[发明专利]生产多功能聚合膜的混合制造平台

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请日为2006年10月17日、申请号为2006800433252.9(PCT/US2006/040529)、发明名称为“生产多功能聚合膜的混合制造平台”。

发明领域

本发明涉及聚合物薄膜混合材料的生产方法，该聚合物薄膜混合材料具有一次层压的、完全和/或部分嵌入的纳米纤维，以获得具有独特功能性质的产品。在一种实施方式中，为了生产具有一次层压的、完全和/或部分嵌入的电纺纳米纤维的聚合物薄膜混合材料以获得具有独特功能性质的产品，本发明涉及包括结合薄膜溶液浇铸方法（流延法、溶剂浇铸）和电纺方法两种工艺技术的方法。在本发明的另一种实施方式中，选定材料的纤维和/或纳米纤维被直接纺丝到聚合物溶液和/或单体溶液的基底上，其中这些溶液被设置在导电和/或离子导电的载体带上。

发明背景

聚合物薄膜的溶液浇铸方法（工业上也称为流延法或者带式浇铸法）包括通过槽型模(slot die)、刮刀(doctor blade)或者逆转辊(reverse roll)将溶液涂布到载体上，随后通过施加热量除去溶剂。可以生产具有极度均匀性的从几百微米厚到几微米范围的膜。溶液浇铸方法为不能被熔化处理或者在小的厚度范围显示出熔化不稳定性的材料提供优势。商用的溶液浇铸机已经被制造超过五十年，并且具有广泛的设计类型。商用的溶液浇铸机典型地包括固体浇铸表面、具有控制浇铸溶液上方空气流的置入式装置的干燥室、可调速载体驱动控制器、控制干燥室的过滤进料空气温度的空气加热器、以及在机器中建立期望温度曲线的机床下加热器。载体通常是旋转的环状不锈钢带，尽管其它常见的聚合物载体或者涂料纸载体也在工业应用中被发现。这种环状钢带也可以包括机床下加热器，以从下面传导加热浇铸介质。通过从上面空气加热和从下面传导加热浇铸流体或者部分流体介质的结合作用，可以实现通过除去溶剂和/或聚合而固化。在单一溶液浇铸机中，多种载体也是可能的。

能够形成纤维的液体和/或溶液的电纺技术是熟知的——在纤维形成工业中也称作静电纺丝，并且已经在许多专利以及一般文献中予以描述。电纺方法通常包括在液体表面产生电场。形成的电力产生载有电荷的喷射液体。可以在合适的电势下吸引这些带电荷的喷射液体到机身(body)或者其它物体上。当朝着物体迫使喷射液体越来越远时，它拉长。当它远离液体贮存器行进时，它稳定地干燥和硬化，因此形成纤维。可以通过冷却该液体（即，该液体在室温下通常是固体的情况）；蒸发溶剂（例如，通过脱水）；物理导致硬化；或者通过固化机制（化学诱导硬化），使得喷射液体干燥和硬化为纤维。由电纺技术产生的纤维被收集在合适设置的带电接收器上并随后按需要从接收器移出。

由电纺法生产的纤维已经在多种应用中被使用，并且从例如美国专利4,043,331和4,878,908号已知，在形成适合用于创伤敷料的无纺垫中特别有用。其它药物应用包括药物递送（参见，例如美国公开专利申请2003/0195611号）；药用面膜（参见，例如WO01/26610）；使感染率、血液损失减到最小并且最终溶解进入身体的绷带和缝合线。由于它们的具有较高表面积的较小微孔结构，纳米纤维在过滤领域中也具有有前途的应用。对于从空气或者水中过滤亚微细粒，电纺纳米纤维是理想的。它们提高了过滤器寿命并具有更好的污染物阻挡能力。

发明概述

本发明涉及聚合物薄膜混合材料的生产方法，该聚合物薄膜混合材料具有一次层压的(single,laminated)、完全和/或部分嵌入的纳米纤维，以获得具有独特功能性质的产品。在一种实施方式中，为了生产具有一次层压的、完全或者部分嵌入的电纺纳米纤维的聚合物薄膜混合材料以获得具有独特功能性质的产品，本发明涉及包括结合薄膜溶液浇铸方法（流延法、溶剂浇铸）和电纺方法两种工艺技术的方法。在本发明的另一种实施方式中，选定材料的纤维和/或纳米纤维被直接纺丝到聚合物溶液和/或单体溶液的基底上，其中这些溶液被设置在导电和/或离子导电的载体带上。

因此，本发明的一个目标是提供在商用溶液浇铸机上结合电纺平台的方法，以制造多层复合结构的聚合物薄膜，该聚合物薄膜包括溶液浇铸基底以及嵌入和/或涂布在这种基底层上的一层或者多层电纺纤维和/或纳米纤维。

本发明的另一目标是描述溶液如何被电纺到浇铸膜上以产生多层结构，在一种实施方式中，该浇铸膜位于商用溶液浇铸机的载体带上。

本发明的另一目标是为这些产品提供可能的应用领域。

本发明又一目标是为批量生产所提出的多层膜或者初纺纳米纤维网提供连续方法。