專利名稱：一種具有緩釋功能的纖維制品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有緩釋功能的纖維及其衍生制品，特別是有關(guān)于將一活性作用劑填充于纖維內(nèi)并加以封阻，以達到將活性作用劑緩釋及/或控制釋放至外部的目的。
目前已發(fā)展的含有藥物的纖維傳遞系統(tǒng)，包括利用有孔性的纖維及無孔性的纖維為基材而制備。前者如美國專利第4,801,458號，其揭示將配置孔洞的中空纖維與粘結(jié)層及支持層排列，以將包含于纖維內(nèi)的藥劑釋放出來，此專利的缺陷在于孔洞的產(chǎn)生并不均勻且釋放效果不佳；后者如美國專利第5,538,735號，其揭示利用無孔性的中空纖維制備含有藥劑的制程，但此制品僅能從纖維的兩端釋放，并且理論上僅適合用于長纖維。
由于這些現(xiàn)有技術(shù)所得到的制品的緩釋作用并不理想，并且市場上對于具有更多樣化、可調(diào)控釋放功能的纖維制品有迫切的需求。
本發(fā)明涉及一種具有緩釋功能的纖維制品，其包括一纖維，其具有一內(nèi)表面限定出的一中空通道及兩端的開口，且其管壁具有微孔；一活性作用劑填充于該纖維的中空通道中，及一樹脂膜封阻住該纖維的開口，或可用一可滲透的樹脂膜封阻住該纖維的兩端開口及管壁的微孔。
依照本發(fā)明的具有緩釋功能的纖維為一管壁具有微孔的中空纖維，其中空通道中充填一具有化學或物理活性的物質(zhì)(以下稱活性作用劑)，而其兩端的開口則用樹脂封阻。
依照本發(fā)明，所述的樹脂包括水性或油性樹脂。用來封阻的樹脂可為可滲透的樹脂，或者是不可滲透的樹脂。如果是可滲透的樹脂，則活性作用劑可借由管壁的微孔及封阻樹脂擴散到外部，而如果是不可滲透的樹脂，則活性作用劑只能由管壁的微孔擴散到外部。
本發(fā)明所述的樹脂可為熱固性樹脂或熱塑性樹脂，如聚乙烯醇、環(huán)氧乙烷聚合物。
依照本發(fā)明，亦可將充填有活性作用劑的中空纖維的管壁外表面及兩端開口均用可滲透的樹脂封阻，而活性作用劑可同時由開口及管壁的微孔釋放至外部而達到緩釋的效果。
本發(fā)明還涉及一種制備具有緩釋功能的纖維的方法，該方法包括首先提供一管壁具有微孔的中空纖維，其具有一內(nèi)表面限定出的一中空通道及兩端開口；再將該中空纖維浸至一含有活性作用劑的液體中，接著抽出該中空纖維的中空通道中的空氣以將該活性作用劑導入中空纖維的中空通道中。接著進行封阻的步驟。封阻可直接將可滲透或不可滲透的樹脂以涂布方式封阻中空纖維的開口，或者將纖維浸入封阻樹脂中以使中空纖維管璧外表面及兩端開口均涂布封阻樹脂，再使該封阻樹脂浸入一溶劑中并加熱以使該封阻樹脂成為可滲透。
本發(fā)明進一步包括上述具有緩釋功能的纖維的應(yīng)用。在一較佳具體實施例中，本發(fā)明的具有緩釋功能的纖維(包括長纖維或短纖維)是與任何其他已知的纖維混合，以制成具有緩釋功能的紡織品。在另一較佳具體實施例中，本發(fā)明的具有緩釋功能的纖維(短纖維)是與任何其他已知的聚合物混合，以制成具有緩釋功能的塑料制品。
活性作用劑從纖維中釋放出來的速率，可借由調(diào)整環(huán)境溫濕度、中空纖維的長度、截面積、孔洞數(shù)目、孔徑大小及活性作用劑的濃度而控制。根據(jù)本發(fā)明，控制釋放速率的參數(shù)，主要決定微多孔的數(shù)目及孔徑大小，以及后序以樹脂封阻所產(chǎn)生的孔洞數(shù)目及孔徑大小。借由控制這些參數(shù)，而使得本發(fā)明的纖維及其衍生制品，具有較現(xiàn)有技術(shù)更優(yōu)異的緩釋效果以及控制釋放的能力。
本發(fā)明使用具有微多孔的中空纖維，其材質(zhì)并無特別的限制，可包括，例如，聚酯、嫘縈(rayon)、棉、特氟龍(Teflon)、聚酰胺、纖維素衍生物、聚乙烯、聚烯腈、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯睛、聚烯烴或聚氨基甲酸酯(PU)及以上高分子物質(zhì)的共聚物等的纖維原料，其中，微多孔可在纖維的制程中加以控制而形成，且為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，或是可購自，例如，日本帝人公司產(chǎn)品Wellkey Filament，或是工研院化工所的產(chǎn)品HydroPore。上述中空纖維的形狀可以是長纖維或短纖維(例如，長度介于5到150毫米之間的纖維)。單一中空纖維內(nèi)可具有至少一孔眼，例如，四孔或七孔，中空率一般可介于10到40％之間。微多孔的孔徑大小一般是介于0.01到5微米(μm)之間的范圍。
適合于本發(fā)明的活性作用劑并無特別的限制，并且可視其應(yīng)用的領(lǐng)域而選擇。例如，活性作用劑可以是芳香劑，例如，天然或合成的香精、香味劑、芬多精(phytocide)等，使得周圍環(huán)境可持續(xù)充滿芳香的氣氛。活性作用劑也可以是治療作用劑，特別是經(jīng)皮吸收的作用劑，例如，抗生素、抗體、類固醇、維生素，或是治療皮膚性、呼吸道、傷口感染或促進血液凝集的作用劑，借此可達到預(yù)防或治療皮膚周圍或可經(jīng)皮治療的疾病或癥狀。活性作用劑也可以是具有美白、化妝功能的作用劑，例如，抗紫外線作用劑、抗紅外線作用劑、化妝品成分、保濕劑等。活性作用劑的另一種類型是驅(qū)蟲劑，例如，驅(qū)蚊蠅、防螞蟻及防其他蟲類的作用劑。活性作用劑也可以是電解質(zhì)，例如，具有可幫助導電、抗靜電等功能的電解質(zhì)作用劑。其他有效于本發(fā)明的作用劑包括(但并不限于此)抗菌劑、防霉劑、抗病毒藥劑、防臭劑、除臭劑、非臭氣體吸附劑或水。
應(yīng)了解的是，活性作用劑的形態(tài)并無限制，只要可借由擴散、揮發(fā)或升華等作用而使活性作用劑分子移動的形態(tài)的物質(zhì)均可使用。為了本發(fā)明的目的，活性作用劑較佳地是以液體的形態(tài)存在，包括將活性作用劑溶于親水性或疏水性的介質(zhì)中，以形成漿體、懸浮液、粘稠液或乳液的形態(tài)，而進一步地充填于上述微多孔中空纖維內(nèi)部的空間。
本發(fā)明所提供的方法，將所選擇的微多孔中空纖維浸在含有一活性作用劑的液體中；然后將此浸入的纖維置入一真空裝置中，借由減壓(例如，低于環(huán)境壓力)而將纖維內(nèi)部空間的空氣抽出，借此將含有活性作用劑的液體導入纖維內(nèi)部的空間。也可借由后序的加壓作用而促使含有活性作用劑的液體進入到纖維內(nèi)部的空間。真空裝置的使用是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，也可參見美國專利第5,538,735號，其完整內(nèi)容在此引入作為參考資料。
在完成含有活性作用劑的液體的裝填之后，本發(fā)明利用樹脂而封阻微多孔中空纖維。較佳地，所使用的樹脂是，例如，聚氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂或硅氧烷樹脂，其可以是水性或油性樹脂。
本發(fā)明的具有緩釋功能的纖維(包括長纖維或短纖維)可與任何其他已知的纖維混合，以制成具有緩釋功能的紡織品；所制成的紡織品可包括梭織布(woven)、編織物(knit)或不織布(non-woven)的結(jié)構(gòu)的形式。此外，本發(fā)明的具有緩釋功能的纖維(較佳是短纖維)也可與任何其他已知的聚合物混合，以制成具有緩釋功能的塑料制品，例如，人工皮革、地毯、壁紙等。根據(jù)本發(fā)明的方法，與其他的纖維或聚合物的混合，較佳地是物理性混紡。
本發(fā)明所制備的具有緩釋功能的纖維及其衍生制品，可應(yīng)用于衣物產(chǎn)品(例如，衣料、鞋材、帽子等)、家用產(chǎn)品、衛(wèi)生醫(yī)療材料、汽車內(nèi)裝、家用產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品等，具有廣泛有效的應(yīng)用價值。
實施例1具釋放功能的纖維的制備取適量Hydropore中空微多孔纖維浸漬于芳香精油中，置于真空烘箱中以72厘米水銀柱的壓力、25℃抽氣1小時，取出后，將內(nèi)外都充滿精油的中空微多孔纖維平放于網(wǎng)架上使多馀的精油滴除，約10分鐘后，將纖維兩端以適量聚胺酯樹脂涂布封住，置于烘箱中，于100℃烘約5分鐘，此時樹脂經(jīng)加熱而固化，即可得實施例1的具有緩釋功能纖維。
釋放速率的測試將上述具有緩釋功能纖維置于恒溫恒濕，即25℃、RH＝60％的實驗室，紀錄時間與重量變化，重復(fù)實驗5次，結(jié)果如下列的表1、表2及

圖1和圖2所示。
表1(實施例1的具有緩釋功能纖維的測試結(jié)果(以釋放量mg計))
表2(實施例1的具有緩釋功能纖維的測試結(jié)果(以平均釋放速率mg/天計)) 實施例2具有緩釋功能纖維的制備取適量Hydropore中空微多孔纖維浸漬于芳香精油中，置于真空烘箱中以72厘米水銀柱的壓力)25℃抽氣1小時后，取出后，將內(nèi)外都充滿精油的中空微多孔纖維平放于網(wǎng)架上使多馀的精油滴除，約10分鐘后，將纖維浸于聚胺酯的DMF溶液中，在纖維的兩端開口及管壁外表面均覆以聚胺酯樹脂后，將其浸入水中以使DMF溶劑與水進行交換，再將其取出于100℃烘約5分鐘使聚胺酯固化而得到兩端開口及管壁外表面均封以可滲透的聚勝酯樹脂的纖維。
比較例1兩端未封樹脂的中空纖維的制備取適量中空纖維，同實施例1的制備方法，除纖維兩端不以樹脂封住，得到比較例1的兩端未封樹脂的中空纖維。
釋放速率的測試將上述纖維置于恒溫恒濕，即25℃、RH＝60％的實驗室，紀錄時間與重量變化，重復(fù)實驗5次，結(jié)果如表3、表4及圖3和圖4所示。
表3(比較例1的纖維的測試結(jié)果(以釋放量mg計)) 表4(比較例1的纖維的測試結(jié)果(以平均釋放速率mg/天計)) 比較例2兩端未封樹脂的多孔纖維的制備取適量多孔纖維，同實施例1的制備方法，除纖維兩端不以樹脂封住，得到兩端未封樹脂的多孔纖維。
釋放速率的測試將上述纖維置于恒溫恒濕，即25℃、RH＝60％的實驗室，紀錄時間與重量變化，重復(fù)實驗5次，結(jié)果如下。
表5(比較例2的纖維的測試結(jié)果(以釋放量mg計)) 表6(比較例2的纖維的測試結(jié)果(以平均釋放速率mg/天計)) 測試結(jié)果將實施例與比較例進行對比的圖表顯示，實施例所制備的纖維到第15天時仍維持一定水準的釋放速率，然而比較例1在第5天前就釋放出大部分的精油，第10天以后就沒有精油可釋放，而比較例2的平均釋放速率大部分為負值，釋放效果相當差。可見依本發(fā)明進行的實施例1具有明顯優(yōu)于其他釋放方法的效果。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域熟悉的技術(shù)人員，在不脫離木發(fā)明的精神和范圍的情況下，所作出的各種更動與潤飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有緩釋功能的纖維制品，其包括一纖維，其具有一內(nèi)表面限定出的一中空通道及兩端的開口，且其管壁具有微孔；一活性作用劑充填于該纖維的中空通道中；及一樹脂膜封阻住該纖維兩端的開口。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維制品，其中該微多孔中空纖維的材質(zhì)選自聚酯、嫘縈、棉、特氟龍、聚酰胺、纖維素衍生物、聚烯睛、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯睛、聚烯烴、聚氨基甲酸酯及以上高分子物質(zhì)的共聚物。
3.如權(quán)利要求2所述的纖維制品，其中該微多孔中空纖維包括長纖維或短纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的纖維制品，其中該活性作用劑選自芳香劑、治療作用劑、驅(qū)蟲劑、保濕劑、抗菌劑、防霉劑、抗病毒藥劑、除臭劑、抗紫外線作用劑及電解質(zhì)。
5.如權(quán)利要求4所述的纖維制品，其中該活性作用劑是以液體的形式存在。
6.如權(quán)利要求5所述的纖維制品，其中該活性作用劑是以漿體、懸浮液或乳液的形式存在。
7.如權(quán)利要求1所述的纖維制品，其中該封阻用樹脂是熱塑性樹脂。
8.如權(quán)利要求7所述的纖維制品，其中該樹脂包括水性或油性樹脂。
9.如權(quán)利要求8所述的纖維制品，其中該封阻樹脂選擇自聚氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂及硅氧烷樹脂。
10.如權(quán)利要求1所述的纖維制品，其中該封阻樹脂是不可滲透的樹脂。
11.如權(quán)利要求1所述的纖維制品，其中該封阻樹脂是可滲透的樹脂。
12.一種具有緩釋功能的纖維制品，其包括一纖維，其具有一內(nèi)表面限定出的一中空通道及兩端的開口，且其管壁具有微孔；一活性作用劑充填于該纖維的中空通道中；及一可滲透的樹脂膜封阻住該纖維的兩端的開口及管壁的微孔。
13.如權(quán)利要求12所述的纖維制品，其中該微多孔中空纖維包括長纖維或短纖維。
14.如權(quán)利要求12所述的纖維制品，其中該活性作用劑選自芳香劑、治療作用劑、驅(qū)蟲劑、保濕劑、抗菌劑、防霉劑、抗病毒藥劑、除臭劑、抗紫外線作用劑及電解質(zhì)。
15.如權(quán)利要求14所述的纖維制品，其中該活性作用劑是以液體的形式存在。
16.如權(quán)利要求15所述的纖維制品，其中該活性作用劑是以漿體、懸浮液或乳液的形式存在。
17.如權(quán)利要求12所述的纖維制品，其中該樹脂是熱固性樹脂或是熱塑性樹脂。
18.如權(quán)利要求17所述的纖維制品，其中該樹脂是聚乙烯醇、環(huán)氧乙烷聚合物。
19.如權(quán)利要求17所述的纖維制品，其中該樹脂包括水性或油性樹脂。
20.如權(quán)利要求19所述的纖維制品，其中該樹脂選自聚氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂及硅氧烷樹脂。
21.一種制備具有緩釋功能的纖維制品的方法，其包括(a)提供一管壁具有微多孔的纖維，其具有一內(nèi)表面限定出的一中空通道及兩端的開口；(b)將該纖維浸漬在含有一活性作用劑的液體中；(c)抽出浸漬在該纖維內(nèi)部空間的空氣，借此將含有該活性作用劑的液體導入該纖維的中空通道；以及(d)以一不可滲透或可滲透的樹脂封阻該含有活性作用劑的管壁具有的微多孔及纖維的兩端開口。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該管壁具有微多孔的纖維的材質(zhì)選自聚酯、嫘縈、棉、特氟龍、聚酰胺、纖維素衍生物、聚烯睛、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯睛、聚烯烴、聚氨基甲酸酯以及以上任何二種物質(zhì)的共聚物。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中該微多孔中空纖維包括長纖維或短纖維。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的抽出浸漬在該纖維內(nèi)部空間的空氣是將該浸漬的纖維置入一真空裝置中，以減壓或加壓的方法抽出。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該活性作用劑選自芳香劑、治療作用劑、驅(qū)蟲劑、保濕劑、抗菌劑、防霉劑、抗病毒藥劑、除臭劑、非臭氣體吸附劑、抗紫外線作用劑及電解質(zhì)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該活性作用劑是以液體的形式存在。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中該活性作用劑是以漿體、懸浮液、黏稠液或乳液的形式存在。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該樹脂是熱固性樹脂。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中該樹脂包括水性或油性樹脂。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中該樹脂選自聚氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂及硅氧烷樹脂。
31.一種制備具有緩釋功能的纖維制品的方法，其包括(a)提供一管壁具有微多孔的纖維，其具有一內(nèi)表面限定出的一中空通道及兩端開口；(b)將該纖維浸漬在一含有活性作用劑的液體中；(c)抽出浸漬在該纖維的中空通道的空氣，借此將含有該活性作用劑的液體導入該纖維的該中空通道道中；(d)將該充填有活性作用劑的纖維浸入一封阻樹脂的溶液中以使該樹脂封阻該纖維兩端的開口及管壁的微孔；及(e)將已封阻的纖維浸入一溶劑中并加熱以使該封阻樹脂成為可滲透。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中該微多孔中空纖維的材質(zhì)選自聚酯、嫘縈、棉、特氟龍、聚酰胺、纖維素衍生物、聚烯睛、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯睛、聚烯烴、聚氨基甲酸酯以及以上任何二種物質(zhì)的共聚物。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中該微多孔中空纖維包括長纖維或短纖維。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述的抽出浸漬在該纖維內(nèi)部空間的空氣是將該浸漬的纖維置入一真空裝置，以減壓或加壓的方法抽出。
35.如權(quán)利要求31所述的方法，其中該活性作用劑選自芳香劑、治療作用劑、驅(qū)蟲劑、保濕劑、抗菌劑、防霉劑、抗病毒藥劑、除臭劑、非臭氣體吸附劑、抗紫外線作用劑及電解質(zhì)。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中該活性作用劑是以液體的形式存在。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中該活性作用劑是以漿體、懸浮液、粘稠液或乳液的形式存在。
38.如權(quán)利要求31所述的方法，其中該樹脂是熱固性樹脂或是熱塑性樹脂。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中該樹脂是聚乙烯醇、環(huán)氧乙烷聚合物。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其中該樹脂包括水性或油性樹脂。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中該樹脂選自聚氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂及硅氧烷樹脂。
42.一種具有緩釋功能的紡織品，其包括如權(quán)利要求1至20任一項所述的纖維制品以及一種或多種的纖維所混合而成。
43.如權(quán)利要求42所述的紡織品，其中該纖維是長纖維或短纖維。
44.如權(quán)利要求42所述的紡織品，其中該紡織品包括梭織布、編織物或不織布的結(jié)構(gòu)的形式。
45.如權(quán)利要求42所述的紡織品，其中該纖維選自聚酯、嫘縈、棉、特氟龍、聚酰胺、纖維素衍生物、聚烯睛、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯睛、聚烯烴、聚氨基甲酸酯，以及以上任何二種物質(zhì)的共聚物。
46.一種具有緩釋功能的塑料制品，其包括如權(quán)利要求1至20任一項所述的纖維制品以及一種或多種聚合物所混合而成。
47.如權(quán)利要求46所述的塑料制品，其中該纖維是短纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有緩釋功能的微多孔纖維制品及其制備方法。該具有緩釋功能的微多孔纖維的中空通道充填有活性作用劑，而其兩端的開口則以可滲透或不可滲透的樹脂封阻。活性作用劑乃借由使用一真空系統(tǒng)將微多孔中空纖維的通道中的空氣抽出而充填入中空通道。而其兩端開口可借由涂布可滲透或不可滲透樹脂而封阻。此中空微多孔纖維的兩端開口及管壁外表面亦可使用可滲透樹脂封阻。
文檔編號D06M23/00GK1425826SQ01140000
公開日2003年6月25日 申請日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者陳聯(lián)泰, 王雅瑾 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院