專利名稱：形成微孔和抗微生物制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成微孔及抗微生物制品。
背景技術(shù)：
微孔材料被用在很寬范圍的應(yīng)用中，包括纖維、可透氣膜、吸收制品、過濾制品以 及電化學(xué)電池中的擴(kuò)散隔膜或隔板。許多方法已經(jīng)被用于制作微孔材料。熱致相分離法已經(jīng)被用來(lái)制備微孔材料。當(dāng)聚合物在高溫下可溶于稀釋劑而在低溫下不溶于同樣的稀釋劑時(shí)，便發(fā)生熱致相分離。在低溫下，聚合物和稀釋劑各自分離 為富聚合物區(qū)域和富稀釋劑區(qū)域。相分離可以通過液_液機(jī)制、固_液機(jī)制、或液_液 和固-液機(jī)制的組合而發(fā)生。相分離機(jī)制已經(jīng)在美國(guó)專利No. 4，539，256 (Shipman)、 No. 4，247，498 (Castro)、和 No. 4，867，881 (Kinzer)中有所描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及形成微孔及抗微生物制品的方法。更具體地講，描述了一種形成包含 半結(jié)晶聚乳酸材料的微孔制品的方法。半結(jié)晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀釋劑及成核劑 被加熱到高于半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度，以形成熔融共混組合物。熔融共混組合物隨 后被冷卻，以使得半結(jié)晶聚乳酸材料和非聚合脂族酯稀釋劑相分離成具有兩種連續(xù)相的組 合物。通過拉伸、通過去除非聚合脂族酯稀釋劑，或通過拉伸和稀釋劑去除相組合而在組合 物內(nèi)形成互連微孔的網(wǎng)絡(luò)。在第一方面，本發(fā)明提供了一種形成微孔制品的方法。該方法包括制備包含半結(jié) 晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀釋劑和成核劑的初始組合物。該方法還包括將該初始組合 物加熱到至少半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度，以形成熔融共混組合物。熔融共混組合物的 半結(jié)晶聚乳酸材料和非聚合脂族酯稀釋劑形成單一液相。熔融共混組合物的成核劑均勻地 分散或溶解于該單一液相中。熔融共混組合物隨后被冷卻到足以讓該熔融共混組合物相分 離成具有兩種連續(xù)相的組合物的溫度。該組合物包括第一相和第二相。第一相包含半結(jié)晶 聚乳酸基質(zhì)以及分散在整個(gè)半結(jié)晶聚乳酸基質(zhì)中的成核劑。第二相包含非聚合脂族酯稀釋 齊U?；ミB微孔的網(wǎng)絡(luò)是通過以下步驟形成的(a)將組合物在至少一個(gè)方向上拉伸，(b)去 除至少一部分非聚合脂族酯稀釋劑，或(c)將在至少一個(gè)方向拉伸以及在拉伸前或拉伸后 去除至少一部分非聚合脂族酯稀釋劑相組合而實(shí)現(xiàn)。在第二方面，本發(fā)明提供了具有包括第一相和第二相的兩種連續(xù)相的組合物。更 具體地講，組合物包括第一相，第一相具有40-80重量％的半結(jié)晶聚乳酸材料和0. 01重 量％-10重量％的成核劑。第二相包括20重量％-60重量％的非聚合脂族酯稀釋劑。半結(jié) 晶聚乳酸材料、成核劑和非聚合脂族酯稀釋劑的重量百分比獨(dú)立地基于組合物的總重量。 第一相至少部分地被第二相包圍。在第三方面，本發(fā)明提供了一種微孔制品，其包括半結(jié)晶聚乳酸材料、成核劑，并 且可任選地包括非聚合脂族酯稀釋劑?？梢詮奈⒖字破分腥コ蔷酆现艴ハ♂寗┲械囊恍┗蛉?。微孔制品具有在其間互連的微孔的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于多個(gè)間隔開的、球晶狀的半結(jié)晶聚乳酸材料疇。相鄰的半結(jié)晶聚乳酸材料疇通過多個(gè)包含聚乳酸材料的原纖而彼此連接。在第四方面，本發(fā)明提供了一種抗微生物微孔制品，其包含半結(jié)晶聚乳酸材料、成 核劑、抗微生物組分、增強(qiáng)劑，并且可任選地包括非聚合脂族酯稀釋劑?？梢詮奈⒖字破分?去除非聚合脂族酯稀釋劑中的一些或全部?？刮⑸镂⒖字破肪哂性谄溟g互連的微孔的網(wǎng) 絡(luò)，其特征在于多個(gè)間隔開的、球晶狀的半結(jié)晶聚乳酸材料疇。相鄰的半結(jié)晶聚乳酸材料疇 通過多個(gè)包含聚乳酸材料的原纖而彼此連接。


圖1是在拉伸前實(shí)例5的微孔制品的掃描式電子顯微照片(SEM)。圖2是在拉伸后實(shí)例10的微孔制品的掃描式電子顯微照片(SEM)。
具體實(shí)施例方式對(duì)于以下所定義的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用這些定義，除非權(quán)利要求書或本說(shuō)明書的其它 地方給出不同的定義。術(shù)語(yǔ)“微孔”是指平均孔徑尺寸在0. 1微米至100微米、0. 1微米至85微米、 0. 1微米至70微米、0. 1微米至50微米、0. 1微米至25微米、0. 1微米至15微米范圍內(nèi) 或在0. 1微米至10微米的范圍內(nèi)的膜、隔膜層或膜層。平均孔徑尺寸可以通過泡點(diǎn)測(cè)量 (ASTM-F-316-80)來(lái)描述。術(shù)語(yǔ)“半結(jié)晶”是指具有至少部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)的聚合物材料。通過差示掃描量熱法 (DSC)測(cè)量，聚合物材料一般具有大于10重量％的結(jié)晶度。百分結(jié)晶度可以通過用DSC量化 與聚合物材料的熔融有關(guān)的熱量而確定的。通過將所觀察到的熔融熱正規(guī)化到相同聚合物 材料的100%結(jié)晶樣品的熔融熱(如果知道)，可將該熱量以百分結(jié)晶度的形式進(jìn)行報(bào)告。 例如，結(jié)晶度可以大于25重量％、大于30重量％、大于40重量％或大于50重量％。術(shù)語(yǔ) “結(jié)晶，，和“半結(jié)晶”可以互換。術(shù)語(yǔ)“熔融溫度”一般是指半結(jié)晶聚合物材料從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度。更具 體地講，通過DSC記錄的半結(jié)晶聚合物材料的熔融吸熱峰可以被描述為熔融溫度。吸熱峰 的峰寬主要與聚合物材料的聚合物晶體的尺寸和完美度相關(guān)。當(dāng)用DSC分析時(shí)，非晶態(tài)聚 合物材料一般缺少熔融吸熱?？梢杂闷渌治黾夹g(shù)來(lái)確定半結(jié)晶聚合物材料的熔融溫度。術(shù)語(yǔ)“液-固相分離”是指一種用于分離至少包括聚合物和稀釋劑的熔融共混組 合物的機(jī)制。熔融共混組合物還可以包括成核劑。隨著熔融共混組合物被冷卻，成核劑可以 引發(fā)聚合物內(nèi)結(jié)晶位點(diǎn)的形成。稀釋劑與聚合物的結(jié)晶位點(diǎn)相分離，從而形成兩種相。相 分離的組合物包括具有半晶態(tài)聚合物的第一相和具有稀釋劑的第二相。第一和第二相形成 具有兩種連續(xù)相的組合物。術(shù)語(yǔ)“液-液相分離”是指一種用于分離至少包括聚合物和稀釋劑的熔融共混組 合物的機(jī)制。熔融共混組合物還可以包括成核劑。稀釋劑相可以與熔融聚合物分離，從而 形成兩種相。相分離的組合物包括具有稀釋劑的第一相和包括聚合物的第二相。術(shù)語(yǔ)“固_液相分離和液_液相分離的組合”是指上述的兩種相分離機(jī)制的組合。
術(shù)語(yǔ)“可混溶的”特指各種物質(zhì)，尤其是液體(例如，熔融的聚合物材料和稀釋 劑)，其能夠以任何比例混合以形成不會(huì)分離成不同相的單一相。這些物質(zhì)形成均勻的混合 物，并被視為可以在不發(fā)生相分離的情況下以任何比例溶于彼此。術(shù)語(yǔ)“不能混溶的”特指各種物質(zhì)，尤其是液體(例如，熔融的聚合物材料和稀釋 劑)，其不能夠混合或共混以形成單一相，而是甚至在經(jīng)過混合之后也分離成不同的相。術(shù)語(yǔ)“親水的”是指具有促進(jìn)水分滲透的特性的材料。材料的親水表面一般具有 小于90度的接觸角。當(dāng)水被吸收進(jìn)材料時(shí)，該表面可以視為是親水的。親水表面通常可以 吸收極性物質(zhì)。例如，基于水通過表面被吸收或改變制品的透明度所需要的時(shí)間量，微孔制 品可以被歸類為親水類。術(shù)語(yǔ)“疏水的”是指具有防止或抑制水滲透的特性的材料。材料的疏水表面一般 具有大于90度的接觸角。疏水表面可以吸收油或一般非極性物質(zhì)。例如，基于油或非聚合 脂族酯稀釋劑通過表面被吸收或改變制品的透明度所需要的時(shí)間量，微孔制品可以被歸類 為疏水類。用作形容詞的術(shù)語(yǔ)“抗微生物的”或“抗微生物活性”表示殺滅包括細(xì)菌、真 菌、藻類和病毒在內(nèi)的病原和非病原微生物的能力。如在G.Nicoletti，V. Boghossian, F. Gurevitch、R. Borland 禾口 P.Mogenroth 的"The Antimicrobial Activity in Vitro of Chlorhexidine, a Mixture ofIsothiazolinones(Kathon CG)and Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide (CTAB) ” (醫(yī)院傳染雜志，1993年，第23卷，第87-111頁(yè))中所描述的， 在使用適當(dāng)中和劑的殺滅率試驗(yàn)中，在MH肉湯米勒頓液(35°C，濃度為0.25重量％ )中 進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，優(yōu)選的抗微生物材料呈現(xiàn)出金黃色葡萄球菌(AATC 25923)在60分鐘內(nèi)從 l-3X107cfu/ml的初始種菌減少至少1個(gè)數(shù)量級(jí)、優(yōu)選地2個(gè)數(shù)量級(jí)以及更優(yōu)選地4個(gè)數(shù) 量級(jí)。當(dāng)分別考慮時(shí)，抗微生物組分的濃度或量可能不能殺滅合格水平的致病微生物，或者 可能不能殺滅廣譜的致病微生物，或者可能不能快速殺滅；但是，當(dāng)提供抗微生物劑和增強(qiáng) 劑時(shí)，這類組分提供增強(qiáng)的抗微生物活性(與在相同條件下僅單獨(dú)使用的相同組分相比)。 美國(guó)紡織染化工作者協(xié)會(huì)(AATCC)測(cè)試方法100-2004 (AATCC技術(shù)手冊(cè)，2005年，第80卷， 第149-151頁(yè))和日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)Z2801 :2000(日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)，2001年，第1-11頁(yè))中 進(jìn)一步描述了可測(cè)量的抗微生物活性。術(shù)語(yǔ)“生物可降解的”表示可通過自然產(chǎn)生的微生物(例如，細(xì)菌、真菌和藻類) 和/或自然環(huán)境因素(例如，水解、酯交換反應(yīng)、暴露于紫外光或可見光(可光降解的)和 酶機(jī)制)或其組合的作用而降解。術(shù)語(yǔ)“生物相容性”表示通過不在活體組織中產(chǎn)生有毒的、有害的或免疫學(xué)的反應(yīng) 而在生物學(xué)上相容。生物相容性材料還可以通過生化和/或水解過程而破壞，并被活體組 織吸收。使用的測(cè)試方法包括ASTM F719，其用于組合物接觸組織(例如，皮膚、傷口、包括 在諸如食道或尿道的孔口內(nèi)的粘膜組織)的應(yīng)用情況；以及ASTM F763，其用于組合物被植 入組織中的應(yīng)用情況。術(shù)語(yǔ)“足夠量”或“有效量”表示抗微生物組分和/或增強(qiáng)劑的量在組合物中作為 整體提供抗微生物(包括(例如)抗病毒、抗細(xì)菌、或抗真菌)活性，該抗微生物活性降低、 防止菌落形成單元的生長(zhǎng)或者消除菌落形成單元中一種或多種微生物種群，以便獲得合格 水平的生物體結(jié)果。
術(shù)語(yǔ)“增強(qiáng)劑”是指能增強(qiáng)抗微生物組分的抗微生物活性的組分。所述增強(qiáng)功效 可以是有關(guān)殺滅水平、殺滅速度和/或殺滅微生物的范圍，并且可不被看成是對(duì)所有的微 生物。事實(shí)上，增強(qiáng)的殺滅水平最常見于革蘭氏陰性菌，例如，大腸桿菌。增強(qiáng)劑可以是增 效劑，以便當(dāng)其與組合物的其余部分結(jié)合時(shí)，組合的抗微生物活性大于在沒有增強(qiáng)劑組分 情況下組合物的活性和沒有抗微生物組分的情況下組合物活性的總和。術(shù)語(yǔ)“抗微生物組分”表示防腐劑，其一般是分子量小于約1000道爾頓并常小于 500道爾頓的小分子，并且在至少一種細(xì)菌、真菌和/或病毒存在的情況下顯示抗微生物活 性。優(yōu)選的抗微生物組分是親脂的，優(yōu)選具有不超過1.0克/100克(1. 0/100g)去離子水 的水中溶解度。對(duì)于長(zhǎng)期使用的應(yīng)用，優(yōu)選的抗微生物組分或抗微生物脂質(zhì)在水中具有不 超過0. 5g/100g去離子水的水中溶解度；更優(yōu)選地，具有不超過0. 25g/100g去離子水的水 中溶解度；甚至更優(yōu)選地，具有不超過0. 10g/100g去離子水的水中溶解度。溶解度使用如 在Henrik vorum等人的“長(zhǎng)鏈脂肪酸在pH7. 4下磷酸鹽緩沖液中的溶解度”(“Solubility ofLong-Chain Fatty Acids in Phosphate Buffer at ph7. 4")巾“胃夫 1 白勺角軍iti古 算”(《生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào)》，1126，135-142(1992))中所描述的放射標(biāo)記化合物來(lái)確 定。優(yōu)選的抗微生物組分具有的在去離子水中的溶解度為至少100微克(yg)/100克去離 子水，更優(yōu)選地是至少500 μ g/100g去離子水，甚至更優(yōu)選地是至少1000 μ g/100g去離子 水。
除非另外指明，在此所用的“脂肪的”是指直鏈的或支鏈的、具有6至22(奇數(shù)或 偶數(shù))個(gè)碳原子的烷基或亞烷基部分。由端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括包含在該范圍內(nèi)的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、 1. 5、2、2. 75,3,3. 8、4 和 5)。如本說(shuō)明書和附帶的權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”包括 復(fù)數(shù)指代，除非所述內(nèi)容另外明確指出。因此，例如，包含“化合物”的組合物這一表達(dá)方式 包括兩種或更多種化合物的混合物。除非所述內(nèi)容另外明確指出，否則本說(shuō)明書和所附權(quán) 利要求書中使用的術(shù)語(yǔ)“或”的含義通常包括其“和/或”的含義。除非另外說(shuō)明，否則在所有的情況下，說(shuō)明書以及權(quán)利要求中所用的表示量或成 分、性質(zhì)的量度等等的所有數(shù)字都應(yīng)理解為受詞語(yǔ)“約”來(lái)修飾。因此，除非有相反的說(shuō)明， 否則上述說(shuō)明書以及所附權(quán)利要求中給出的數(shù)字參數(shù)是近似值，其可利用本發(fā)明的教導(dǎo)， 隨本領(lǐng)域的技術(shù)人員想要達(dá)到的理想性能而變化。至少，各數(shù)值參數(shù)至少應(yīng)當(dāng)根據(jù)報(bào)道的 有效位數(shù)并應(yīng)用慣常的四舍五入法來(lái)理解。雖然，闡述本發(fā)明廣義范圍的數(shù)值范圍和參數(shù) 是近似值，但是在具體實(shí)例中所列出的數(shù)值則盡可能精確地報(bào)告。然而，任何數(shù)值均固有地 包含因在其各自的測(cè)試測(cè)量值中存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差而必然造成的誤差。在本發(fā)明的方法中，熔融共混組合物被充分冷卻到會(huì)使成核劑誘導(dǎo)聚乳酸材料從 單一液相結(jié)晶的溫度。在聚乳酸材料結(jié)晶期間，熔融共混組合物相分離為具有包括第一相 和第二相在內(nèi)的兩種連續(xù)相的組合物。第一相包括作為半結(jié)晶聚乳酸基質(zhì)的結(jié)晶的聚乳酸 材料以及分散在整個(gè)半結(jié)晶聚乳酸基質(zhì)中的成核劑。第二相包括非聚合脂族酯稀釋液。熔 融共混組合物的相分離可以包括固_液相分離機(jī)制、液_液相分離機(jī)制或固_液和液_液 相分離機(jī)制的組合。半結(jié)晶聚乳酸材料在室溫下是固體，以便因此當(dāng)加熱到至少其熔融溫度時(shí)，該半結(jié)晶聚乳酸材料熔融。非聚合脂族酯稀釋劑在室溫下可以是液體或固體。在半結(jié)晶聚乳酸 材料的熔融溫度以下，非聚合脂族酯稀釋劑不溶解半結(jié)晶聚乳酸材料。在存在非聚合脂族 酯稀釋劑的情況下，半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度可以降低。在半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融 溫度或該溫度之上，選擇非聚合脂族酯稀釋劑與半結(jié)晶聚乳酸材料混溶。成核劑可以是固 體或液體。另外，在加熱初始組合物之前，成核劑可以分散在非聚合脂族酯稀釋液中。包含生物可降解材料(例如，半結(jié)晶聚合物材料)的共混聚合物可以用于形成微 孔制品。半結(jié)晶聚乳酸材料是用于形成微孔制品的生物可降解聚合物材料的一個(gè)實(shí)例。用 在初始組合物中的半結(jié)晶聚乳酸材料包括現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)人員通常所知的聚乳酸材料。通 常，半結(jié)晶聚乳酸材料是可熔融加工的。一旦加熱，熱塑性半結(jié)晶聚乳酸材料會(huì)很容易地發(fā) 生軟化和/或熔融，以允許在常規(guī)設(shè)備中進(jìn)行加工，以便形成微孔制品。一旦從半結(jié)晶聚乳 酸材料的熔融溫度或該溫度之上冷卻，聚乳酸材料就在存在成核劑的條件下結(jié)晶，以形成 幾何形狀上規(guī)則有序的化學(xué)區(qū)域。半結(jié)晶聚乳酸材料在室溫下通常是固體，并且在半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度以 下不能溶于非聚合脂族酯稀釋劑。半結(jié)晶聚乳酸材料在室溫下通常不溶于非聚合脂族酯稀 釋劑。在半結(jié)晶聚乳酸材料的結(jié)晶溫度或該溫度之上的溫度，非聚合脂族酯稀釋劑形成具 有半結(jié)晶聚乳酸材料的單一液相。一旦冷卻該單一液相，聚乳酸材料就結(jié)晶，從而形成第一 相，并且非聚合脂族酯稀釋劑形成第二相。半結(jié)晶聚乳酸材料的結(jié)晶溫度是聚合物鏈趨于 定向?yàn)橛行蚺帕幸员阍诰廴樗岵牧蟽?nèi)形成結(jié)晶區(qū)域的溫度。聚乳酸材料在結(jié)晶溫度或該溫 度以下開始結(jié)晶。第一相和第二相形成組合物?？梢杂脕?lái)形成微孔制品的一些代表性半結(jié)晶聚乳酸材料包括(但不限于)組成單 元只包括L-乳酸的聚L-乳酸材料；組成單元只包括D-乳酸的聚D-乳酸材料；以及L-乳 酸單元和D-乳酸單元以各種比例同時(shí)存在的聚(D/L-乳酸)材料。通常，聚(D/L-乳酸) 材料具有高的對(duì)映體濃度比值(enantiomeric ratio)(例如，高的L-乳酸低的D-乳酸 的比率或高的D-乳酸低L-乳酸的比率)，以將聚乳酸材料的固有結(jié)晶度最大化。聚乳 酸材料的結(jié)晶度基于聚合物主鏈的立構(gòu)規(guī)整度以及與其他聚合物鏈結(jié)晶的能力。具有脂族 羥基羧酸單體而非乳酸(例如，乙醇酸、3-羥基丁酸、4-羥基丁酸、4-羥基戊酸、5-羥基戊 酸或6-羥基己酸)的L-或D-乳酸的共聚物可以用來(lái)形成半結(jié)晶聚乳酸材料。共聚單體 (例如，脂族羥基羧酸單體)與共聚物中乳酸的百分比保持在一定范圍內(nèi)，以提供半結(jié)晶聚 乳酸材料。所述的半結(jié)晶聚乳酸材料可以單獨(dú)使用，或者兩種或多種不同半結(jié)晶聚乳酸材 料可以組合使用。半結(jié)晶聚乳酸材料的一個(gè)實(shí)例可以包括含有乳酸單元、脂族多價(jià)羧酸單元和脂肪 多元醇單元的脂族聚酯樹脂。脂族聚酯樹脂可以由脂族多價(jià)羧酸和脂族多元醇與乳酸單元 (例如，聚乳酸)的組合、或乳酸和另一種羥基羧酸的共聚物而形成。或者，脂族聚酯樹脂可 以由多價(jià)羧酸和脂族多元醇與乳酸單元的組合而形成。脂族聚酯樹脂可以由脂族多價(jià)羧酸 和脂族多元醇與丙交酯的組合、或與羥基羧酸的環(huán)狀酯組合而形成。可以用于形成脂族聚酯樹脂的脂族多價(jià)羧酸的具體實(shí)例包括(但不限于)草酸、 琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、i^一烷二酸、十二烷二酸及其酐。 這類脂族多價(jià)羧酸可以用作酸酐或與酸酐的混合物。脂族多元醇的具體實(shí)例包括(但不限 于)乙二醇、二甘醇、三乙二醇、丙二醇、雙丙甘醇、1，3_ 丁二醇、1，4_ 丁二醇、3-甲基-1，
95-戊二醇、1，6-己二醇、1，9-壬二醇、新戊二醇、1，4- 丁二醇和1，4-環(huán)己烷二甲醇。半結(jié)晶聚乳酸材料的另一個(gè)實(shí)例可以包括含有乳酸單元和多官能多糖的脂族聚 酯樹脂。脂族聚酯樹脂可以由帶有乳酸單元(例如，聚乳酸)的多官能多糖，或乳酸和另一 羥基羧酸的共聚物形成。或者，脂族聚酯樹脂可以由帶有丙交酯的多官能多糖或羥基羧酸 的環(huán)狀酯形成。
可以用于制備脂族聚酯樹脂的多官能多糖的具體實(shí)例包括(但不限于)纖維素、 硝酸纖維素、醋酸纖維素、甲基纖維素、醋酸纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維 素、硝化纖維素、再生纖維素、粘膠人造絲或銅氨絲、半纖維素、淀粉、支鏈淀粉、糊精、葡聚 糖、糖原、果膠、甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖、其衍生物、及其混合物。在一個(gè)實(shí)施例中，醋酸纖維 素或乙基纖維素可以用作多官能多糖。一些其他的包含樹脂組合物的半結(jié)晶聚乳酸材料可以包括具有乳酸組分的脂族 聚酯樹脂。乳酸組分的實(shí)例可以包括乳酸的均聚物、不同乳酸的共聚物(如，L-乳酸和D-乳 酸的共聚物、或乳酸的均聚物和乳酸鹽共聚物的共聚物)、或乳酸和脂肪羥基羧酸(而非乳 酸)的共聚物?？梢赃x擇半結(jié)晶聚乳酸材料的分子量，以便為利用半結(jié)晶聚乳酸材料而形成的微 孔制品提供所需的物理性質(zhì)。因此，只要由具有兩種連續(xù)相的組合物形成的微孔制品(例 如膜、片或網(wǎng))具有滿足要求的物理性質(zhì)，則半結(jié)晶聚乳酸材料的分子量可以改變。通常， 隨著半結(jié)晶聚乳酸材料的分子量減少，由熔融共混組合物形成的微孔制品的強(qiáng)度降低，而 分解率(如，生物降解性)增加。隨著半結(jié)晶聚乳酸材料的分子量增加，熔融共混組合物的 可加工性降低，并且由熔融共混組合物形成(例如，成形)微孔制品可能會(huì)變得更加困難。具有充分伸長(zhǎng)特性的微孔制品通常包含重均分子量為至少3，000g/mol (克/摩 爾)、至少10，000g/mol、至少50，000g/mol、或至少90，000g/mol的半結(jié)晶聚乳酸材料。 半結(jié)晶聚乳酸材料的重均分子量可以高達(dá)5，000, OOOg/mol、高達(dá)2，500, OOOg/mol、高達(dá) 1，000, 000g/mol或高達(dá)250，OOOg/mol。在一些實(shí)施例中，半結(jié)晶聚乳酸材料的重均分子量 可以在 3，000g/mol 至 5，000，000g/mol、10，OOOg/mol 至 2，500，000g/mol、50，OOOg/mol 至 1，000，OOOg/mol 或 90，OOOg/mol 至 250，OOOg/mol 的范圍內(nèi)?？梢赃x擇包括在初始組合物中的半結(jié)晶聚乳酸材料的量，以便提供具有上述所需 特性的微孔制品?；诔跏冀M合物的總重量，半結(jié)晶聚乳酸材料可以具有至少40重量％、 至少45重量％、至少50重量％、或至少55重量％的濃度?；诔跏冀M合物的總重量，半 結(jié)晶聚乳酸材料的濃度可以高達(dá)80重量％、高達(dá)70重量％、高達(dá)65重量％或高達(dá)60重 量％。在一些實(shí)施例中，基于初始組合物的總重量，半結(jié)晶聚乳酸材料濃度可以在40至80 重量％、45至70重量％、50至65重量％或55至65重量％的范圍內(nèi)。之前所述的初始組合物還包括稀釋劑。稀釋劑可以被稱為熔融共混組合物中的溶 劑或復(fù)合添加劑。稀釋劑在室溫下可以固體或液體。適于與半結(jié)晶聚合物材料混合并加熱的稀釋劑的實(shí)例包括非聚合脂族酯稀釋劑。 在半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度或該溫度之上，非聚合脂族酯稀釋劑可以與成核劑和半結(jié) 晶聚合物材料(例如，半結(jié)晶聚乳酸材料)混合以形成單一液相。非聚合脂族酯稀釋劑以足 夠的量存在于熔融共混組合物，以便隨著熔融共混組合物冷卻而與熔融共混組合物中的半 結(jié)晶聚乳酸材料實(shí)現(xiàn)相分離，從而形成具有兩種連續(xù)相的組合物。一旦冷卻到熔融共混組合物中的半結(jié)晶聚乳酸材料的結(jié)晶溫度或該溫度之下，非聚合脂族酯稀釋劑相可以分離。 可以從組合物洗掉或去除非聚合脂族酯稀釋劑。非聚合脂族酯稀釋劑在大氣壓力下可以具有至少與半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫 度同樣高的沸點(diǎn)。然而，如果非聚合脂族酯稀釋劑在半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度下?lián)p失 小于10%的重量，則還可以使用一些具有較低沸點(diǎn)的非聚合脂族酯稀釋劑。沸點(diǎn)較低的非 聚合脂族酯稀釋劑可以在超大氣壓力下使用，以將其沸點(diǎn)提高到至少與半結(jié)晶聚乳酸材料 的熔融溫度同樣高的溫度。非聚合脂族酯稀釋劑的一些實(shí)例包括式I的甘油酯。 式I中R1可以是具有6至24個(gè)碳原子的?；倌軋F(tuán)。酰基官能團(tuán)可以被定義為 R(C = O)-，并且R通常是具有一個(gè)或多個(gè)碳原子的烷基。式I中R2可以是氫或具有2至6 個(gè)碳原子的?；倌軋F(tuán)。式I中R3可以是氫或具有2至6個(gè)碳原子的酰基官能團(tuán)。在一個(gè) 實(shí)施例中，式I的非聚合脂族酯稀釋劑是甘油二乙酸單辛酸甘油酯(即，各R1為具有8個(gè) 碳原子的酰基，并且R2和R3各為具有2個(gè)碳原子的?；?。在另一個(gè)實(shí)施例中，式I的非 聚合脂族酯稀釋劑是二乙酸單癸酸甘油酯(即，各R1為具有10個(gè)碳原子的?；?，并且R2和 R3各為具有2個(gè)碳原子的?；?。在又一個(gè)實(shí)施例中，式I的非聚合脂族酯稀釋劑是二乙 酸單油酸甘油酯(即，各R1為具有18個(gè)碳原子的?；⑶襌2和R3各為具有2個(gè)碳原子 的?；?。非聚合脂族酯稀釋劑的其他實(shí)例包括式II的亞烷基脂肪酸酯。 式II中禮可以是具有6至24個(gè)碳原子的?；倌軋F(tuán)。式II中&可以是氫或具 有2至6個(gè)碳原子的?；倌軋F(tuán)。式II中R6可以是具有1至4個(gè)碳原子的烷基官能團(tuán)。 在一個(gè)實(shí)施例中，式II的非聚合脂族酯稀釋劑是單辛酸丙二醇酯(即，各R4是具有8個(gè)碳 原子的酰基，各R5是氫，并且各R6是具有2個(gè)碳原子的?；?。非聚合脂族酯稀釋劑的其他實(shí)例包括式III的檸檬酸酯。 式III中&可以獨(dú)立地是氫或具有1至8個(gè)碳原子的烷基官能團(tuán)。式III中R8 可以是具有2至5個(gè)碳原子的酰基官能團(tuán)。在一個(gè)實(shí)施例中，式III的非聚合脂族酯稀釋 劑是乙酰檸檬酸三丁酯(即，各R7為具有4個(gè)碳原子的烷基，并且各R8為具有2個(gè)碳原子 的?；??；诔跏冀M合物的總重量，用于制備初始組合物的非聚合脂族酯稀釋劑可以具有 至少20重量％、至少25重量％或至少30重量％的濃度。基于初始組合物的總重量，非聚 合脂族酯稀釋劑的濃度可以高達(dá)60重量％、高達(dá)55重量％或高達(dá)50重量％。在一些實(shí)施 例中，基于初始組合物的總重量，非聚合脂族酯稀釋劑濃度可以在20至60重量％、25至55 重量％或30至50重量％的范圍內(nèi)。式I-III的非聚合脂族酯稀釋劑的混合物或共混物可 以與半結(jié)晶聚乳酸材料和成核劑一起使用，用于制備初始組合物。成核劑是添加到初始組合物中的材料，當(dāng)熔融共混組合物被冷卻時(shí)，該材料起外 來(lái)物的作用。當(dāng)半結(jié)晶聚乳酸材料被加熱到其熔融溫度之上并隨后被冷卻到其結(jié)晶溫度之 下時(shí)，松散卷曲的聚合物鏈自身在外來(lái)物周圍定向成為與非晶態(tài)聚合物混合的三維晶體圖 案區(qū)域。成核劑在熔融共混組合物中起聚合物材料晶體的引發(fā)位點(diǎn)的作用。當(dāng)存在成核劑 時(shí)，形成了更大數(shù)量的小聚合物材料晶體。成核劑引發(fā)熔融聚合物材料從熔融共混組合物中的單一液態(tài)結(jié)晶，并增強(qiáng)聚合物 材料結(jié)晶位點(diǎn)的引發(fā)，以加快聚合物材料在冷卻過程中的結(jié)晶。在聚合物材料的結(jié)晶溫度 下，成核劑可以是固體、半固態(tài)凝膠或不連續(xù)的液滴。成核劑與半結(jié)晶聚乳酸材料以及非聚合脂族酯稀釋劑結(jié)合，用于制備初始組合 物。初始組合物被加熱到至少半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度并被混合，以形成熔融共混組 合物；成核劑可以均勻地分散或溶解于熔融混合材料的單一液相中。包括聚乳酸材料和非 聚合脂族酯稀釋劑的單一液相可以存在于半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度之上。隨著熔融共 混組合物被冷卻，成核劑可以引發(fā)聚乳酸材料結(jié)晶，以形成半結(jié)晶聚乳酸基質(zhì)。半結(jié)晶聚乳 酸基質(zhì)形成第一相，而非聚合脂族酯稀釋劑形成不能與第一相混溶的第二相。第一相和第 二相形成組合物。聚乳酸材料在熔融共混物中緩慢結(jié)晶，而成核劑的存在可以加快這一結(jié)晶過程。 所得的聚乳酸材料疇的尺寸會(huì)受成核劑、熔融共混組合物中半結(jié)晶聚乳酸材料和非聚合脂 族酯稀釋劑的濃度和用于形成組合物的加工條件的影響。具有較小疇的聚乳酸材料會(huì)引起 形成更多每單位體積原纖數(shù)量增加了的疇。互連微孔的網(wǎng)絡(luò)可以通過沿著至少一個(gè)方向拉 伸共同組合物而形成。相比于沒有成核劑的情況下形成的微孔制品，拉伸利用成核劑形成 的微孔制品(如，膜)會(huì)增加原纖的長(zhǎng)度。成核劑的一些實(shí)例包括無(wú)機(jī)物顆粒、有機(jī)化合物、有機(jī)酸鹽和酰亞胺。無(wú)機(jī)物成核劑的實(shí)例包括(但不限于)滑石、粘土、云母、硅酸鈣、鈦酸鈣和氮化硼。有機(jī)化合物的實(shí)例 包括(但不限于)碳酸丙二酯、聚L-和D-乳酸的立體絡(luò)合物(stereocomplex)、全同立構(gòu) 聚丙烯和低分子量的聚(對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)。有機(jī)金屬化合物(例如，顏料)的一些實(shí) 例包括(但不限于)銅酞菁、固美透藍(lán)A3R顏料和Y-喹吖啶酮。有機(jī)酸鹽的一些實(shí)例包 括(但不限于)苯基磷酸鋅、糖精的鈉鹽、二環(huán)[2. 2. 1]庚烷-2，3-二羧酸的鈉鹽和苯甲酸 鈉。在一些實(shí)施例中，成核劑包括銅酞菁或苯基磷酸鋅。在其他實(shí)施例中，成核劑包括全同 立構(gòu)聚丙烯、全同立構(gòu)聚丙烯和苯基磷酸鋅的混合物、全同立構(gòu)聚丙烯和銅酞菁的混合物 或其組合。存在于熔融共混組合物中的成核劑的量可以影響結(jié)晶速率以及形成的聚乳酸材 料疇的數(shù)量。在開發(fā)能夠形成互連微孔的具有兩種連續(xù)相的組合物時(shí)一般需要較小量的成 核劑?；诔跏冀M合物的總重量，成核劑的濃度可以是至少0.01重量％、至少0. 1重量％、 至少0. 5重量％或至少2重量％。基于初始組合物的總重量，成核劑的濃度可以高達(dá)10重 量％、高達(dá)9重量％、高達(dá)8重量％或高達(dá)7重量％。在一些初始組合物中，基于初始組合 物的總重量，成核劑的濃度可以在0. 01至10重量％、0. 1至9重量％、0. 5至8重量％或2 至7重量％的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，抗微生物組分可以添加到初始組合物中，用于形成抗微生物微孑L制品。初始組合物中的抗微生物組分含量一般等于或小于初始組合物的5重量％。在一 些初始組合物中，抗微生物組分小于初始組合物的4. 5重量％、4. 0重量％、3. 0重量％或
2. 0重量％?？刮⑸锝M分可以包括多元醇的一種或多種脂肪酸酯、多元醇的脂肪醚、(或其 酯和/或醚之一或兩者的)烷氧基化衍生物或其組合。更具體地講，抗微生物組分選自于 由多元醇的(C7-C12)飽和脂肪酸酯(優(yōu)選地，多元醇的(C8-C12)飽和脂肪酸酯)、多元醇的 (C8-C22)不飽和脂肪酸酯(優(yōu)選地，多元醇的(C12-C22)不飽和脂肪酸酯)、多元醇的(C7-C12) 飽和脂肪醚(優(yōu)選地，多元醇的(C8-C12)飽和脂肪醚)、多元醇的(C8-C22)不飽和脂肪醚(優(yōu) 選地，多元醇的(C12-C22)不飽和脂肪醚)、其烷氧基化衍生物、及其組合所組成的組。優(yōu)選 地，所述酯和醚為單酯和單醚，除非它們是蔗糖的酯和醚，在那些情況下，它們可以是單酯、 二酯、單醚或二醚。在本專利申請(qǐng)的初始組合物中，可使用單酯、二酯、單醚和二醚的各種組 合。在一些實(shí)施例中，如上所述，具有單元、或二元、或三元衍生物的酯和醚可以包括抗微生 物活性，但其在一定程度上應(yīng)當(dāng)避免使得制品或組合物的抗微生物性不足?？捎玫亩嘣贾舅狨タ梢杂上旅娴幕瘜W(xué)式表示(R1-C(O)-O)n-R2其中R1為(C7-C12)飽和脂肪酸(優(yōu)選地，C8-C12飽和脂肪酸)或(C8-C22不飽和(優(yōu) 選地，C12-C22)不飽和的，包含多不飽和的)脂肪酸的殘基，R2為多元醇(通常并優(yōu)選地，甘 油、丙二醇和蔗糖，盡管可使用各種各樣其他的，包含季戊四醇、山梨醇、甘露糖醇、木糖醇 等)的殘基，并且η為1或2。R2基團(tuán)包括至少一個(gè)自由的羥基(優(yōu)選地，甘油、丙二醇或蔗 糖的殘基)。優(yōu)選的多元醇脂肪酸酯為衍生自；‘仏丄吣‘和^飽和脂肪酸的酯。盡 管當(dāng)多元醇是蔗糖時(shí)，η = 1或2，但對(duì)于多元醇是甘油或丙二醇的實(shí)施例，η = 1。通常，衍 生自Cltl至C12脂肪酸的單酸甘油酯是食品級(jí)材料和GRAS材料。
由于許多的單酯已經(jīng)被報(bào)告為是食品級(jí)的，通常被識(shí)別為安全(GRAS)材料，并 已被報(bào)告為可有效地用作食品防腐劑和局部藥物制劑，所以脂肪酸酯是特別適用于處理 食品以及暴露于食品的表面的候選物，以減少人類病原體的數(shù)量和食品中的變質(zhì)。例 如，Kabara，LofFood Protection, 44 633-647 (1981)禾口 Kabara，J. of Food Safety, 4 13-25(1982)中報(bào)道LAURICIDIN(月桂酸的甘油單酯，其通常被稱為甘油一月桂酸酯)， 食品級(jí)酚醛樹脂和螯合劑可適用于設(shè)計(jì)食品防腐劑體系。十二烷酰乙烷精氨酸(Lauroyl ethylarginate)也被FDA批準(zhǔn)能在食品中使用。脂肪酸單酯，例如月桂酸、辛酸、癸酸和庚酸的甘油單酯和/或月桂酸、辛酸、癸 酸和庚酸的丙二醇單酯對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌、真菌、酵母和涂有類脂的病毒(lipid coated viruses)有效，但自身對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌一般無(wú)效。當(dāng)脂肪酸單酯與下述的初始組合物中 的增強(qiáng)劑組合時(shí)，抗微生物微孔制品對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌有效。某些抗微生物組分(例如，脂肪酸單酯)可以對(duì)脂肪聚酯進(jìn)行增塑。示例性的脂 肪酸單酯包含但不限于月桂酸(甘油一月桂酸酯)、辛酸(甘油一辛酸酯)和癸酸(甘油 一癸酸酯)的甘油單酯，和月桂酸、辛酸和癸酸的丙二醇單酯，以及月桂酸、辛酸和癸酸的 蔗糖單酯。其他脂肪酸單酯包含油酸(18:1)、亞油酸(18:2)、亞麻酸(18:3)和花生四烯酸 (20:4)不飽和(包含多不飽和的)脂肪酸的甘油和丙二醇單酯。如通常所知，例如，18:1 是指所述化合物含有18個(gè)碳原子和1個(gè)碳_碳雙鍵。優(yōu)選的不飽和鏈在所述順式異構(gòu)體 形態(tài)中，具有至少一個(gè)不飽和基團(tuán)。在某些優(yōu)選的實(shí)施例中，適用于初始組合物中的脂肪酸 單酯包含已知的月桂酸、辛酸和癸酸的單酯，諸如被稱為GML或商品名為L(zhǎng)AURICIDIN的那 些(月桂酸甘油單酯，通常被稱為甘油一月桂酸酯或甘油單月桂酸)、單癸酸甘油酯、單辛 酸甘油酯、單月桂酸丙二醇酯、單癸酸丙二醇酯、單辛酸丙二醇酯以及它們的組合。示例性的蔗糖脂肪酸二酯包含但不限于蔗糖的月桂酸、辛酸和癸酸二酯以及它們 的組合。多元醇的脂肪醚優(yōu)選具有化學(xué)式(R3-O)n-R4,其中R3是(C7-C12)飽和脂族基團(tuán)(優(yōu)選地，(C8-C12)飽和脂族基團(tuán))、或(C8-C22)不 飽和脂族基團(tuán)(優(yōu)選地，(C12-C22)不飽和脂肪基團(tuán)，包括多不飽和脂族基團(tuán))，R4是多元醇 的殘基。優(yōu)選的多元醇包括甘油、蔗糖或丙二醇。對(duì)于甘油和丙二醇，η = 1，而對(duì)于蔗糖， η = 1或2。優(yōu)選的脂肪醚是(C7-C12)烷基(更優(yōu)選地，(C8-C12)烷基)的單醚。示例性脂肪單醚包括(但不限于)十二烷基甘油醚、辛基甘油醚、辛?；视兔?、 十二烷基丙二醇醚、辛基丙二醇醚、及辛酰基丙二醇醚。其他脂肪單醚包含油烯基(18:1)、 亞油基(18:2)、亞麻基(18:3)和花生四烯基(20:4)不飽和與多不飽和脂肪醇的甘油和丙 二醇單醚。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，適于在初始組合物中使用的脂肪單醚包括十二烷基甘油 醚、辛基甘油醚、辛酰基甘油醚、十二烷基丙二醇醚、辛基丙二醇醚、辛?；济岩约八?們的組合。在順式異構(gòu)體形態(tài)中，不飽和的鏈優(yōu)選地具有至少一個(gè)不飽和鍵。上述脂肪酸酯和脂肪醚的烷氧基化衍生物(例如，在留下的醇基團(tuán)上乙氧基化的 和/或丙氧基化的那些)還具有抗微生物活性，只要總的烷氧基化物保持相對(duì)低的含量。美 國(guó)專利5，208，257中公開了優(yōu)選的烷氧基化水平。如果酯類和醚類被乙氧基化，則環(huán)氧乙 烷的總摩爾數(shù)優(yōu)選地小于5，更優(yōu)選地小于2。
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多元醇脂肪酸酯或脂肪醚可通過傳統(tǒng)的技術(shù)被烷氧基化，優(yōu)選的是乙氧基化和/ 或丙氧基化。烷氧基化的化合物優(yōu)選地選自由下列物質(zhì)組成的組環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷以及 它們的混合物和類似的氧雜環(huán)丙烷化合物?；诔跏冀M合物的總重量，初始組合物通常包含總量等于或不超過5重量％的脂 肪酸酯、脂肪醚、烷氧基化脂肪酸酯或烷氧基化脂肪醚。在一些初始組合物中，脂肪酸酯、 脂肪醚、烷氧基化脂肪酸酯或烷氧基化脂肪醚的總量小于初始組合物的4. 5重量％、4. 0重
量％、3. 0重量％或2. 0重量％。包含一種或多種脂肪酸單酯、脂肪單醚、醇的羥基酸酯或其烷氧基化衍生物的本 發(fā)明的組合物還可包含少量的二或三脂肪酸酯(即，脂肪酸二或三酯)、二或三脂肪醚(即， 脂肪二或三醚)或其烷氧基化衍生物。優(yōu)選地，這類組分不超過抗微生物組分總重量的10 重量％、7重量％、6重量％或5重量％。因此，脂肪酸單酯、脂肪單醚、醇的羥基酸酯或其烷 氧基化衍生物的單酯純度應(yīng)當(dāng)超過85%、優(yōu)選的是90%、更優(yōu)選的是95%。例如，對(duì)于單 酯、單醚、或甘油的烷氧基化衍生物，基于初始組合物中存在的抗微生物(單酯或單醚)組 分總重量，優(yōu)選地不超過10重量％、不超過7重量％、不超過6重量％或不超過5重量％的 二酯、二醚、三酯、三醚、或其烷氧基化衍生物。優(yōu)選地，三酯或二酯含量保持較低，以保存抗 微生物組分的抗微生物功效。其他類別的抗微生物組分是羥基官能羧酸的脂肪醇酯，優(yōu)選具有化學(xué)式R5-0-(-C(0)-R6-0)nH，其中R5是(C7_C14)飽和烷基醇(優(yōu)選地，(C7_C12)飽和烷基醇，更優(yōu)選地，(C8-C12) 飽和烷基醇)或(c8-c22)不飽和醇(包括多不飽和醇)的殘基，R6是羥基羧酸的殘基，其中 羥基羧酸具有以下的化學(xué)式R7 (CR80H)p(CH2) qC00H,其中R7和R8各自獨(dú)立地為H或(Q-Q)飽和的直鏈的、支鏈的或環(huán)狀的烷基基 團(tuán)、(c6-c12)芳基、(c6-c12)芳烷基或烷芳基(其中所述烷基為飽和的直鏈的、支鏈的或環(huán)狀 的)，其中R7和R8可選地被一種或多種羧酸基團(tuán)取代；p = 1或2 ；以及q = 0-3 ；以及n = 1、2、或3。R6基可以包括一個(gè)或多個(gè)自由羥基，但優(yōu)選地沒有自由羥基。羥基羧酸的優(yōu)選 脂肪醇酯是衍生自支鏈或直鏈C8、C9、C1(l、Cn或C12烷基醇的酯。羥基酸通常具有一個(gè)羥基 和一個(gè)羧酸基。在一個(gè)方面，抗微生物組分包括(C2_C8)羥基羧酸的(C7_C14)飽和脂肪醇單酯(優(yōu) 選地，(C2-C8)羥基羧酸的(c7-c12)飽和脂肪醇單酯，更優(yōu)選地，(c2-c8)羥基羧酸的(c8-c12) 飽和脂肪醇單酯)、(c2-c8)羥基羧酸的(c8-c22)單元或多元不飽和脂肪酸單酯、前述任一者 的烷氧基化衍生物、或它們的組合。羥基羧酸部分可以包括脂族和/或芳香族基。例如，可 以是水楊酸的脂肪醇酯。如本文所用，“脂肪醇”是具有偶數(shù)或奇數(shù)個(gè)碳原子的烷基或亞烷 基單官能醇。示例性羥基羧酸的脂肪醇單酯包括(但不限于)乳酸的(C6_C12)脂肪醇酯，例如 乳酸辛酯、乳酸-2-乙基己酯(得自Purac，Lincolnshire IL的Purasolv EHL)、月桂醇 乳酸酯(得自 Chemic Laboratories,Canton MA 的 Chrystaphyl 98)、月桂醇乳酰乳酸酯、 乳酰乳酸-2-乙基己酯；乙醇酸、乳酸、3-羥基丁酸、扁桃酸、葡萄糖酸、酒石酸和水楊酸的 (C8-C12)脂肪醇酯。
羥基官能羧酸的脂肪酸酯的烷氧基化衍生物(例如，在留下的醇基團(tuán)上乙氧基化 的和/或丙氧基化的那些)還具有抗微生物活性，只要總的烷氧基化物保持相對(duì)低的含量。 優(yōu)選的烷氧基化水平為小于5摩爾每摩爾羥基羧酸、更優(yōu)選地為小于2摩爾每摩爾羥基羧 酸。以上包含酯鍵合的抗微生物組分是水解敏感的，并且可以通過暴露于水、尤其極 端PH(小于4或大于10)下的水而降解，或者通過某些可以將酯酶解為對(duì)應(yīng)的酸和醇的細(xì) 菌而降解，后者可能在某些應(yīng)用中是需要的。例如，可以制作微孔制品來(lái)通過合并包含至少 一個(gè)酯基的抗微生物組分而快速降解。如果需要延長(zhǎng)微孔制品保存期，則可以使用沒有水 解敏感基團(tuán)的抗微生物組分。例如，脂肪單酯在普通處理?xiàng)l件下是水解不敏感的，并且可以 抵抗微生物攻擊。另一類別的抗微生物組分包括陽(yáng)離子胺抗微生物化合物，其包括抗微生物質(zhì)子化 叔胺和小分子季銨化合物。示例性的小分子季銨化合物包括烷基芐基二甲基氯化銨及其烷 基取代衍生物、雙長(zhǎng)鏈烷基(c8-c18)季銨化合物、鹵化十六烷吡啶及其衍生物、異辛基苯氧 基乙氧基乙基芐基二甲基氯化銨及其烷基取代衍生物、癸雙辛胺啶及它們的相容性組合。適于用作抗微生物組分的陽(yáng)離子防腐劑和消毒劑包括小分子季銨化合物，其通常 包括一個(gè)或多個(gè)具有至少一個(gè)c6-c18直鏈或支鏈烷基或芳烷基鏈連接其上的季銨基。適合 的化合物包括在Block，S. , Disinfection, Sterilization and Preservation,第 4 版，1991 年的Lea &Febiger，第13章中所公開的那些化合物并可以具有化學(xué)式R9R10NRnR12T其中R9和R"1是可以被N，0或S取代的直鏈或支鏈烷基、烷芳基、或芳烷基 鏈，R11和R12是C「C6烷基、苯基、苯甲基或C8-C12烷芳基，或者R11和R12可以形成環(huán)，例如吡 啶環(huán)，此時(shí)，N為季銨基，X為陰離子，優(yōu)選地為鹵離子，例如CI—或Br—但還可能是硫酸二甲 酯、乙基硫酸鹽、磷酸鹽或類似的陰離子。此類別中的化合物是單烷基三甲基銨鹽、單烷基 二甲基芐基銨鹽、二烷基二甲基銨鹽、異辛基苯氧基乙氧基乙基芐基二甲基氯化銨、烷基取 代鹵化芐乙氧銨(例如，氯化甲基芐甲乙氧銨)和癸雙辛胺啶。季銨抗微生物組分的實(shí)例包括烷基芐基二甲基銨，其具有C8_C18烷基鏈長(zhǎng)度、優(yōu) 選地為C12-C16烷基鏈長(zhǎng)度、更優(yōu)選地為這些鏈長(zhǎng)度的混合，例如，包括40%的C12烷基鏈、 50%的C14烷基鏈和10%的C16鏈的烷基芐基二甲基氯化銨(可購(gòu)自Lonza Group Ltd.， Basel, Switzerland的Barquat MB-50)；被苯環(huán)上的烷基取代的鹵化烷基芐基二甲基銨 (Barquat 4250)；鹵化二甲基二烷基銨，其具有C8_C18烷基或此類化合物的混合物(可購(gòu)自 Lonza的Bardac 2050、205M和2250)；以及鹵化十六烷吡啶，例如氯化十六烷吡啶(C印acol Chloride，可購(gòu)自Merrell Labs的C印acol Chloride)；鹵化芐乙氧銨及烷基代鹵化芐乙 氧銨(可購(gòu)自 Rohm and Haas 的 Hyamine 1622 和 Hyamine 10X)。一類可用的陽(yáng)離子抗微生物組分是基于質(zhì)子化叔胺的。優(yōu)選的陽(yáng)離子抗微生物質(zhì) 子化叔胺具有至少一fc6-ci8烷基。屬于此類的有如PCT公布W0 01/94292、W0 03/013454 和TO 03/034842中所描述的氨基酸的生物可降解的衍生物，以及這些衍生物與山梨酸鈉、 山梨酸鉀或山梨酸的組合，參見W0 02/087328。這些陽(yáng)離子抗微生物組分可以在環(huán)境中或 活體組織上降解。W0 03/013454教導(dǎo)了具有下式的此類抗微生物組分 其中X可以是Br_、Cl_或者HS04_，R15可以是酸(例如，飽和羥基脂肪酸)的直鏈 C8-C14烷基鏈，R14是C1-C18直鏈或支鏈烷基或芳香族部分；以及R13可以是-NH3, 以及nl可以是0-4。此類材料中的一種適用的材料是月桂酰精氨酸乙酯(精氨酸的乙酯和月桂酸酰 ( S Fairfield,New Jersey ^ A&B Ingredients ^w]^Mirenat N))。W0 01/94292
公開了用于制造這些組合物的方法?；诔跏冀M合物的總重量，陽(yáng)離子抗微生物組分一般以等于或不超過5重量％的 濃度添加到初始組合物中。在一些初始組合物中，陽(yáng)離子抗微生物組分的總量小于初始組 合物的4.5重量％、4.0重量％、3.0重量％或2.0重量％。當(dāng)與某些增強(qiáng)劑(例如，山梨酸 和/或其鹽)聯(lián)合使用時(shí)，較低的用量是可能的。本發(fā)明的抗微生物組分可以單獨(dú)使用或者結(jié)合使用，以便有效地殺滅微生物。應(yīng) 當(dāng)避免抗微生物組分的組合造成不穩(wěn)定組合物或者彼此不相容。例如，季銨化合物與烷基 羧酸或包含硫酸鹽部分和/或磺酸的表面活性劑不相容，并且某些鹽會(huì)造成季銨化合物的 沉淀。在某些實(shí)施例中，抗微生物組分是非離子性的，并具有至多6. 2、至多5. 8或至多 5. 5的親水/親油平衡值(HLB)。HLB的其他優(yōu)選范圍是至少3、至少3. 2或至少3. 4。HLB可 以通過使用 Surfactant Systems (表面活性齊 Η本系)(Attwood，Chapman and Hall, London, 1983)中所示的官能團(tuán)貢獻(xiàn)值計(jì)算(functional group contribution calculation)而確定。某些抗微生物組分是不帶電荷的并具有包含至少7個(gè)碳原子的烷基或烯基烴鏈。 對(duì)于熔融加工而言，優(yōu)選的抗微生物組分具有較低的揮發(fā)性，并且在加工條件下不會(huì)分解。 優(yōu)選的抗微生物組分包含小于2重量％的水，更優(yōu)選地小于0. 10重量％ (由Karl Fischer 分析法所確定)。含水量保持較低，以防止半結(jié)晶聚乳酸材料的水解，并使擠出的膜具有透 明度。應(yīng)當(dāng)針對(duì)在高溫(例如，大于50°C-6(TC)下干燥的溶劑流鑄膜類似地控制水分含 量。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“防腐劑，，是指抑制致病微生物的生長(zhǎng)和繁殖的物質(zhì)，尤其是可 接觸諸如皮膚、傷口、粘膜組織等哺乳動(dòng)物組織的物質(zhì)。在大多數(shù)情況下，當(dāng)用于控制哺乳 動(dòng)物病原體時(shí)，“防腐劑”是與“抗微生物劑”同義的。本文描述的防腐劑和抗微生物組分可 以單獨(dú)使用、結(jié)合使用、或與其他抗微生物組分一起使用。如美國(guó)專利公布20060051384中 所提及的，用于已經(jīng)描述的那些組分的其他抗微生物組分包括過氧化物、C6-C14烷基羧酸和 烷基酯羧酸、抗微生物天然油脂、聚合雙胍(例如，聚六亞甲基雙胍)和雙聯(lián)胍(例如，氯己 定及其包括洗必太葡糖酸酯在內(nèi)的鹽)及其相容性的組合。可以與表面上的初始組合物聯(lián)
17合使用的其他相容性的防腐劑是碘、碘附、抗微生物金屬及金屬鹽(例如，銀鹽及氧化銀、 銅鹽和鋅鹽)。此外，某些抗生素可以混入初始組合物中，或涂覆在包括初始組合物的制品 表面上，并且這些殺菌劑包括新斯波靈軟膏、多粘菌素、桿菌肽、莫匹羅星、利福平、二甲胺 四環(huán)素、四環(huán)素、內(nèi)酰胺類抗生素(例如，青霉素、甲氧西林和阿莫西林)、氟喹諾酮類、 氯林肯霉素、先鋒霉素、大環(huán)內(nèi)酯及氨基糖甙類。本文描述的初始組合物還可包括增強(qiáng)劑(優(yōu)選地，增效劑)來(lái)增強(qiáng)抗微生物活性， 特別適于增強(qiáng)對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌(如，E.coli和Psuedomonas sp.)的抗微生物活性。所 選擇的增強(qiáng)劑優(yōu)選地影響細(xì)菌的細(xì)胞外被膜。盡管未受理論束縛，但是目前據(jù)信，增強(qiáng)劑通 過允許抗微生物組分更容易地進(jìn)入細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和/或通過促進(jìn)細(xì)胞外被膜分裂而起作 用。增強(qiáng)劑組分可以包含a-羥基酸、羥基酸、其他羧酸、(C2-C6)飽和或不飽和烷基羧 酸、(C6-C16)芳基羧酸、(C6-C16)芳烷基羧酸、(C6-C12)烷芳基羧酸、酚類化合物(例如，某些 抗氧化劑和對(duì)羥基苯甲酸酯)、(c5-c1(l) —羥基醇、螯合劑、乙二醇醚(如，醚二醇)、或在降 解時(shí)釋放上述增強(qiáng)劑中的一者的低聚物。這類低聚物的實(shí)例是具有至少6個(gè)重復(fù)單元的乙 醇酸、乳酸或這兩者的低聚物。如果需要，可以使用增強(qiáng)劑的各種組合。a _羥基酸、0 -羥基酸及其他羧酸增強(qiáng)劑優(yōu)選地以質(zhì)子化游離酸的形式存在。不 一定所有酸性增強(qiáng)劑都以游離酸形式存在；但是，下面列出的優(yōu)選濃度是指以游離酸形式 存在的量。另外，可以添加非a羥基酸、羥基酸及其他羧酸增強(qiáng)劑，以便將配方酸化或 在一定PH下將其緩沖，以保持抗微生物活性。優(yōu)選地，使用pKa大于約2. 5、優(yōu)選地大于約 3以及更優(yōu)選地大于約3. 5的酸，以避免脂族聚酯組分發(fā)生水解。另外，包括羧酸基的螯合 劑增強(qiáng)劑優(yōu)選地具有至少一個(gè)、更優(yōu)選地至少兩個(gè)處于其游離酸形式的羧酸基團(tuán)。下面給 出的濃度即假定如此。當(dāng)合并入脂族聚酯組分時(shí)，質(zhì)子化酸形式的增強(qiáng)劑被認(rèn)為不僅能增 加抗微生物功效，而且還能提高相容性。可在本發(fā)明的組合物中以適宜的量使用一種或多種螯合劑，以產(chǎn)生期望的結(jié)果。 基于初始組合物的總重量，增強(qiáng)劑一般以總量等于或小于5重量％存在。在一些初始組合 物中，增強(qiáng)劑的總量小于初始組合物的4. 5重量％、4. 0重量％、3. 0重量％或2. 0重量％。這類濃度通常應(yīng)用于a-羥基酸、羥基酸、其他羧酸、螯合劑、酚醛樹脂、醚二 醇及(c5-c1Q) —羥基醇。按重量計(jì)，增強(qiáng)劑組分與抗微生物組分總濃度的比例優(yōu)選地在10 1至1 300 的范圍內(nèi)并且更優(yōu)選在5 1和1 10的范圍內(nèi)。a _羥基酸通常為由下列化學(xué)式表示的化合物R16(CR170H)n2C00H其中R16禾PR17各自獨(dú)立地為H或C「C8)烷基(直鏈的、支鏈的或環(huán)狀的)、C6_C12 芳基或C6-C12芳烷基或烷芳基(其中所述烷基為直鏈的、支鏈的或環(huán)狀的)，R16和R17可可 選地被一種或多種羧酸基團(tuán)取代；以及n2 = 1-3，優(yōu)選地，n2 = 1_2。示例性的a-羥基酸包括(但不限于)乳酸、蘋果酸、檸檬酸、2-羥基丁酸、3-羥 基丁酸、扁桃酸、葡萄糖酸、乙醇酸、酒石酸、a-羥基乙酸、抗壞血酸、a-羥基辛酸和羥基 辛酸、以及它們的衍生物(例如，用羥基、苯基基團(tuán)、羥苯基、烷基、鹵素以及它們的組合取 代的化合物)。優(yōu)選的a-羥基酸可以包括乳酸、蘋果酸和扁桃酸。這些酸可以為D、L或 DL型，并且可能以游離酸、內(nèi)酯或它們的部分鹽類存在。所有這類形式都被術(shù)語(yǔ)“酸”涵蓋。優(yōu)選地，酸以游離酸的形式存在。在某些優(yōu)選的實(shí)施例中，可用于本發(fā)明的初始組合物中的 a-羥基酸選自由下列物質(zhì)組成的組乳酸、扁桃酸、蘋果酸以及它們的混合物。其他適宜 的a -羥基酸在美國(guó)專利No. 5，665，776 (Yu)中有所描述?？梢詫⒁环N或多種a-羥基酸以一定量合并到發(fā)明的組合物中，和/或應(yīng)用到包 含本發(fā)明組合物的制品的表面，以產(chǎn)生所需的產(chǎn)物。基于初始組合物的總重量，一種或多種 a-羥基酸一般以等于或小于5重量％的總量存在。在一些初始組合物中，a-羥基酸以小 于初始組合物總量的4. 5重量％、4. 0重量％、3. 0重量％或2. 0重量％的總量存在。a-羥基酸增強(qiáng)劑與總抗微生物組分的重量比為至多50 1、至多30 1、至多 20 1、至多10 1、至多5 1或至多1 1。a-羥基酸增強(qiáng)劑與總抗微生物組分的重 量比可以是至少1 120、至少1 80或至少1 60。優(yōu)選地，a-羥基酸增強(qiáng)劑與總抗 微生物組分的重量比是在1 60至2 1的范圍內(nèi)。 羥基酸增強(qiáng)劑為通常由下列化學(xué)式表示的化合物其中R18、R19和R2°各自獨(dú)立地為H或(Q-Q)烷基(飽和的直鏈的、支鏈的或環(huán)狀 的基團(tuán))、(c6-c12)芳基或(c6-c6)芳烷基或烷芳基(其中所述烷基為直鏈的、支鏈的或環(huán)狀 的)，R18和R19可可選地被一種或多種羧酸基團(tuán)取代；m = 0或1 ;n3 = 1-3 (優(yōu)選地，n3 = 1-2)；以及R21是H、(C「C4)烷基或鹵素。示例性的羥基酸包含但不限于水楊酸、羥基丁酸、托品酸和曲索卡酸。在 某些優(yōu)選的實(shí)施例中，可用于本發(fā)明的組合物中的羥基酸選自由下列物質(zhì)組成的組 水楊酸、0 _羥基丁酸以及它們的混合物。其他適宜的0 -羥基酸在美國(guó)專利No. 5，665，776 中有所描述。可在本發(fā)明的組合物中以適宜的量使用一種或多種羥基酸以產(chǎn)生期望的結(jié) 果?；诔跏冀M合物的總重量，羥基酸通常以等于或小于5重量％的總量存在。羥 基酸也可以以小于初始組合物的4. 5重量％、4. 0重量％、3. 0重量％或2. 0重量％的總量 存在。較高的濃度可能變得對(duì)組織有刺激。或者，羥基酸可以應(yīng)用到包括本發(fā)明的組 合物的制品的表面。當(dāng)存在于表面上時(shí)，其用量可以是制品的0.05重量％、優(yōu)選地0. 1重 量％、更優(yōu)選地0. 25重量％及最優(yōu)選地0. 5重量％。羥基酸增強(qiáng)劑與總抗微生物組分的重量比優(yōu)選為至多50 1、至多30 1、至 多20 1、至多10 1、至多5 1或至多1 1。羥基酸增強(qiáng)劑與總抗微生物組分的 重量比優(yōu)選地是至少1 120、至少1 80、或至少1 60。優(yōu)選地，羥基酸增強(qiáng)劑與 總抗微生物組分的重量比是在1 60至2 1的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地1 15至1 1的范 圍內(nèi)。在水濃度較低的體系中，或者在基本不含水的體系中，酯交換反應(yīng)可能是造成這 些活性成分的脂肪酸單酯和烷氧基化衍生物損失的主要途徑，而包含增強(qiáng)劑的羧酸損失可 能是由于酯化作用而發(fā)生的。因此，由于據(jù)信不太可能通過AHA或BHA的羥基反應(yīng)而使抗 微生物酯類或其他酯發(fā)生酯交換反應(yīng)，所以特別優(yōu)選某些a-羥基酸(AHA)和羥基酸 (BHA)。例如，由于酚羥基是更為酸性的醇，并因此更不可能發(fā)生反應(yīng)，所以在某些配方中可以特別優(yōu)選水楊酸。在無(wú)水或低水含量的配方中，其他特別優(yōu)選的化合物包括乳酸、扁桃 酸、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸和乙醇酸。不包括羥基的苯甲酸和取代的苯甲酸，雖然不是羥基 酸，但由于減少了形成酯基的趨向，所以也是優(yōu)選的。這可以應(yīng)用于熔融和溶劑澆鑄可加工 體系或組合物。除α -和β _羥酸以外的羧酸是適合的增強(qiáng)劑。羧酸包括通常具有等于或小于12 個(gè)碳原子的烷基、芳基、芳烷基或烷芳基羧酸。其優(yōu)選的類別可以由下面的化學(xué)式來(lái)表示R22 (CR232)n4COOH其中R22和R23均獨(dú)立地為H或(C1-C4)烷基(其可以是直鏈、支鏈、或環(huán)狀基)、 (C6-C12)芳基、同時(shí)包含芳基和烷基(其可以是直鏈、支鏈、或環(huán)狀基)的(C6-C12)基，R22和 R23可以可任選地地由一種或多種羧酸基取代；并且n4 = 0-3，優(yōu)選地，η4 = 0_2。羧酸可 以是(C2-C6)烷基羧酸、(C6-C16)芳烷基羧酸或(C6-C16)烷芳基羧酸。示例性的酸包括(但 不限于)乙酸、丙酸、山梨酸、苯甲酸、芐基酸和壬基苯甲酸。一種或多種此類羥基酸可以以足夠的量用在本發(fā)明的初始組合物中，以產(chǎn)生所需 的產(chǎn)物。在某些實(shí)施例中，基于初始組合物的總重量，其以不超過5重量％并優(yōu)選不超過3
重量％的總量存在?；蛘撸人嵩鰪?qiáng)劑可以存在于由該初始組合物制成的微孔制品(例如，抗微生物 制品)的表面上。當(dāng)存在于表面時(shí)，其用量可以是制品的0.05重量％、優(yōu)選地0. 1重量％、 更優(yōu)選地0. 25重量％并且最優(yōu)選地0. 5重量％。羧酸(除α _或β _羥基酸以外)的總濃度與抗微生物組分的總濃度的重量比優(yōu) 選是在10 1至1 100的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在2 1至1 10的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，螯合試劑(即，螯合劑)可以作為增強(qiáng)劑添加到初始組合物。螯 合試劑通常是在溶液中能夠有金屬離子多重配位位點(diǎn)的有機(jī)化合物。通常這些螯合劑為多 陰離子化合物，并且與多價(jià)金屬離子最好地配位。示例性的螯合劑包括(但不限于)乙二 胺四乙酸(EDTA)及其鹽類(如，EDTA (Na) 2、EDTA (Na)4、EDTA (Ca)、EDTA (K)2)、焦磷酸鈉、酸 性六偏磷酸鈉、己二酸、琥珀酸、多磷酸、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、酸化的六偏磷酸鈉、次氮基 三(亞甲基膦酸)、二亞乙基三胺五醋酸、1-羥基乙烯、1，1-二膦酸和二亞乙基三胺五(亞 甲基膦酸)。某些羧酸，尤其是α-羥基酸和β-羥基酸也可起螯合劑的作用，如，蘋果酸和 酒石酸。同樣，所包括的螯合劑是對(duì)結(jié)合亞鐵和/或三價(jià)鐵離子(例如，鐵載體和鐵結(jié)合蛋 白)高度特異的化合物。鐵結(jié)合蛋白包括(例如)乳鐵傳遞蛋白和鐵傳遞蛋白。鐵載體包 括(例如)腸螯素、腸菌素、弧菌素、兒茶酚類鐵載體、綠膿桿菌螯鐵蛋白、膿菌素和氣菌素。在某些實(shí)施例中，可用在本發(fā)明的初始組合物中的螯合劑包括選自由乙二胺四乙 酸及其鹽、琥珀酸以及它們的混合物所組成的組的那些。優(yōu)選地，使用游離酸或單_或二鹽 形式的EDTA?？稍诒景l(fā)明的初始組合物中以適宜的量使用一種或多種螯合劑，以產(chǎn)生所需的結(jié) 果。其可以按與上述羧酸相似的量使用。按重量計(jì)，螯合劑(除α _或β _羥酸以外)的總濃度與抗微生物組分的總濃度 的比例優(yōu)選地在10 1至1 100的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在1 1至1 10的范圍內(nèi)。酚類化合物增強(qiáng)劑通常是具有以下通式結(jié)構(gòu)的化合物
其中m2是0至3 (特別是1至3)，n5是1至3 (特別是1至2)，各R24獨(dú)立地為 由鏈(例如，羰基)內(nèi)或鏈上的0或由鏈上的0H可任選地取代、多達(dá)12個(gè)碳原子(特別是 多達(dá)8個(gè)碳原子)的烷基或鏈烯基，并且各R25獨(dú)立地為H，或者由鏈(例如，羰基)內(nèi)或鏈 上的0或由鏈上的0H可任選地取代、多達(dá)8個(gè)碳原子(特別是多達(dá)6各碳原子)的烷基或 鏈烯基，但如果R25是H，則n5優(yōu)選是1或2。酚類增強(qiáng)劑的實(shí)例包括(但不限于)丁化羥基茴香醚，例如，3 (2)-叔丁基-4-甲 氧基苯酚(BHA)、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、3，5-二叔丁基-4-羥基芐基苯酚、2， 6_ 二叔丁基-4-六苯酚、2，6- 二叔丁基-4-辛基苯酚、2，6- 二叔丁基-4-癸基苯酚、2，6- 二 叔丁基-4-乙基苯酚、2，6- 二叔丁基-4- 丁基苯酚、2，5- 二叔丁基-丁基苯酚、3，5- 二叔丁 基-丁基苯酚、4，6- 二叔丁基-間苯二酚、對(duì)羥苯甲酸甲酯(4-羥基苯甲酸甲酯)、對(duì)羥基 苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯、2-苯氧基乙醇及它們的組合。一組酚 類化合物是具有上面所示的通式結(jié)構(gòu)的苯酚系，其中，R25是H并且其中R24是多達(dá)8個(gè)碳原 子的烷基或鏈烯基，n4是0、1、2、或3，特別地，至少一個(gè)R24是丁基，尤其是叔丁基，特別優(yōu) 選的是其無(wú)毒成員。一些酚類增強(qiáng)劑是增效劑，例如，BHA、BHT、對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基 苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯和對(duì)羥基苯甲酸丁酯及它們的組合。一種或多種酚類化合物可以以適合的水平用在本發(fā)明的初始組合物中，以生產(chǎn) 所需的制品。基于組合物的總重量，酚類化合物的濃度可以差別很大，但通常大于0. 5重 量％，并且在上述的酯類存在于上述范圍內(nèi)時(shí)會(huì)是有效的。在某些實(shí)施例中，基于初始組合 物的總重量，其以至少0. 75重量％、或至少1.0重量％的總量存在。在其它實(shí)施例中，基于 初始組合物，其以等于或不超過5重量％、不超過4重量％、或不超過2重量％的總量存在。在市售的PLA(聚乳酸)中，可能存在抗氧化劑，例如，抗氧化劑的含量大約為 0. 25-0. 50重量％。當(dāng)將抗氧化劑添加到脂族聚酯時(shí)，抗氧化劑被認(rèn)為均勻混合(或有可能 溶解)在材料中，以最小量存在于表面上，以增強(qiáng)抗微生物活性。當(dāng)被用作抗氧化劑時(shí)，酚 醛樹脂的濃度(如，不超過0. 1% )顯著低于被用作初始組合物的增強(qiáng)劑時(shí)的濃度(如，大 于1%)。酚類化合物可以存在于組合物的表面上。當(dāng)存在于表面上時(shí)，其用量可以是其所 應(yīng)用到的制品的至少0. 05重量％、優(yōu)選至少0. 1重量％、更優(yōu)選至少0. 25重量％并且最優(yōu) 選地至少0.5重量％。按重量計(jì)，酚類的總濃度與抗微生物組分的總濃度的重量比可以在1 1至 1 100的范圍內(nèi)，或優(yōu)選地在1 1至1 10的范圍內(nèi)。除非濃縮后的配方意在用于后續(xù)的稀釋，否則通常觀測(cè)到上述酚類的濃度。用來(lái) 提供抗微生物效果的酚類和抗微生物組分的最小濃度會(huì)隨著特定應(yīng)用而改變。另外的增強(qiáng)劑是具有5-10個(gè)碳原子的一羥基醇，包括C5-C1(l —羥基醇類(如，辛醇 和癸醇)。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的組合物中可用的醇類選自由正戊醇、仲戊醇、正己醇、 2-甲基戊醇、正辛醇、2-乙基己醇、癸醇以及它們的混合物所組成的組?；诔跏冀M合物的總重量，C5-C10醇類一般以等于或不大于5重量％的總量存在。 c5-c10醇類可以應(yīng)用到包含聚合物和抗微生物組分的組合物的制品的表面。當(dāng)存在于表面上時(shí)，其用量可以是其所應(yīng)用到的制品的至少0. 05重量％、優(yōu)選地至少0. 1重量％、更優(yōu)選 地至少0. 25重量％并且最優(yōu)選地至少0. 5重量％。另一種增強(qiáng)劑是醚二醇。示例性的醚二醇包括由以下化學(xué)式表示的醚二醇R" ‘ -0- (CH2CHR" “ 0) n6 (CH2CHR “ “ 0)H,其中R" ‘ = H、(C1-C8)烷基、或(C6-C12)芳烷基或烷芳基；并且各R"“獨(dú)立地為 H、甲基或乙基；并且n6 = 0-5，優(yōu)選地為1-3。實(shí)例包括2-苯氧基乙醇、雙丙甘醇、三甘醇、 商品名為D0WAN0L DB (二乙二醇單丁基醚)和商品名為D0WAN0L DPM(二(丙二醇單甲醚醋 酸酯))、D0WAN0L TPnB (H (丙二醇單甲醚醋酸酯))的系列產(chǎn)品、以及Midland Michigan 的Dow化學(xué)公司市售的許多其它產(chǎn)品?；诳偲鹗冀M合物，一種或多種醇二醚可以以等于或不超過5重量％的總量存 在。醚二醇可以存在于包括本發(fā)明組合物的制品的表面上。當(dāng)存在于表面上時(shí)，其用量可 以是二醇應(yīng)用作為本發(fā)明組合物的一部分的制品的至少0. 05重量％、優(yōu)選地至少0. 1重 量％、更優(yōu)選地至少0. 25重量％并且最優(yōu)選地至少0. 5重量％。釋放增強(qiáng)劑的低聚物可以通過許多方法制備。例如，低聚物可以通過標(biāo)準(zhǔn)酯化技 術(shù)由α -羥基酸、β _羥基酸或其混合物制備。通常，這些低聚物具有至少兩個(gè)羥基酸單元， 優(yōu)選地至少10個(gè)羥基酸單元，并且最優(yōu)選地至少50個(gè)羥基酸單元。例如，乳酸和乙醇酸的 共聚物可以如實(shí)例部分所示那樣地制備?；蛘撸?C2-C6) 二羧酸和二醇的低聚物可以通過標(biāo)準(zhǔn)酯化技術(shù)而制備。這些低聚物 優(yōu)選地具有至少2個(gè)二羧酸單元，優(yōu)選地至少10個(gè)二羧酸單元，并且最優(yōu)選地至少50個(gè)二
羧酸單元。通常使用的釋放低聚聚酯的增強(qiáng)劑具有小于10，000道爾頓的重均分子量，并優(yōu) 選地具有小于8，000道爾頓的重均分子量。這些低聚聚酯可以發(fā)生水解。水解可以通過酸性或堿性環(huán)境(例如ρΗ小于5或 大于8)而加速。低聚物可以被存在于組合物或其使用的環(huán)境中(例如來(lái)自哺乳動(dòng)物組織， 或來(lái)自環(huán)境中的微生物)的酶而酶促降解。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的初始組合物可以進(jìn)一步包括一種或多種表面活性劑， 以提高初始組合物的相容性，并幫助潤(rùn)濕表面和/或協(xié)助接觸并殺滅微生物。如本文所 用，術(shù)語(yǔ)“表面活性劑”表示兩親物(同時(shí)具有以共價(jià)鍵結(jié)合的極性區(qū)域和非極性區(qū)域的分 子)，其能夠降低水的表面張力和/或水與不能混合的液體之間的界面張力。該術(shù)語(yǔ)意在包 括肥皂、洗滌劑、乳化劑、表面活性劑等等。表面活性劑可以是陽(yáng)離子的、陰離子的、非離子 的或兩性的。在其中生物可降解性很重要的應(yīng)用中，可能期望引入可生物降解的表面活性 劑，其通常包括可以水解或酶促分裂的酯和/或酰胺基?？梢允褂酶鞣N傳統(tǒng)的表面活性劑； 然而，某些乙氧基化表面活性劑可以降低或消除一些抗微生物脂質(zhì)組分的抗微生物功效。這種效應(yīng)的原因并不清楚，并且并非所有的乙氧基化表面活性劑都顯示出這種負(fù) 面效應(yīng)。例如，泊洛沙姆(聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷)表面活性劑已顯示與抗微生物脂質(zhì)組 分相容，但是乙氧基化山梨糖醇脂肪酸酯(例如，ICI Americas有限公司的商品名為TWEEN 的產(chǎn)品)并不相容。應(yīng)當(dāng)理解，這些只是廣泛的概括，活性可以視配方而定。如本文“實(shí)例” 部分所述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過制作該配方并測(cè)試抗微生物活性來(lái)確定表面活性劑 的相容性?？梢允褂酶鞣N表面活性劑的組合。
某些抗微生物組分是兩親物并可以是表面活性的。例如，本文所述的某些抗微生 物烷基單酸甘油酯是表面活性的。對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施例，抗微生物脂質(zhì)組分被視為與 表面活性劑組分截然不同。優(yōu)選的是HLB (即，親水親油平衡值)至少為4或至少為8的表面活性劑。更優(yōu)選 的表面活性劑的HLB為至少12。最優(yōu)選的表面活性劑的HLB為至少15。下面描述了各種類別表面活性劑的實(shí)例。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，在本發(fā)明的初始 組合物中可用的表面活性劑選自由磺酸鹽、硫酸鹽、膦酸鹽、磷酸鹽、泊洛沙姆(聚環(huán)氧乙 烷/聚環(huán)氧丙烷嵌段共聚物)、烷基乳酸鹽、烷基羧酸鹽、芳烷基羧酸鹽、烷基乙氧基羧酸鹽 (alkylethoxylated carboxylates)、胃;(aralkylethoxyIatedcarboxyl ates)、陽(yáng)離子表面活性劑及它們的混合物所組成的組。在某些更優(yōu)選的實(shí)施例中，在本發(fā) 明的初始組合物中可用的表面活性劑選自由磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及它們的混合物所組 成的組。在一個(gè)方面，表面活性劑選自于(C8-C22)烷基硫酸鹽(如，鈉鹽)、二(C8-C13烷基) 磺基琥珀酸鹽、C8-C22烷基肌氨酸鹽及它們的組合。一種或多種表面活性劑可以以適合的水平用在本發(fā)明的初始組合物之中和/或 之上，以生產(chǎn)所需的結(jié)果。在某些實(shí)施例中，當(dāng)用在初始組合物中時(shí)，基于初始組合物的總 重量，表面活性劑以至少0. 1重量％、至少0.5重量％或至少1.0重量％的總量存在。在 其它實(shí)施例中，當(dāng)用在初始組合物中時(shí)，基于初始組合物的總重量，表面活性劑以不超過10 重量％、不超過7. 5重量％、不超過6重量％、或不超過4重量％的總量存在?；谥亓炕?礎(chǔ)，表面活性劑的總濃度與抗微生物組分的總濃度的比例可以在5 1至1 100、從3 1 至1 10、或從2 1至1 3的范圍內(nèi)。表面活性劑可以存在于包括本初始組合物的制品 的表面上。當(dāng)存在于表面上時(shí)，其用量可以是表面活性劑所應(yīng)用到的制品的0.05重量％、 優(yōu)選地0. 1重量％、更優(yōu)選地0. 25重量％并且最優(yōu)選地0. 5重量％。示例性的陽(yáng)離子表面活性劑包括(但不限于)可任選的聚烷氧基化脂肪族伯胺、 仲胺、或叔胺的鹽；季銨鹽，例如四烷基銨、脂肪胺基烷基三烷基季胺、三烷基芐基銨、三烷 基羥烷胺、或鹵化烷基吡啶(氯化物或溴化物)，以及其它陰離子抗衡離子，例如(但不限 于)烷基硫酸鹽(例如(但不限于)甲基硫酸鹽和乙基硫酸鹽)；咪唑啉衍生物；陽(yáng)離子類 型(如，酸性PH)的氧化胺。陽(yáng)離子表面活性劑可以選自由四乙基胺；三烷基芐基銨和鹵化烷基吡啶以及其它 陰離子抗衡離子，例如(但不限于)C1-C4烷基硫酸鹽(例如(但不限于)甲基硫酸鹽和乙 基硫酸鹽)及它們的混合物所組成的組?？梢允褂醚趸繁砻婊钚詣?，其包括由下面的化學(xué)式表示的烷基酰胺烷基二烷氨 基(R26)3-NO,其中R26是(C1-C3tl)烷基(優(yōu)選地，(C1-C14)烷基)或(C6-C18)芳烷基或烷芳基，其 中任何這些基團(tuán)可以可任選地由含N-、0-、或S-的基團(tuán)(例如酰胺、酯、羥基等)在鏈內(nèi)或 鏈上取代。假如至少一個(gè)R26包括至少8個(gè)碳，則各R26可以相同或不同?？扇芜x地，R26基 可以連接形成帶有氮的雜環(huán)以形成表面活性劑(例如烷基嗎啉、烷基哌嗪等的氧化胺物)。 在一個(gè)此類表面活性劑中，兩個(gè)R26基是甲基，一個(gè)R26基是(C12-C16)烷基或烷基酰胺丙基。 氧化胺表面活性劑的實(shí)例包括St印an公司(Northfield，IIllinois)的商品名為ΑΜΜ0ΝΥΧL0、LMD0和CO的市售產(chǎn)品，其分別是十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基酰胺丙基二甲基氧 化胺及十六烷基氧化胺。示例性的陰離子表面活性劑包括(但不限于)肌氨酸鹽、谷氨酸鹽、烷基硫酸鹽、 烷基乙烯醚硫酸鈉或鉀、烷基烯醚硫酸銨、正十二烷基醚硫酸銨、正十二烷基醚硫酸鹽、羥 乙基磺酸鹽、甘油醚磺酸鹽、琥珀酸酯磺酸鹽、烯烴基甘油醚磺酸鹽、烷基磷酸鹽、芳烷基磷 酸鹽、烷基膦酸鹽、及芳烷基膦酸鹽。這些陰離子表面活性劑可以具有金屬或有機(jī)銨抗衡離 子。某些可用的陰離子表面活性劑選自由磺酸鹽和硫酸鹽(例如，烷基硫酸鹽、烷基醚硫酸 鹽、烷基磺酸鹽、烷基醚磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基苯醚硫酸鹽、烷基硫代乙酸鹽、仲烷基 磺酸鹽、仲烷基硫酸等)所組成的組。其中的許多可以由下面的化學(xué)式來(lái)表示R26- (0CH2CH2) n7 (OCH (CH3) CH2) p2_ (Ph) a_ (0CH2CH2) m3_ (0) b_S03lf以及R26-CH[S03-M+] -R27其中其中a和b = 0或1 ;n7、p2和m3 = 0_100(優(yōu)選地，0-20) ；R26的定義如上 所述，前提條件是至少一個(gè)R26或R27是至少C8 ；R27是(Q-CJ烷基(飽和直鏈、支鏈或環(huán) 狀基)，其可以可任選地由N，0，或S原子或羥基、羧基、酰胺或胺基取代；Ph =苯基；以及M 是陽(yáng)離子抗衡離子(例如札妝、1(、1^、銨)、或質(zhì)子化叔胺(例如，三乙醇胺)或季銨基。在上述化學(xué)式中，環(huán)氧乙烷基(即，“ri6”和“m3”基)和環(huán)氧丙烷基(即，“p2”基) 可以按顛倒順序以及隨機(jī)、連續(xù)或嵌段布置出現(xiàn)。R26可以是烷基酰胺基(例如，R28-C(0) N(CH3)CH2CH2-以及酯基(例如，-0C(0)-CH2，其中R28是(c8-c22)烷基(支鏈、直鏈或環(huán)狀 基)。實(shí)例包括(但不限于)烷基醚磺酸鹽，例如月桂基醚磺酸鹽(例如，Northfield，IL 的St印an公司市售的POLYSTEP B12(n = 3-4, M =鈉)和B22 (n = 12，M =銨))和甲基 ?；撬徕c(Tokyo，Japan的NikkoChemicals公司市售的商品名為NIKK0L CMT30的產(chǎn)品)； 仲烷烴磺酸鹽，例如Charlotte，NC的Clariant公司市售的Hostapur SAS，其為(C14-C17) 仲烷烴磺酸鈉(a-烯基磺酸鈉)；甲基-2-磺基烷基酯，例如Stepan公司市售的商品名為 ALPHASTEP PC-48的鈉代甲基-2-磺基(C12_16)酯和二鈉代2-磺基；(C12_C16脂肪酸)；烷 基硫代乙酸鹽和烷基硫代琥珀酸鹽，可得自Stepan公司的十二烷基硫代乙酸鈉(商品名為 LANTHAN0L LAL)和十二烷基硫代琥珀酸二鈉鹽(STEPANMILDSL3)；烷基硫酸鹽，例如十二 烷基硫酸銨(Stepan公司市售的商品名為STEPAN0L AM的產(chǎn)品)；二烷基硫代琥珀酸鹽，例 如二辛基硫化琥珀酸鈉(得自Cytec Industries的Aerosol 0T)。適合的陰離子表面活性劑還包括磷酸鹽，例如烷基磷酸鹽、烷基醚磷酸鹽、芳烷基 磷酸鹽和芳烷基醚磷酸鹽。許多可以由下面的化學(xué)式來(lái)表示[R26- (Ph) a-0 (CH2CH20) n6 (CH2CH (CH3) 0) p2] q2_P (0) [OlT] r，其中屮11、1 26、￡1、116、口2和11如上文所定義；r是0-2 ；以及q2 = 1-3 ；前提條件是 當(dāng)q2 = 1時(shí)，r = 2，以及當(dāng)q2 = 2時(shí)，r = 1，以及當(dāng)q2 = 3時(shí)，r = 0。如上所述，環(huán)氧 乙烷基(即，、6”基)和環(huán)氧丙烷基(即，“p2”基)可以按顛倒順序以及隨機(jī)、連續(xù)或嵌段 布置出現(xiàn)。實(shí)例包括一 _、二-和三_(烷基四乙二醇醚)-0_磷酸酯的混合物，其通常被稱 為三月桂醇聚醚_4磷酸酯(商購(gòu)自Clariant公司的商品名為H0STAPHAT 340KL的產(chǎn)品) 以及PPG-5-十六烷基聚氧乙烯醚-10磷酸酯(商購(gòu)Parsiparmy，NJ的Croda公司的商品 名為CR0DAPH0S SG的產(chǎn)品)及它們的混合物。
兩性類表面活性劑包括可被質(zhì)子化的具有叔胺基的表面活性劑，以及包含兩性離 子表面活性劑的季胺。其實(shí)例包括羧酸銨兩性表面活性劑。此類表面活性劑可以由下面的化學(xué)式來(lái)表示R29- (C (0) -NH) ,-R30-N+ (R31) 2-R32_C0(T，其中a = 0或1;R29是(C1-C21)烷基(飽和或不飽和直鏈、支鏈或環(huán)狀基)、 (C6-C22)芳基、或(C6-C22)芳烷或烷芳基(飽和直鏈、支鏈、或環(huán)狀烷基)，其中，R29可以可 任選地由一個(gè)或多個(gè)N、0或S原子或一個(gè)或多個(gè)羥基、羧基、酰胺或胺基取代；R31是H或 (C1-C8)烷基(飽和或不飽和直鏈、支鏈或環(huán)狀基)，其中，R31可以可任選地由一個(gè)或多個(gè)N、 0或S原子或一個(gè)或多個(gè)羥基、羧基、胺基、(C6-C9)芳基或(C6-C9)芳烷基或烷芳基取代；以 及R3°和R32獨(dú)立地各自為相同或不同的(C1-Cltl亞烷基，并可以可任選地由N、0或S原子， 或一個(gè)或多個(gè)羥基或胺基取代。在上述化學(xué)式中，R29可以是(C1-C18)烷基，R31可以是(C1-C2)烷基，其可能由甲芐 基或甲基取代。當(dāng)R31是H時(shí)，在較高pH值下，表面活性劑可以作為帶有陽(yáng)離子抗衡離子 (例如Na、K、L)的叔胺或或季胺基存在。此類兩性表面活性劑的實(shí)例包括(但不限于)某些甜菜堿，例如椰油基甜菜堿和 椰油酰氨基丙基甜菜堿(商購(gòu)自University Park, IL的McIntyre集團(tuán)有限公司的商品名 為MACKAM CB-35和MACKAML的產(chǎn)品)；一醋酸鹽，例如N-月桂酰胺基乙基-N-羥乙基乙酸 鈉；雙醋酸鹽，例如N-月桂酰胺基乙基-N-羥乙基乙酸二鈉；氨基-和烷基氨基-丙酸鹽， 例如月桂氨基丙酸(分別商購(gòu)自McIntyre集團(tuán)有限公司的商品名為MACKAM 1L,MACKAM 2L 和MACKAM 151L的產(chǎn)品)?；撬徜@兩性表面活性劑。此類兩性表面活性劑被稱為“磺基甜菜堿(sultaines)，， 或“磺基甜菜堿(sultaines)”并可以由下面的化學(xué)式來(lái)表示 R29- (C (0) -NH) ,-R30-N+ (R31) 2-R32-S03",其中R29-R32和a是如上文所定義。實(shí)例包括椰油酰胺丙基羥磺酸甜菜堿 (cocamidopropylhydroxysultaine)(商購(gòu)自 McIntyre 集團(tuán)有限公司的商品名為 MACKAM 50-SB的產(chǎn)品)。由于磺酸基將在低得多的pH值下保持離子化，所剩余磺基兩性表面活性 劑會(huì)優(yōu)于羧化物兩性表面活性劑。N-酰胺羧酸鹽表面活性劑可以由下面的化學(xué)式來(lái)表示R33-C (0) -NR34CH2-COOM,其中=R33是(C7-C21)烷基(飽和或不飽和直鏈、支鏈或環(huán)狀基)、(C6-C22)基、或 (C6-C22)芳烷基或烷芳基(飽和直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基)，其中R33可以可任選地由一個(gè)或多 個(gè)N、0或S原子、或一個(gè)或多個(gè)羥基、羧基、酰胺、胺基取代；R34是H或(C1-C3)烷基(飽和 直鏈或支鏈基)。M是如上文所定義。實(shí)例包括月桂酰肌氨酸、肉豆蔻酰肌氨酸、油烯基肌 氨酸、月桂酰甘氨酸、N-甲基-N-(l-氧代十二烷基)-甘氨酸等。N-?；“彼狨タ傻米?Edison,New Jersey的Croda公司。由于在堿性pH下特別容易降解，所以此類表面活性劑 尤其適合生物可降解應(yīng)用。非離子表面活性劑包括(但不限于)烷基葡糖苷、烷基聚葡糖苷、多羥基脂肪酸酰 胺、蔗糖酯、脂肪酸和多元醇的酯、脂肪酸烷基醇酰胺、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化脂族酸、 乙氧基化脂肪醇(如，辛基苯氧基聚乙氧基乙醇(可購(gòu)自St. Louis，MO的Sigma化學(xué)公司，
25商品名為TRITON X-100)和壬基苯氧基聚氧乙烯氧基乙醇(可購(gòu)自St. Louis,MO的Sigma 化學(xué)公司，商品名為NONIDET P-40))、乙氧基化和/或丙氧基化脂族醇(Wilmington，DE的 ICI的BRIJ)、乙氧基化甘油三酯、乙氧基化/丙氧基化嵌段共聚物(例如，BASF公司的商品 名為PLUR0NIC和TETR0NIC的表面活性劑)、乙氧基化環(huán)醚加合物、乙氧基化酰胺和咪唑啉 加合物、乙氧基化酰胺加合物、乙氧基化硫醇加合物、乙氧基化烷基酚冷凝液、乙氧基化氮 基疏水物、乙氧基化聚環(huán)氧丙烷醚、聚合硅有機(jī)樹脂、氟化表面活性劑(St. Paul,Minnesota 的3M公司的商品名為FLU0RAD-FS 300的表面活性劑；及Wilmington，Delaware的Dupont de Nemours公司的Z0NYL)以及可聚合(反應(yīng)型)表面活性劑(如，商品名為MAZON的SAM 211 (烷撐聚烷氧基硫酸鹽)表面活性劑)。在本發(fā)明的組合物中可用的表面活性劑選自于 由泊洛沙姆(例如，BASF公司的PLUR(MIC)、山梨糖醇酐脂肪酸酯及其混合物。此外，初始組合物還可以包括有機(jī)和無(wú)機(jī)填料。對(duì)于可植入應(yīng)用而言，可生物降 解、可吸收或生物可溶蝕的無(wú)機(jī)填料尤其有吸引力。這些材料可以幫助控制聚合物組合物 的降解速率。例如，許多鈣鹽和磷酸鹽可以是適合的。示例性的生物相容性可吸收填料包 括碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、磷酸鈣鈉、磷酸鈣鉀、磷酸四鈣、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣、磷 酸鈣磷灰石、磷酸八鈣、磷酸二鈣、碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、二水硫酸鈣、半水硫酸鈣、氟 化鈣、檸檬酸鈣、氧化鎂及氫氧化鎂。尤其適合的填料是磷酸三鈣(羥基磷灰石)。初始組合物被混合并加熱，以形成熔融共混組合物。初始組合物被加熱到至少半 結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度。在一些實(shí)施例中，初始組合物還包括抗微生物組分和增強(qiáng)劑。 根據(jù)所選擇的半結(jié)晶聚乳酸材料，半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度通常在130°C至180°C的 范圍內(nèi)。熔融共混組合物中的成核劑可以溶解或均勻分散在單一液相中?，F(xiàn)有技術(shù)中有多種熔融加工設(shè)備和技術(shù)用于形成熔融共混組合物。半結(jié)晶聚乳 酸材料可以引入進(jìn)漏斗，并供給進(jìn)熔融加工設(shè)備?？梢酝ㄟ^設(shè)備上與半結(jié)晶聚乳酸材料 的位置相同或不同位置處的各種添加機(jī)構(gòu)，將非聚合脂族酯稀釋劑和成核劑添加到熔融 加工設(shè)備。初始組合物的各個(gè)組分(即，半結(jié)晶聚乳酸材料、非聚合脂族酸稀釋劑及成核 劑)可以引入進(jìn)熔融加工設(shè)備，進(jìn)行加熱和混合足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以形成熔融共混組合物。材 料可以被加熱到至少半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度，以形成單一液相。一旦已制備單一 液相，該單一液相就可以被冷卻以形成具有兩種連續(xù)相的組合物。熔融加工設(shè)備的一些 實(shí)例包括(但不限于)擠出機(jī)(單螺桿和雙螺桿)、混合器及Banbury密煉機(jī)。例如，美 國(guó)專禾Ij No. 3，565，985 (Schrenk等人)、美國(guó)專利No. 5，427，842 (Bland等人)、美國(guó)專利 No. 5，589，122 和 No. 5，599，602 (Leonard)以及美國(guó)專利 No. 5，660，922 (Henidge 等人)公 開了此類設(shè)備和技術(shù)。在一些實(shí)施例中，初始組合物的組分還包括抗微生物組分和增強(qiáng)劑，抗微生物組 分和增強(qiáng)劑可以混合并通過擠出機(jī)傳送，以生產(chǎn)具有可測(cè)量的抗微生物活性的聚合物組合 物，優(yōu)選在熔融物中沒有聚合物降解或副反應(yīng)。加工溫度足以混合半結(jié)晶聚乳酸材料和抗 微生物組分，并允許將該組合物以膜的形式擠出。潛在的降解反應(yīng)包括酯交換反應(yīng)、水解反 應(yīng)、斷鏈反應(yīng)和自由基鏈分解反應(yīng)，而加工條件應(yīng)當(dāng)將此類反應(yīng)的程度降到最低。熔融共混組合物在熔融加工設(shè)備中被加熱到至少半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度。 半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度通常在130°C至180°C的范圍內(nèi)。熔融共混組合物的加工 溫度可以是至少130°C、至少150°C或至少160°C。熔融共混組合物的加工溫度可以高達(dá)250°C、高達(dá)240°C或高達(dá)220°C。熔融共混組合物的加工溫度常在130°C至250°C的范圍內(nèi)、 在150°C至240°C的范圍內(nèi)或在170°C至220°C的范圍內(nèi)。熔融共混組合物可以被混合并加 熱，以形成單一液相，以便成核劑分散或溶解在其中。一旦離開熔融加工設(shè)備，熔融共混組合物就可以形成為制品。例如，隨著熔融共混 組合物離開上述熔融加工設(shè)備，可以形成膜。制品還可以是膜、管、細(xì)絲及其它形狀的形式。在冷卻熔融共混組合物期間，隨著單一液相中的熱量去除，聚乳酸材料開始結(jié)晶。 隨著聚乳酸材料結(jié)晶形成半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)，非聚合脂族酯稀釋劑開始與聚乳酸材料 分離。第一相包括半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)，并且第二相包括非聚合脂族酯稀釋劑。熔融共混 組合物可以通過固-液相分離機(jī)制、液-液相分離機(jī)制、或固_液和液-液相分離機(jī)制的結(jié) 合而實(shí)現(xiàn)相分離。隨著聚乳酸材料在冷卻的熔融共混組合物中結(jié)晶，聚乳酸材料的疇形成 在疇之間的連續(xù)區(qū)段內(nèi)。半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)通常被非聚合脂族酯稀釋液至少部分地包 圍或包覆。由于在組合物中從一個(gè)疇到下一個(gè)鄰近聚乳酸材料疇存在連續(xù)的聚乳酸材料， 所以半結(jié)晶聚乳酸疇之間存在接觸的區(qū)域。該組合物可以是固體，并通常是透明的。熔融 共混組合物內(nèi)聚乳酸材料的結(jié)晶溫度通常在30°C至140°C的范圍內(nèi)。成核劑可以在熔融共混組合物的形成期間熔融。在冷卻熔融共混組合物期間，成 核劑在高于聚乳酸材料的結(jié)晶溫度的溫度下可以結(jié)晶。重結(jié)晶的成核劑可以用作聚乳酸材 料結(jié)晶的外來(lái)體。隨著其離開熔融加工設(shè)備，熔融共混組合物開始被冷卻以形成具有兩種連續(xù)相的 組合物。通過將熔融共混組合物澆鑄到冷卻表面(例如，圖案化筒或冷軋輥)可以發(fā)生進(jìn) 一步冷卻。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻可以通過使用圖案鼓輪而發(fā)生。熔融共混組合物的冷卻 溫度可以是至少20°C、至少30°C、至少40°C或至少50°C。澆鑄熔融共混組合物的冷卻溫度 可以高達(dá)120°C、高達(dá)110°C、高達(dá)100°C或高達(dá)95°C。澆鑄熔融共混組合物的冷卻溫度可 以設(shè)定在20°C至120°C、30°C至110°C、40°C至100°C的范圍內(nèi)、或在50°C至95°C的范圍內(nèi)。 隨著開始冷卻熔融共混組合物，在非聚合脂族酯稀釋劑和半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)之間可以 開始相分離。形成了該組合物。聚合物材料(例如，熔融共混組合物中的聚乳酸材料)結(jié)晶的程度是熱力學(xué)和動(dòng) 力學(xué)因素的結(jié)果。聚合物材料結(jié)晶的程度還根據(jù)其聚合結(jié)構(gòu)是否有利于包裝成晶態(tài)以及聚 合物鏈的范德華力的大小而定。結(jié)晶包括自發(fā)地將聚合物鏈組織為有序構(gòu)造的過程。具有 一定的結(jié)構(gòu)規(guī)律性、緊湊性、流線型和一定柔韌度的聚合物鏈有利于包裝。更強(qiáng)的范德華力 是促進(jìn)聚合物鏈有序化和結(jié)晶化背后的驅(qū)動(dòng)力。圖1示出了拉伸前具有實(shí)例5的半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)的微孔制品。在圖1中， 至少一部分非聚合脂族酯稀釋劑已被去除，從而觀察到半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)的疇。所形 成的半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)示出了相鄰疇之間具有最小間隔的半結(jié)晶聚乳酸材料疇?；ミB孔的網(wǎng)絡(luò)可以通過將一部分非聚合脂族酯稀釋液從具有兩種連續(xù)相的組合 物中至少部分去除而形成。在一些實(shí)施例中，可以從組合物中可任選地去除非聚合脂族酯 稀釋劑。去除的步驟可以通過已知技術(shù)(例如，干燥和沖洗)來(lái)完成。通常，在部分去除非 聚合脂族酯稀釋劑后，微孔制品是不透明或半透明的。互連微孔的網(wǎng)絡(luò)還可以通過拉伸組合物而形成，或通過拉伸和將至少一部分非聚 合脂族酯稀釋劑從組合物中至少部分去除的結(jié)合而形成?？扇芜x地，可以從組合物中去除非聚合脂族酯稀釋劑。未通過沖洗去除的非聚合脂族酯稀釋劑保持包覆在或至少部分地包 圍微孔制品的表面。在定向或拉伸組合物后，半結(jié)晶聚乳酸材料疇被拉斷，使在連續(xù)區(qū)段中 的半結(jié)晶聚乳酸材料永久性地變薄，從而形成將半結(jié)晶聚乳酸材料疇互相連接的原纖。在 包覆的半結(jié)晶聚乳酸材料疇之間可以形成微小的空隙，從而產(chǎn)生互連微孔的網(wǎng)絡(luò)，其中微 孔制品通常是不透明或半透明的。互連微孔的網(wǎng)絡(luò)可以通過在至少一個(gè)方向拉伸組合物而形成。在一個(gè)實(shí)施例中， 組合物可以通過在兩個(gè)方向上拉伸而形成。拉伸組合物可以通過用長(zhǎng)度定向器、拉幅機(jī) (即，幅材縱向定向、幅材橫向定向或這兩者)而完成，或者通過其它已知的拉伸方法而完 成。當(dāng)組合物在不止一個(gè)方向上被拉伸時(shí)，各個(gè)方向上的拉伸度可以相同或不同。拉伸組合 物以形成微孔制品的互連微孔的網(wǎng)絡(luò)可以在組合物未拉伸區(qū)域的10%至500%的范圍內(nèi)。圖2示出了拉伸實(shí)例10中形成的組合物后的微孔制品。圖2中的微孔制品包含至 少一部分非聚合脂族酯稀釋劑，并且其被拉伸以示出半結(jié)晶聚乳酸材料疇的存在。半結(jié)晶 聚乳酸材料疇部分地彼此分離，以在其間提供互連微孔的網(wǎng)絡(luò)。半結(jié)晶聚乳酸材料疇通過 原纖彼此連接，這些原纖從各半結(jié)晶聚乳酸材料疇發(fā)散到相鄰的半結(jié)晶聚乳酸材料疇。半 結(jié)晶聚乳酸材料疇是大體球晶狀的(即，球形的)，或者可以是球晶狀的，或者可以是球粒 的凝聚物。鄰近的半結(jié)晶聚乳酸材料疇之間存在接觸區(qū)域，其中此類連續(xù)區(qū)段中存在從一 個(gè)半結(jié)晶聚乳酸材料疇到下一個(gè)相鄰的半結(jié)晶聚乳酸材料疇的連續(xù)聚合物。半結(jié)晶聚乳酸 材料疇可以被非聚合脂族酯稀釋劑至少部分地包覆，或者可任選地，可以從半結(jié)晶聚乳酸 材料疇去除非聚合脂族酯稀釋劑。非聚合脂族酯稀釋劑通常占據(jù)半結(jié)晶聚乳酸材料疇之間 空間的至少一部分。在一些實(shí)施例中，可以從組合物中可任選地去除或至少部分地去除非聚合脂族酯 稀釋劑，以形成微孔制品。半結(jié)晶聚乳酸材料疇可以不被非聚合脂族酯稀釋劑包覆或至少 部分包覆。在一些實(shí)施例中，微孔制品的伸長(zhǎng)隨成核劑而增加。與沒有成核劑情況下的微孔 制品相比，成核劑可以提供具有較大彈性的半結(jié)晶聚乳酸疇。在一個(gè)方面，描述了具有兩種連續(xù)相的組合物。微孔制品包括第一相和第二相。 該第一相包括具有40至80重量％的半晶質(zhì)聚乳酸材料和0. 01至10重量％的成核劑。半 結(jié)晶聚乳酸材料和成核劑各自的重量百分比是基于組合物的總重量的。基于組合物的總重 量，該第二相包括20至60重量％的非聚合脂族酯稀釋劑。在組合物中，該第一相被該第二 相至少部分地包圍。在另一個(gè)方面，微孔制品包含半結(jié)晶聚乳酸材料、成核劑，并且可任選地包含非聚 合脂族酯稀釋液。微孔制品具有其間的互連微孔的網(wǎng)絡(luò)。微孔制品的特征在于多個(gè)間隔的、 球晶狀的半結(jié)晶聚乳酸材料疇。鄰近的疇通過多個(gè)包括聚乳酸材料的原纖而彼此連接。本發(fā)明的微孔制品可以在各種應(yīng)用中具有實(shí)用性，包括農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、過濾、保 護(hù)屏障、工業(yè)、一次性用品和個(gè)人護(hù)理應(yīng)用。具體來(lái)講，可生物降解材料可以與其它材料結(jié) 合來(lái)增加強(qiáng)度、柔韌性、拉伸性、可生物降解性及其它相關(guān)的特性。微孔制品的一些實(shí)例應(yīng) 用包括(但不限于)尿布、婦女衛(wèi)生用品、失禁用品、雨衣、手術(shù)服、膠片、吸油膜(如，面部 應(yīng)用)、電池隔膜片及防潮紙?？梢酝ㄟ^現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于由聚合物樹脂制作如聚合物片這類產(chǎn)品的工藝，制作由具有抗微生物組分和增強(qiáng)劑的初始組合物形成的抗微生物微孔制品。對(duì)于許多應(yīng)用 而言，此類微孔制品可以放置于23°C的水中，浸漬2小時(shí)并干燥后物理完整性(如，抗拉強(qiáng) 度)沒有顯著的損失。通常，這些制品包含少量水，或者不包含水。在擠壓、注?；蛉軇?鑄后，微孔制品中的水含量通常小于10重量％，優(yōu)選地小于5重量％，更優(yōu)選地小于1重 量％并最優(yōu)選地小于0.2重量％。聚合物片可以由初始組合物通過擠壓方法而形成，從而 形成在諸如食品包裝紙等應(yīng)用中可用的抗微生物聚合物片(微孔制品)。一些抗微生物微 孔制品的實(shí)例可以包括片、過濾隔膜以及電解電池隔膜?？梢杂杀景l(fā)明的組合物制成的其 它制品可以包括醫(yī)療消毒蓋布和手術(shù)衣，其包括手術(shù)單、程序鋪單、塑料專用單、切割單、隔 離單、隔離衣、SMS手術(shù)衣等；傷口敷料；傷口吸水物；傷口接觸層；在手術(shù)期間用來(lái)吸收血 液和體液的手術(shù)海綿；外科植入物；血管導(dǎo)管；導(dǎo)尿管；氣管內(nèi)管；分流管；傷口引流管及 其它的醫(yī)療器械。由初始組合物制成的制品可以通過溶劑、熱、或超聲波焊接在一起，并且 焊接到其它相容制品上。初始組合物可以與其它材料聯(lián)合使用，以形成諸如護(hù)套/芯材料、 層合物、兩種或多種材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)之類的構(gòu)造，或者可用作各種醫(yī)療器械上的涂層。本發(fā) 明的初始組合物可用于手術(shù)海綿的制造中。由于其特性的獨(dú)特組合，初始組合物尤其適用于手術(shù)單和手術(shù)衣中。例如，如本文 所述，聚乳酸材料/抗微生物組分的初始組合物具有優(yōu)異的抗微生物活性。包括初始組合 物的非織造網(wǎng)和片具有良好的抗拉強(qiáng)度；可以被熱封以形成較強(qiáng)的連結(jié)，從而可以制造專 用的單；可以由可再生資源制成，此在一次性產(chǎn)品中會(huì)很重要；并且在非織造布情況下，具 有較高的表面能以允許潤(rùn)濕性和流體吸收性(當(dāng)利用美國(guó)專利No. 5，268，733中所述的半 角技術(shù)以及 Schaumberg, IL 的 ModelCAM-micro 公司的 Tantec 接觸角儀(Tantec Contact Angle Meter)在平坦膜上測(cè)量時(shí)，與蒸餾水的接觸角常小于50度，優(yōu)選地小于30度并且最 優(yōu)選地小于20度。除了膜以外，為了確定材料的接觸角，完全相同組合物的膜應(yīng)當(dāng)通過如 實(shí)例所述的溶劑流鑄初始組合物而制成)。據(jù)信，此類幅材可以用伽馬射線或電子束消毒， 而物理強(qiáng)度沒有顯著的損失(在暴露于來(lái)自鈷伽馬輻射源的2. 5毫拉德的伽馬射線，并在 23° -25°C下老化7天后，1密爾厚的薄膜的抗拉強(qiáng)度的降低量不超過20%，并優(yōu)選地不超 過10% )。額外的熔融添加劑(如，含氟化物熔融添加劑)可以添加到初始組合物，以降低 表面能(增加水接觸角)并賦予防水性。當(dāng)需要具有斥水性時(shí)，利用上述的半角技術(shù)在平 坦膜上測(cè)量到的接觸角常優(yōu)選大于70度，更優(yōu)選地大于80度并且最優(yōu)選地大于90度。初始組合物的抗微生物組分的釋放可以通過幫助防止細(xì)菌生長(zhǎng)或附著而改良微 孔制品，例如傷口和手術(shù)敷料?？刮⑸锝M分從半結(jié)晶聚乳酸材料釋放的速率會(huì)因包含增 塑劑、表面活性劑、乳化劑、增強(qiáng)劑、濕潤(rùn)劑以及其它組分而受到影響。合適的濕潤(rùn)劑可以包 括多元醇，例如甘油、丙二醇、雙丙甘醇、聚丙二醇、聚乙二醇、二甘醇、季戊四醇、三羥甲基 丙烷、三羥甲基乙烷、三羥甲基己烷、山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、泛醇、多元醇的乙二醇加 合物、多元醇的環(huán)氧丙烷加合物、1，3_ 丁二醇、雙丙甘醇、雙甘油、甘油聚合物、赤藻糖醇、山 梨聚糖、糖類(如，蔗糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、木糖、甘露糖、蔗精、海藻糖)、糖醇等。潛在 有用的多元醇包括二醇類(即，包含兩個(gè)羥基的醇)，包括甘油和丙二醇?？梢杂杀景l(fā)明的初始組合物的全部或一部分制成的其它醫(yī)療器械包括縫合線、 縫合線緊固件、外科用網(wǎng)片、懸?guī)А⒐强漆?包括骨填充增強(qiáng)材料)、粘附屏障、支架、引導(dǎo)組 織修復(fù)/再生器械、關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)器械、神經(jīng)導(dǎo)管、肌腱修復(fù)器械、房間隔缺損修補(bǔ)器械、心包修補(bǔ)片、膨化和填充劑、靜脈瓣膜、骨髓支架、半月板再生器械、韌帶和肌腱移植物、眼細(xì) 胞植入物、脊柱融合器、皮膚替代品、硬腦膜替代品、骨移植替代品、骨釘、和止血鉗。如果用于形成微孔制品的初始組合物用在傷口敷料背襯膜中時(shí)，則該膜可以用各 種粘合劑部分(如，區(qū)段或圖案)地包覆或完全包覆，這些粘合劑包括(但不限于)壓敏 粘合劑(PSAs)(例如，丙烯酸和嵌段共聚物粘合劑)、水凝膠粘合劑、水膠體粘合劑及起泡 粘合劑。PSAs可以具有相對(duì)較高的濕蒸汽透過率，以允許水分蒸發(fā)。合適的壓敏粘合劑包 括基于丙烯酸酯、聚氨酯、KRATON和其它嵌段共聚物的粘合劑、硅有機(jī)樹脂、橡膠基粘合劑 以及這些粘合劑的組合。優(yōu)選的PSAs是應(yīng)用到皮膚的常規(guī)粘合劑，例如美國(guó)專利No. RE 24，906(該專利的公開內(nèi)容由此以引用方式并入)中所描述的丙烯酸類共聚物，優(yōu)選地，丙 烯酸異辛酯丙烯酰胺共聚物=97 3。同樣優(yōu)選的是，丙烯酸異辛酯乙烯丙烯酸酯 丙烯酸三元共聚物=70 15 15，如美國(guó)專利No. 4，737，410 (實(shí)例31)所述的，該專利的 公開內(nèi)容由此以引用方式并入。美國(guó)專利No. 3，389，827、No. 4，112，213、No. 4，310，509和 No. 4，323，557描述了其它可用的粘合劑，這些專利的公開內(nèi)容由此以引用方式并入。如美 國(guó)專利No. 4，310，509和4，323，557中所述，也設(shè)想了在所述粘合劑中包含藥劑或抗微生物 劑。本發(fā)明將通過以下實(shí)例得以進(jìn)一步闡明，這些實(shí)例是示例性的，其并不意在限制 本發(fā)明的范圍。鍾本發(fā)明在以下實(shí)例中進(jìn)行更加具體的描述，這些實(shí)例僅僅旨在舉例說(shuō)明，因?yàn)閷?duì) 于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明范圍內(nèi)的眾多修改和變型將是顯而易見的。除非另有注 明，以下實(shí)例報(bào)告的所有份數(shù)、百分比和比率均按重量計(jì)，并且例子中的所有試劑是從或可 從下述化學(xué)品供應(yīng)商處獲得，或者可用常規(guī)技術(shù)合成。Mfi聚乳酸(PLA)，可購(gòu)自Tokyo, Japan 的 Mitsui Chemical 公司，商品名為 LACEA H-400。所收到的PLA (Tg 55°C ;MW 200，000g/mol)使用前在60°C下干燥至少24小時(shí)。 在實(shí)例1-20中使用PLA。結(jié)晶聚乳酸(CPLA；商品名為 Naturefforks 4032D)，可購(gòu)自 Minneapolis, Minnesota的NatureWorks LLC公司。CPLA使用前在60°C的真空烘箱中干燥24小時(shí)，并用 于實(shí)例21-28。甘油二乙酰月桂酸酯(稀釋劑I)，可購(gòu)自Tokyo，Japan的RikenVitamin有限公 司，商品名為RIKEMAL PL-012。甘油二乙酰辛酸酯/甘油二乙酰癸酸酯混合物(稀釋劑II)，可購(gòu)自Tokyo，Japan 的Riken Vitamin有限公司，商品名為RIKEMALPL-019用于實(shí)例21-28。甘油二乙酰油酸酯(稀釋劑III)，可購(gòu)自Tokyo，Japan的RikenVitamin有限公 司，其商品名為POEM G-038。檸檬酸乙酰基三丁酯(稀釋劑IV)，可購(gòu)自O(shè)saka，Japan的AsahiKasei Fine Chemicals有限公司，商品名為ATBC，用于實(shí)例21-28。銅酞菁(成核劑I)，可購(gòu)自 Tokyo，Japan 的 Dainichiseika Color &Chemicas Mfg.有限公司，商品名為 CHR0M0FINE CYANINE GREEN2GN。
苯基膦酸鋅(成核劑II)，可購(gòu)自 Tokyo，Japan 的 Nissan Chemicallndustries 有 限公司，商品名為PPA-ZN，用于實(shí)例21-28。聚丙烯(成核劑III)，可購(gòu)自 Houston, Texas 的 Exxon MobilChemicals，商品名 為 PP 1024 EA。脂肪酸單酯(丙二醇月桂酸酯_甘油二乙酰辛酸酯與甘油二乙酰癸酸酯的混合 物)，可購(gòu)自Tokyo, Japan的Riken Vitamin有限公司，商品名為RIKEMAL PL-100，用于實(shí) 例 21-28。增強(qiáng)劑(乳酸和乙醇酸的低聚物(0LGA))-預(yù)備實(shí)例1 增強(qiáng)劑通過乳酸和乙醇酸 的縮合而制備。L-乳酸(水中85-92.0重量％，194克，1.9摩爾)以及乙醇酸(水中70重 量％，206克，1. 9摩爾)的混合物被置于0. 5升的雙頸燒瓶，在氮(g)吹掃系統(tǒng)下進(jìn)行攪拌。 該混合物被升高到185°C，保持約14小時(shí)，然后冷卻到室溫。分子量測(cè)定結(jié)果數(shù)均分子量 (Mn) = 510克/摩爾；以及重均分子量(Mw) = 870克/摩爾。測(cè)試方法與稈序吸油件能(疏水件)本發(fā)明的微孔制品是大體不透明的。吸收時(shí)間是從油添加至制品到觀察到制品透 明度發(fā)生變化時(shí)所記錄的時(shí)間。一滴RIKEMAL PL-019被小心地置于微孔制品的表面上。 記錄當(dāng)制品從不透明轉(zhuǎn)為半透明時(shí)的時(shí)間。吸油性能或疏水性的特征如下優(yōu)秀(小于10 秒)，良好(10至60秒)以及較差(大于60秒)。吸水件能(親水件)本發(fā)明的微孔制品是大體不透明的。吸收時(shí)間是從蒸餾水添加至制品到觀察到制 品透明度發(fā)生變化時(shí)所記錄的時(shí)間。一滴蒸餾水被小心地置于微孔制品的表面上。記錄當(dāng) 制品從不透明轉(zhuǎn)為半透明時(shí)的時(shí)間。吸水性能或親水性的特征如下極好(小于10秒)， 良好(10至60秒)以及較差(大于60秒)。孔隙度根據(jù)JIPS P-8117 (B型Gurley透氣度測(cè)定儀)利用空氣量(100cm3)測(cè)量微孔制 品的孔隙度。通過記錄100cm3的空氣透過面積為642mm2的制品所需要的時(shí)間來(lái)測(cè)量制品 的空氣阻力。熔融共混組合物通過槽膜離開熔融擠出機(jī)以形成制品(例如，膜)，并被定位 在冷卻的澆鑄輥上。在拉伸前該膜的厚度在70至140微米的范圍內(nèi)。該制品在設(shè)定在 20°C -120°C范圍內(nèi)的溫度下的澆鑄輪上驟冷。隨后將制品卷繞在輥上。拉伸微孔制品在縱向和橫向上拉伸。利用機(jī)架拉伸制品，并在10%至500%的范圍內(nèi) 進(jìn)行拉伸。該制品被定位在機(jī)架之間以固定其形狀，并隨后在50°C-14(TC的溫度范圍內(nèi)的 烘箱中退火至少0.5分鐘。非聚合脂族酯稀釋劑的去除微孔制品的非聚合脂族酯稀釋劑通過溶劑萃取而被去除。將微孔制品浸入甲苯約 12小時(shí)，以萃取至少一部分非聚合脂族酯稀釋劑。非聚合脂族酯稀釋劑的去除步驟可以在 拉伸微孔制品之前或之后進(jìn)行。
實(shí)例1-20和比較例(CEl)將包括半結(jié)晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀釋劑和成核劑材料組分的初始組合物 添加到20mm雙螺桿熔融擠出機(jī)(可從Osaka，Japan的Technovel公司商購(gòu)獲得，商品名為 KZW20TW-90MG)，以加熱并混合組分。通過干燥的進(jìn)料斗以約2_3kg/小時(shí)的速率添加半結(jié) 晶聚乳酸材料。通過液體給料裝置以0. l_2kg/小時(shí)的速率添加非聚合脂族酯稀釋劑。通過 固體給料裝置以大約0. 01-0. 05kg/小時(shí)的速率添加成核劑。將組分添加到雙螺桿擠出機(jī)， 該雙螺桿擠出機(jī)在500rpm的螺桿轉(zhuǎn)速下運(yùn)行并具有200°C的第一溫度帶和160°C的第二溫 度帶。對(duì)于實(shí)例20，雙螺桿擠出機(jī)在125rpm的螺桿轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。熔融擠出機(jī)在出口位置裝 配有尺寸為 350mmX0. 5mm 的槽模(可從 Osaka, Japan 的 ResearchLaboratory Plastics Technology有限公司商購(gòu)獲得)。半結(jié)晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀釋劑和成核劑被混合并加熱到半結(jié)晶聚乳酸 材料的熔融溫度之上，達(dá)到擠出機(jī)的第一溫度帶中的至少200°C的溫度，并在擠出機(jī)的第二 溫度帶中在160°C下進(jìn)一步混合，以形成熔融共混組合物。在熔融擠出機(jī)出口處的槽模的溫 度被設(shè)定在140°C至200°C的范圍內(nèi)。通過槽模擠出熔融共混組合物，用于形成厚度范圍在 60微米至150微米的制品(如，膜)。一旦與溫度為20°C至95°C的澆鑄輪接觸，膜就立即 冷卻。冷卻后的澆鑄輪被定位在雙螺桿擠出機(jī)的槽模下方。膜以約2. Om/分鐘的速率從澆 鑄輪卷繞到輥上。在實(shí)例1-20和CEl中，膜或被拉伸或被沖洗，以去除一部分非聚合脂族 酯稀釋劑，或通過拉伸和沖洗的結(jié)合來(lái)形成微孔制品。一些膜在橫向(CD)和縱向(MD)上 拉伸。表1和表2列出了用于實(shí)例1-20和比較例1的初始組合物的材料，以及其對(duì)應(yīng)的 加工條件。在實(shí)例7中，首先拉伸膜，然后去除一部分非聚合脂族酯稀釋劑。實(shí)例15中的 膜未被拉伸，但去除了非聚合物脂族酯稀釋劑。在拉伸期間比較例1(沒有成核劑)的膜發(fā) 生破裂。表1 微孔制品初始組合物(重量百分比(重量％ )) 表2 微孔制品加工參數(shù) 表3列出了微孔制品的厚度、相分離的發(fā)生、吸水和吸油性能結(jié)果和孔隙度 (Gurley)測(cè)試結(jié)果。表3中示出了實(shí)例1_20和比較例1的疏水/親水性。膜的相分離通 過不透明或半透明膜來(lái)確定。表3中列出了吸油和吸水性能等級(jí)。表3 微孔制品件能 1實(shí)例21-28和比較例2 (CE2)包括半結(jié)晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀釋劑(ATBC)、成核劑、抗微生物組分和增 強(qiáng)劑組分的初始組合物添加到20mm雙螺桿熔融擠出機(jī)(可從Osaka，Japan的Technovel 公司商購(gòu)獲得，商品名為KZW20TW-90MG)，以加熱并混合組分。通過干燥的給料斗以大約 2-3kg/小時(shí)的速率添加半結(jié)晶聚乳酸材料。通過液體給料裝置以0. l-2kg/小時(shí)的速率 添加非聚合脂族酯稀釋劑。通過固體給料裝置以大約0. 01-0. 05kg/小時(shí)的速率添加成核劑(PPA-Zn)。通過液體給料裝置以0.01_2kg/小時(shí)的速率獨(dú)立地添加抗微生物組分和增 強(qiáng)劑。對(duì)于實(shí)例21-28，將組分添加到雙螺桿擠出機(jī)，該雙螺桿擠出機(jī)在500rpm的螺桿轉(zhuǎn) 速下運(yùn)行，并具有200°C的第一溫度帶和160°C的第二溫度帶。熔融擠出機(jī)在出口位置裝 配有尺寸為 350mmX0. 5mm 的槽模(可從 Osaka, Japan 的 Research Laboratory Plastics Technology有限公司商購(gòu)獲得)。在熔融擠出機(jī)出口處的槽模被設(shè)定在160°C的溫度下。 通過槽模擠出熔融共混組合物，用于形成厚度范圍在45微米至150微米的制品(如，膜)。 一旦與溫度為60°C至95°C的澆鑄輪接觸，薄膜就立即冷卻。冷卻后的澆鑄輪被定位在雙螺 桿擠出機(jī)的槽模下方。膜以約2.0m/分鐘的速率從澆鑄輪卷繞到輥上。對(duì)于實(shí)例22-23和 25-28，膜在批量拉伸機(jī)中在縱向和橫向(CD)上同時(shí)拉伸。在表5中示出拉伸狀態(tài)(如，拉 伸溫度、兩個(gè)方向上的拉伸比)。將拉伸制品置于兩個(gè)機(jī)架之間，以設(shè)定(固定)形狀，然后 該形狀在與拉伸溫度相近的溫度下的對(duì)流烘箱中退火約1分鐘。表4列出了用于實(shí)例21-28的初始組合物的材料，表5列出了其對(duì)應(yīng)的加工條 件。比較例2(CE2)是聚對(duì)苯二甲酸酯膜(PET ；厚度-100微米)(Eastman Chemical公司， Kingsport, Tennessee)。表4 抗微牛物微孔制品的初始組合物 表5 抗微牛物微孔制品加工參數(shù)表6列出了抗微生物微孔制品的厚度、相分離的發(fā)生、吸油性能結(jié)果和孔隙度 (Gurley)測(cè)試結(jié)果。膜的相分離通過膜是不透明或半透明來(lái)確定。表6中列出了吸油性能等級(jí)。表6 抗微牛物微孔制品件能 表7和表8列出了 CE2和實(shí)例21-28的抗微生物微孔制品的微生物測(cè)試結(jié)果。根據(jù) 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試號(hào)JISZ 2801 :2000((抗微生物產(chǎn)品-抗微生物活性和功效的測(cè)試)-英文發(fā)行版 2001-08) ((AntimicrobialProducts-Test for Antimicrobial Activity and Efficacy) -English editionpublished 2001-08)來(lái)測(cè)試實(shí)例 21-28 和 CE2 的微生物活性。 革蘭陽(yáng)性細(xì)菌(金黃色葡萄球菌ATCC #6538 ；Washington,DC)和革蘭陰性細(xì)菌(銅綠假單 胞菌ATCC #9027 ；ATCC, Washington, DC)被引入實(shí)例21-28和CE2。表7和表8中所示的 實(shí)例21-28示出了抗微生物活性和功效。表7 刪絲輔·求麵纖物糧制口口口泖丨i式 *相對(duì)于t = 0下的對(duì)數(shù)減少量表8 利用綠膿桿菌的抗微牛物微孔制品測(cè)試 *相對(duì)于t = 0下的對(duì)數(shù)減少量在不脫離本發(fā)明范圍和精神的前提下，對(duì)本發(fā)明的各種修改和更改對(duì)于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)是顯而易見的，而且應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于本文所示的示例性實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種形成微孔制品的方法，所述方法包括制備初始組合物，所述初始組合物包括(a)半結(jié)晶聚乳酸材料；(b)非聚合脂族酯稀釋劑；以及(c)成核劑；將所述初始組合物加熱到至少所述半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度以形成熔融共混組合物，其中所述半結(jié)晶聚乳酸材料和所述非聚合脂族酯稀釋劑形成單一液相，并且所述成核劑均勻地分散或溶解在所述單一液相中；將所述熔融共混組合物冷卻到對(duì)于所述熔融共混組合物而言足以將所述熔融共混組合物相分離成具有兩種連續(xù)相的組合物的溫度，所述兩種連續(xù)相包括(a)第一相，所述第一相包括半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)和在整個(gè)所述半結(jié)晶聚乳酸材料基質(zhì)中分散的成核劑，以及(b)第二相，所述第二相包括所述非聚合脂族酯稀釋劑；以及通過在至少一個(gè)方向上拉伸所述組合物、或通過去除至少一部分所述非聚合脂族酯稀釋劑、或通過將二者相組合而形成互連微孔的網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成互連微孔的網(wǎng)絡(luò)包括在至少一個(gè)方向上拉 伸所述組合物之后，去除至少一部分所述非聚合脂族酯稀釋劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成互連微孔的網(wǎng)絡(luò)包括在冷卻后并在至少一 個(gè)方向上拉伸所述組合物之前，去除至少一部分所述非聚合脂族酯稀釋劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述半結(jié)晶聚乳酸材料包括聚 (D-乳酸)、聚(L-乳酸)、聚(D，L-乳酸)、D，L-乳酸和脂族羥基羧酸的共聚物或它們的組
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀釋劑由下面 的化學(xué)式表示 其中R包括具有6至24個(gè)碳原子的?；?R2包括氫或具有2至6個(gè)碳原子的?；灰约?R3包括氫或具有2至6個(gè)碳原子的?；?。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀釋劑由下面 的化學(xué)式表示 其中R4包括具有6至24個(gè)碳原子的?；?； R5包括氫或具有2至6個(gè)碳原子的?；灰约?R6包括具有1至4個(gè)碳原子的烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀釋劑由下面 的化學(xué)式表示 其中R7獨(dú)立地包括氫或具有1至8個(gè)碳原子的烷基；以及 R8包括具有2至5個(gè)碳原子的酰基。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀釋劑的沸點(diǎn) 至少等于所述半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述過程的加熱步驟期間，損失 了少于非聚合脂族酯稀釋劑的初始量的10重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述成核劑包括銅酞菁、苯基膦 酸鋅、滑石、粘土、云母、聚L-乳酸和聚D-乳酸的立體絡(luò)合物、全同立構(gòu)聚丙烯、或它們的組I=I ο
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述成核劑的熔融溫度等于或 大于所述半結(jié)晶聚乳酸材料的熔融溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中基于所述初始組合物的總重量， 所述初始組合物中的半結(jié)晶聚乳酸材料的濃度在40重量％至80重量％的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中基于所述初始組合物的總重量， 所述初始組合物中的非聚合脂族酯稀釋劑的濃度在20重量％至60重量％的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中基于所述初始組合物的總重量， 所述初始組合物中的成核劑的濃度在0. 01重量％至10重量％的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中基于所述初始組合物的總重量， 所述初始組合物中的半結(jié)晶聚乳酸材料的濃度在40重量％至80重量％的范圍內(nèi)；基于所 述初始組合物的總重量，所述初始組合物中的非聚合脂族酯稀釋劑的濃度在20重量％至 60重量％的范圍內(nèi)；并且基于所述初始組合物的總重量，所述初始組合物中的成核劑的濃度在0.01重量％至10重量％的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述拉伸發(fā)生在兩個(gè)方向上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述拉伸發(fā)生在所述組合物的 未拉伸尺寸的10%至500%的范圍內(nèi)。
18.一種具有兩種連續(xù)相的組合物，所述組合物包括(a)第一相，所述第一相包括40重量％至80重量％的半結(jié)晶聚乳酸材料和0.01重 量％至10重量％的成核劑，所述半結(jié)晶聚乳酸材料的重量百分比和所述成核劑的重量百 分比獨(dú)立地基于所述組合物的總重量；以及(b)第二相，所述第二相包括基于所述組合物的總重量的20重量％至60重量％的非聚 合脂族酯稀釋劑；其中所述第一相至少部分地被所述第二相包圍。
19.一種微孔制品，所述微孔制品包含半結(jié)晶聚乳酸材料、成核劑并可任選地包含非聚 合脂族酯稀釋劑，所述微孔制品具有在其間互連的微孔的網(wǎng)絡(luò)，并且所述微孔制品的特征 在于多個(gè)間隔開的、球晶狀半結(jié)晶聚乳酸材料疇，相鄰的半結(jié)晶聚乳酸材料疇通過多個(gè)包 含聚乳酸材料的原纖而彼此連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中制備所述初始組合物還包括抗微生物組分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述抗微生物組分是甘油或丙二醇。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中基于所述初始組合物的總重量，所述抗微生物 組分的濃度等于或小于5重量％。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中制備所述初始組合物還包括增強(qiáng)劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中基于所述初始組合物的總重量，所述增強(qiáng)劑的 濃度等于或小于5重量％。
25.一種抗微生物微孔制品，所述抗微生物微孔制品包含半結(jié)晶聚乳酸材料、成核劑、 抗生物組分，并可任選地包含非聚合脂族酯稀釋劑，所述抗微生物微孔制品具有在其間互 連的微孔的網(wǎng)絡(luò)，所述抗微生物微孔制品的特征在于多個(gè)間隔開的、球晶狀半結(jié)晶聚乳酸 材料疇，相鄰的半結(jié)晶聚乳酸材料疇通過多個(gè)包含聚乳酸材料的原纖而彼此連接。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種形成微孔及抗微生物制品的方法。該方法包括制備包含半結(jié)晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀釋液和成核劑的初始組合物。該初始組合物被加熱以形成熔融共混組合物。一旦冷卻，該熔融共混組合物就相分離成具有兩種連續(xù)相的組合物?？梢酝ㄟ^拉伸該組合物、通過將至少一部分該非聚合脂族酯稀釋劑從該組合物中去除、或通過這二者的組合而形成互連微孔的網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)C08J9/00GK101874063SQ200880117856
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者櫻井愛三, 詹姆士·S·姆羅津斯基, 馬修·J·施密特, 鳥海尚之, 齊藤香奈 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司