[发明专利]来自多层共挤出膜的新型纳米带

说明书

本发明为一种用于将多层膜转换加工成多个纳米带的方法。该方法包括：共挤出第一膜和第二膜以形成多层膜；裁切多层膜以形成多个多层带；以及分离多层带以形成具有基本上平坦的横截面的多个纳米带。

技术领域

本发明整体涉及纳米带的领域。特别地，本发明涉及一种由多层膜生产的纳米带。

背景技术

坚固、轻质且廉价的材料由于其独特的性能而是通常所寻求的。例如，此类材料具有可用于轻量化运输、过滤、绝缘和服装的高表面积和低重量与强度比。特别地，与微纤维相比，纳米纤维(直径＜500nm)具有独特的特性，诸如更高表面积和非织造膜中的极高孔隙率。纳米纤维应用的范围从在电池中用作多孔薄膜分离器到在生物医学应用中用作细胞支架，再到用作高表面积过滤器。目前的纳米纤维制造方法包括静电纺纱、离心纺纱和熔喷。尽管纳米纤维具有许多有益效果，但大规模采用材料的关键障碍是它们与生产速度快一个数量级的微纤维熔喷介质相比显著更高的成本。

静电纺纱和熔喷纳米纤维的挑战之一是它们具有非常小的取向，并且因此通常弱于来自传统纤维加工的拉制/取向纤维。目前工业中所存在的最强全取向长丝微纤维是纺制并从挤出机拉制的(例如，以约7000m/min)，并且通常还被后拉制以进一步增强取向。这些纤维用于诸如绳、帐篷织物、船帆、建筑纺织物和需要高拉伸强度的其它工业纺织物的应用。

目前，静电纺纱和熔喷工艺不易于允许将纳米纤维长度取向至熔纺长丝纤维的程度，也不易于由通过这些方法制成的纤维生产纱线和随后的针织/织造纺织物。

发明内容

在一个实施方案中，本发明为一种用于将多层膜转换加工成多个纳米带的方法。该方法包括：共挤出第一膜和第二膜以形成该多层膜；裁切该多层膜以形成多个多层带；以及分离这些多层带以形成具有基本上平坦的横截面的多个纳米带。

在另一个实施方案中，本发明为一种纳米带纱线，该纳米带纱线包括具有介于约10纳米和约10微米之间的厚度的带，其中这些带具有基本上平坦的横截面。

附图说明

图1是用于制造本发明的纳米带的多层膜的实施方案的横截面透视图。

图2是生产本发明的纳米带的实施方案的图示。

图3是沿着长度具有变化厚度的本发明的纳米带的实施方案的侧面透视图。

图4是具有多孔结构的本发明的纳米带的实施方案的横截面透视图。

图5是具有不连续树脂节段的本发明的纳米带的实施方案的横截面透视图。

图6是具有两种树脂的共混物的本发明的纳米带的实施方案的横截面透视图。

图7示出了在一侧上通过压缩空气分离的多层带和纳米带纱线的照片。

虽然上述图片和附图示出了本发明的实施方案，但正如讨论中所指出的那样，还可以想到其它的实施方案。在所有情况下，本公开通过示例性而非限制性的方式介绍本发明。应当理解，本领域的技术人员可设计出许多其它修改和实施方案，这些修改和实施方案落入本发明的范围和实质内。附图可不按比例绘制。

具体实施方式

本发明为一种纳米带和生产纳米带的方法。在一个实施方案中，纳米带是高度取向的并且具有增加的拉伸强度，并且可被制备为可织造或针织成各种纺织物的带束或纤维束(即，纱线)。由于纳米带增加的拉伸强度，纳米带可用于除非织造物之外的大量应用。此外，所得的纳米带也可被短切并形成为非织造织物。所得的纳米带可提供薄但温暖的材料。不受理论的约束，据信纳米带由于其诱发克努森效应而提供温暖度。一旦孔径接近空气的平均自由路径的尺寸(73nm)，空气分子就更频繁地与基质(纳米纤维)碰撞，从而随着每次碰撞损失能量，使得热传递更慢，并且导致好得多的绝缘。因此，需要更少的材料来提供更大程度的温暖。