造抗微生物纤维。
12.根据权利要求11所述的方法，其中挤出所述抗微生物聚合物的产率大于80％，其中产率是通过用所制造的所述抗微生物纤维的重量除以经挤出的所述抗微生物聚合物的重量计算。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础聚合物是以下中的一种：聚酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸丙二酯、聚乳酸、聚乙交酯和聚乳酸-共-乙醇酸、聚酰胺或尼龙，包括但不限于尼龙-6(聚己内酰胺)和尼龙66、聚氨酯、类似热塑性聚合物或共聚物和其组合。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述基础聚合物具有介于0.6与0.85间的固有粘度。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础聚合物是聚对苯二甲酸乙二酯。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述除水剂是亚磷酸酯。
17.根据权利要求1所述的方法，其中在混配之后，所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的固有粘度降到0.35与0.5之间。
18.根据权利要求1所述的方法，其中在混配之后，所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的固有粘度降到0.4到0.5之间。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚酯聚合物的固有粘度增加到0.6到0.85的范围。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚酯聚合物的固有粘度增加到0.6到0.7的范围。
21.一种形成抗微生物纤维的方法，其包含：
将水不溶性铜化合物颗粒与聚酯聚合物混配以制造抗微生物聚酯，其中抗微生物金属颗粒对聚酯聚合物的比率介于1:7与1:1之间，其中所述水不溶性铜化合物颗粒具有连接到所述不溶性铜化合物颗粒表面的羟基；
混配之后，将所述抗微生物聚酯加热到介于所述抗微生物聚合物中的所述聚酯聚合物的玻璃转换温度与熔融温度间的反应温度，以使所述抗微生物聚合物中的所述聚酯聚合物与连接到所述不溶性铜化合物颗粒表面的所述羟基反应，并使所述抗微生物聚酯中的所述聚酯聚合物聚合，以制造抗微生物母料；
将所述抗微生物母料与热塑性聚合物掺和，以制造抗微生物聚合物；和
挤出所述抗微生物聚合物以制造抗微生物纤维，其中所述水不溶性铜化合物颗粒的一部分暴露并从聚合材料的表面突出，其中所述水不溶性氧化铜颗粒在与流体接触时释放Cu+离子和Cu++离子中的至少一者。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述反应温度是从低于所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的所述熔融温度100℃到低于其所述熔融温度10℃的温度。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述反应温度是从低于所述抗微生物聚合物中的所述聚合物的所述熔融温度60℃到低于其所述熔融温度20℃的温度。
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