专利名称：包括纳米纤维非织造织物的织物复合材料的制作方法
包括纳米纤维非织造织物的织物复合材料交叉引用相关申请本申请是国际申请号为PCT/EP/2010/005135，申请日为2010年8月20日的国际申请的部分接续申请，所述国际申请要求申请号为61/236，633，申请日为2009年8月25日的美国临时专利申请的优先权。
背景技术：
以前，净化与化学品或反应器偶然事故释放的有危险物质接触后的皮肤，例如，主要是通过用不同的洗涤剂和溶剂加强洗涤来实现。无论如何，这种净化方式的缺点是，几乎不可能或完全不可能提取出已渗透到毛发的毛囊或表皮细胞层，即，角质层的表面角质细胞的有害物质的颗粒，毛囊或表皮细胞层形成了经常使用的物质的长期的存储库。此外，在用加强洗涤的方式净化的情况下，应从皮肤表面移走的有毒害物质会部分地被摩擦进入毛发的毛囊或皮肤的皱纹里。通过这种方式净化，皮肤中有毒害物质的长期影响甚至可能增强。另外，净化皮肤的有效方法可能不仅在工业或研究事故中很重要，在涉及恐怖分子袭击中也很重要。因此，需要提供一种净化皮肤的材料和方法，该材料和方法可以不利用洗涤方式，有效从皮肤表面除去有毒害物质。在此使用的，术语“净化(decontamination)” 或“去污(decontaminating) ” 指基本上除去被净化或清洁的表面上的污染物或有毒害物质。通常，净化除去至少30% (例如， 至少50 %，至少70 %，至少80 %，至少85 %，或至少90 % )的污染物或有毒害物质。在此使用的，术语“有毒害物质”或“污染物”指这样的物质，它们不是被清洁或净化的表面的天然成份，也不是被清洁或净化的表面的整体的部分。它们可以是，例如，有害物质如毒药或其它毒素或皮肤不需要的外来的污染物。它们可以是液体形式(例如，基于水或油)，乳液，乳膏，胶质物，或固体颗粒。非织造织物纤维是由长纤维制成的纤维状材料，通过化学、机械、热或溶剂处理结合在一起。该术语用来指织物，例如毛毡，它即不是纺织也不是编织的。由直径小于ΙΟμπι， 优选小于1 μ m的纺织纤维制成的非织造织物，通常被称为“纳米纤维非织造织物”。例如， 美国专利号4，043，331和公布号为WO 01/27365的国际专利申请描述了纳米纤维非织造织物。这些文件也公布了制备这些非织造织物的方法，并且，全文在此引为参考。在此使用的，术语“超级吸收剂”是指能够吸收并容纳非常大量的水或其它液体或溶液(例如，吸收并容纳的水或其它液体或溶液的质量高达其本身质量的上千倍)的材料。 当这种材料是聚合物时，这种超级吸收剂能够吸收水或另一种溶液，并且膨胀形成凝胶。 超级吸收剂(包括超级吸收剂聚合物)及其制备方法在现有技术中很常见。参见，例如， Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry,6th Ed. , Vol. 35, pp.73 ff. ,2003, Modern Superabsorbent Polymer Technology(1 ed. ), Fredric L. Buchholz and Andrew T. ；Graham (Ed.)，John ffiley&Sons, 1997。超级吸收剂的例子包括聚丙烯酸钠盐，聚丙烯酰胺共聚物(例如，聚丙烯酸酯/聚丙烯酰胺共聚物)，乙烯马来酸酐共聚物，交联的羧甲基纤维素，聚乙烯醇共聚物，交联的聚环氧乙烷，和聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物。
德国专利申请DE-A 102005054698公布了一种含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物，它可用于吸收或缓慢释放不同的液体，例如，体液，例如汗液。该申请描述了表面后固化的超级吸收剂，该超级吸收剂具有强度较高的后固化的外壳，和用于吸收液体的强度较差的后固化的核。与没有经过后固化的超级吸收剂相比，具有这个结构的超级吸收剂显示了较小的“凝胶堵”效应。这种效应是由超级吸收剂颗粒的膨胀或已经开始膨胀的颗粒的阻碍引起的，并且，这种效应对超级吸收剂的吸收能力和保留能力有负面影响。因此，在织物复合材料中使用纳米纤维非织造织物，能够不通过洗涤而去除皮肤的有毒害物质，其中，纳米纤维非织造织物填充有超级吸收剂。在此使用的，术语“皮肤”指水或其它液体能穿过的哺乳动物(例如，人类)的皮肤或物质的物理表面。
发明内容
下面的内容是简单的总结，目的是提供所揭示的创新的某些方面的基本的理解和认识。该总结不是大规模的概述，并且，该总结不倾向于识别重要或关键的要素或描述它的范围。它的唯一的用途是以简单的形式描述一些概念，作为后面较详细的描述的开端。一方面，本发明提供一种吸收性织物复合材料，包括支撑层和活性层，其中，活性层与支撑层相连接并且包括纳米纤维非织造织物，该非织造织物任意地填有超级吸收剂。 发明人发现，任意的超级吸收剂很能够吸收或捕获来源于被净化或清洁的皮肤表面的(化学的或物理的)液体或油性物质，并且，纳米纤维非织造织物结构提供了物理空间或某个时候存在的电荷，这使得纳米纤维非织造织物适于吸收或捕获固体颗粒。另外，纳米纤维非织造织物可以通过范德华力吸附或捕获固体颗粒。“支撑层”指被设计并放置的用来支撑“活性层”的一层。与活性层相比，支撑层可以具有相同或不同的化学成分，并且，支撑层可以包括或包含，或者不包括或不包含超级吸收剂。在一此实施方式中，支撑层和活性层相互整体成形。在另一些实施方式中，支撑层和活性层相互连接在一起。在一些实施方式中，支撑层不透过水或油蒸气。在另一些实施方式中，支撑层可透过热辐射。在另外一些实施方式中，支撑层是导热的。例如，支撑层可以包括金属或陶瓷。在一些实施方式中，活性层还包括能够刺激皮肤生成汗液的制剂。在另一些实施方式中，活性层还包括金属涂层。在又一些实施方式中，支撑层是弹性体。在另外一些实施方式中，支撑层是柔韧的。在另外一些实施方式中，支撑层是不能膨胀的。在此使用的，术语“生成汗液”不仅适用于自然地能够产生或分泌汗液的哺乳动物的皮肤，也适用于液体能够穿过或在某些条件下能够穿过的非哺乳动物皮肤表面。在一些实施方式中，复合材料中包含的超级吸收剂包括聚合物颗粒，该颗粒具有能吸水膨胀的核和表面后固化的壳。所述聚合物颗粒是这样的颗粒的筛分部分，该颗粒在外壳表面后固化后，没有被压碎在另一些实施方式中，超级吸收剂包括淀粉接枝聚合物，可生物降解超级吸收剂， 活性碳，粘土，氧化铝，离子交换树脂，或聚丙烯酸酯。可生物降解超级吸收剂的例子包括， 例如，聚羧甲基纤维素或聚羟乙基纤维素的交联共聚物，和碳二亚胺。参见，例如，美国专利申请号为US 20080227944，该专利申请在此全文引为参考。
在一些实施方式中，复合材料中包含的纳米纤维非织造织物包括纤维素或纤维素衍生物，聚氨酯(例如，芳香族或脂肪族的，聚酯或聚醚基的聚氨酯)，聚酰胺，聚酯，聚丙烯腈，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚环氧乙烷，醋酸纤维素，聚乙烯亚胺，聚己酸内酯，聚 2-羟甲基丙烯酸酯，或它们的混合物或共聚物。在另一些实施方式中，复合材料中的支撑层包括聚丙烯，聚氨酯，聚己酸内酯，尼龙，聚酰亚胺，聚乙烯醇，聚乙烯胺，聚酯，聚丙烯腈，聚环氧乙烷，或它们的混合物或共聚物。聚酯的例子包括，但不限于，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚乙醇酸交酯，聚乳酸，聚己酸内酯，聚己二酸亚乙基酯，聚羟基脂肪酸酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯， 聚萘二甲酸乙二醇酯，或它们的共聚物。在另外一些实施方式中，支撑层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯。在一些实施方式中，吸收性织物复合材料还包括粘接层。该粘接层可以，例如，设置在支撑层上(离开活性层)或活性层上，并且，该粘接层使复合材料粘接或附着在表面上，如皮肤区域的表面。因此，在一些实施方式中，复合材料中的支撑层大于活性层，并且， 环绕支撑层的边缘设置有粘接层，而在另一些实施方式中，粘接层设置在活性层上。在另一些实施方式中，所述活性层进一步包括制剂(或变色指示剂)来指示活性层中水或其它液体的存在。当该复合物放到皮肤区域上，所述制剂(或变色指示剂)的颜色变化可以指示汗液的产生。在一些实施方式中，所述吸收性织物复合材料还包括至少一层不含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物。这增加的一层纳米纤维非织造织物可以设置或安置，例如，在支撑层的对面，贴在或连接在活性层上(活性层可以含有超级吸收剂)。在一些实施方式中，纳米纤维非织造织物包含的纤维的直径在大约0. 001 μ m至约10 μ m之间(例如，在大约0. 1 μ m至大约1. 5 μ m之间，或在大约300nm至大约900nm之间)。在一些实施方式中，纳米纤维非织造织物的平均孔尺寸在大约0. 01 μ m至大约 500 μ m之间(例如，小于大约250 μ m,或小于100 μ m)。在一些实施方式中，纳米纤维非织造织物的孔隙率在大约10%至大约90%之间 (例如，在大约40%至大约90%之间，或在大约70%至大约90%之间)。在一些实施方式中，纳米纤维非织造织物的密度在大约0. 8g/m3至大约1. 5g/m3之间。在一些实施方式中，纳米纤维非织造织物的单位面积的质量在大约5g/m2至大约 1000g/m2之间(例如，在大约50g/m2至大约500g/m2之间，在大约50g/m2至大约400g/m2之间，或在大约150g/m2至大约250g/m2之间)。在一些实施方式中，纳米纤维非织造织物的断裂强度和伸长率在0. 1-100. OMPa 之间和在 100 % -2000 % 之间(例如，0. 5-5. OMpa 和 250 % -1000 %，或 1. 5-2. OMpa 和 400% -500% )。根据EDANA标准WSPl 10. 4(0. 5)所述的长条方法测量断裂强度和断裂伸长率。在一些实施方式中，根据EDANA标准测试WSP 240. 2 (05)所述的茶袋检测方法检测，在0. 9%的NaCl水溶液中放置30分钟，纳米纤维非织造织物吸盐水量在大约0. lg/g至大约200. Og/g之间(例如，在大约2. 5g/g至大约150. Og/g之间，或在大约8. 0g/g至大约10. Og/g 之间)。在一些实施方式中，根据EDANA标准测试WSP 241.2(05)所述的方法检测，纳米纤维非织造织物保留盐水的能力在大约0. lg/g至大约100g/g之间(例如，在大约3. Og/g至大约25. Og/g之间，或在大约6. 0g/g至大约8. 0g/g之间)。在一些实施方式中，活性层中超级吸收剂的填充量在大约10%至大约80%之间 (例如，在大约40%至大约80%之间，或在大约50%至大约75%之间)。在一些实施方式中，当所述活性层中超级吸收剂的填充量是50%时，活性层的吸盐水量在大约10g/g至大约100g/g之间(例如，在大约25g/g至大约31g/g之间)；当所述活性层中超级吸收剂的填充量是75%时，活性层的吸盐水量在大约20g/g至75g/g之间 (例如，在大约38g/g至大约45g/g之间)；或者，当活性层不填充超级吸收剂时，活性层的吸盐水量至少是0.01g/g。在一些实施方式中，当所述活性层中超级吸收剂的填充量在50%至75%之间时， 活性层保留盐水的能力在14g/g至40g/g之间(例如，在20g/g至35g/g之间)。在另一方面，本发明提供一种净化被有毒害物质污染的皮肤区域的方法，该方法包括下述步骤将吸收性织物复合材料放置到被污染的皮肤区域，放置预定的一段时间，并且，将吸收性织物复合材料从被污染的皮肤区域移开，其中，所述吸收性织物复合材料包括支撑层和活性层，活性层与支撑层相连接，并且，活性层包括填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物，并且，该方法不包括洗涤或按摩步
马聚ο在一些实施方式中，所述吸收性织物复合材料还包括粘接层，该粘接层设置在活性层上，面向受污染皮肤区域。在一些实施方式中，所述方法还包括将第二个吸收性织物复合材料放置到受污染的皮肤区域；其中，所述第二个吸收性织物复合材料包括支撑层，活性层，和粘接层；所述活性层与支撑层相连接，并且，包括填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物；并且，所述粘接层设置在活性层上，面向受污染的皮肤区域，并且，使吸收性复合材料附着在受污染的皮肤区域。在一些实施方式中，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，复合材料中的支撑层不透过水蒸汽。在一些实施方式中，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，所述活性层和支撑层中的至少一层透过热辐射。在一些实施方式中，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，所述活性层和支撑层中的至少一层导热。在一些实施方式中，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，所述活性层含有汗液促进剂。本发明的又一个方面是提供一种净化人类皮肤有毒害物质的方法，该方法包括下述步骤将织物复合物放置到被污染的皮肤区域，放置预定的一段时间，并且，将织物复合物从被污染的皮肤区域移开；
其中，所述织物复合物包括纳米纤维非织造织物，和整合在纳米纤维非织造织物中的超级吸收剂，所述纳米纤维非织造织物具有的纤维的直径小于ι μ m。在一些实施方式中，受污染的皮肤区域包括放置织物复合材料之前的受污染的毛发的毛囊，并且，在织物复合材料移开时或之后，所述有毒害物质被从毛发的毛囊移除。在此揭示和声称的材料/方法，在另一个方面，包括利用织物复合材料中的纳米纤维非织造织物，不经过洗涤步骤，净化被有毒害物质污染的皮肤，其中，所述纳米纤维非织造织物填有能够吸收和保留来源于皮肤的有毒害物质的超级吸收剂。在一些实施方式中，所述织物复合材料包括由纳米纤维非织造织物和超级吸收剂组成的活性层。可选择的，所述活性层还包括至少一个覆盖层和一个基层，所述覆盖层由不含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物制成，所述基层由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物组成。在另一些实施方式中，所述活性层具有三明治结构，包括顶端覆盖层和底端覆盖层和基层(即，中间层)，所述顶端覆盖层和底端覆盖层由不含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物制成，所述基层(即，中间层)由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物组成，所述基层设置于所述顶端覆盖层和底端覆盖层之间。所述覆盖层有助于阻止所述超级吸收剂从所述基层中渗出，并且，使所述织物复合材料手感柔软。为了制备活性层，可以将超级吸收剂粉末撒到纳米纤维非织造织物上并通过机械方式压入到纳米纤维结构中。还可以，将超级吸收剂在纺纱过程中加入到纳米纤维上，或者，在纺纱之前，将超级吸收剂加到聚合物溶液中。本发明的另一个方面，纳米纤维非织造织物可以用于制备用于净化皮肤的织物复合材料，所述织物复合材料还包括柔韧的支撑层，所述支撑层与活性层相连接。在一些实施方式中，用于净化皮肤的织物复合材料包括柔韧的支撑层，和与所述支撑层相连接的活性层，并且，所述活性层包括纳米纤维非织造织物，该非织造织物填有能够吸收和保留来源于皮肤的有毒害物质的超级吸收剂。在净化皮肤的过程中，将织物复合材料置于被有毒害物质颗粒污染的皮肤区域， 使活性层与皮肤的受污染部位接触。所述支撑层可以用于成形，并且，由于支撑层的柔韧性，可使复合材料相对于皮肤表面具有最合适的、最有利的适应形状。包含在活性层中的，由超级吸收剂涂覆的纳米纤维非织造织物，由于非织造织物中高的毛细管作用，具有特别的吸收性能，并且，根据有毒害物质在皮肤表面与非织造织物材料之间存在的浓度梯度，吸收需要除去的有毒害物质。有毒害物质从而有效的被超级吸收剂存储并保留。经过适当的净化时间之后，将包含吸收的有毒害物质的织物复合材料从皮肤上取下来，所述净化时间，例如，大约30秒到30分钟，或者大约1到5分钟，依赖于所述有毒害物质的性质。由于这种净化皮肤的方式主要基于含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物的吸收效果，避免了有毒害物质被磨擦进入毛发的毛囊和皮肤的皱纹中，并且，因此，阻止了有毒害物质颗粒进一步进入到毛发的毛囊或角化细胞的表面细胞层中。从而，可靠地排除了皮肤中有毒害物质的长期影响的危险。在本发明的一些实施方式中，所述支撑层和活性层中至少一层设计成能够刺激皮肤产生汗液。被活性层或支撑层覆盖的皮肤区域生成汗液量增加提高了所述织物复合材料的净化效果。汗液冲出了已经渗入毛发的毛囊和角质细胞的表面细胞层的有毒害物质。汗液以及还存留在皮肤表面的这些有毒害物质和有毒害物质的颗粒，接着被纳米纤维非织造织物中的超级吸收剂吸收并保留在其中。就这点而论，在不依靠用水洗涤的情况下，这种方法能够有效的净化皮肤。在另一些实施方式中，织物复合材料具有支撑层，该支撑层不渗透水蒸汽。该支撑层紧贴活性层，活性层以防湿汽方式置于受污染的皮肤表面，并且，因此，刺激被覆盖的皮肤区域产生汗液。皮肤表面不能通过蒸发的方式将产生的汗液释放到环境中。而是，混有冲出的有毒害物质的汗液被纳米纤维非织造织物吸收并保留在超级吸收剂中。根据另一个实施方式，所述活性层和支撑层中至少一层被设置成可透过热辐射。 因此，被织物复合材料覆盖的皮肤区域可被有目的加热，例如，利用热辐射器，或者化学反应产生热。从而获得了刺激受污染皮肤区域产生汗液的快速并可控制的方式。活性层与皮肤表面之间的热转移可以通过热传导来进行。优选的，支撑层和活性层都可渗透热辐射。在另一些实施方式中，织物复合材料的支撑层或活性层被设置成可以导热。例如， 可以向支撑层或活性层内插入导热纤维或导热细丝，或者，在活性层设置导热涂层。合适的导热纤维或细丝的例子包括金属或陶瓷材料。如在上述实施方式中所述的，涉及的皮肤区域可以利用合适的加热源，例如电加热元件，有目的加热，从而刺激汗液产生。在另外一些实施方式中，活性层可以包含促进汗液产生的制剂，例如，把汗液促进剂放于活性层面向皮肤的表面。织物复合材料因此如经皮给药系统一样起作用，首先，制剂被皮肤吸收，并刺激汗液产生。与经皮给药系统相比较，汗液促进剂不要求长期起效，因为汗液的产生被控制在局部并且倾向于仅在净化过程中产生。受污染皮肤区域生成的汗液和冲出的有毒害物质和过量的制剂，接着，被纳米纤维非织造织物吸收并保留在超级吸收剂中。上述的实施方式能够以任何方式相互结合起来。例如，所述支撑层可以同时不透过水汽和导热或可透过热辐射，或活性层包含促进汗液产生的制剂。进一步的结合也是可想到的，并且包含在本发明的范围之内。所述支撑层和活性层可以相互一体成型。例如，支撑层是织造织物，并且，活性层的纳米纤维纺到支撑层的织造织物细丝上并与其牢固地纺织到一起。所述支撑层和活性层可以相互连接在一起。各层可以分别制备，以具有各自想得到的性能，之后，通过现有技术中通常已知的化学、热或物理连接方式相互连接起来。在一些实施方式中，支撑层具有弹性，使织物复合材料最有利的适应皮肤。如果支撑层具有弹性，织物复合材料能够通过收缩或膨胀适应皮肤表面的形状。在另一些实施方式中，支撑层可以被制备成不能膨胀的。在吸收由汗液冲出来的有毒害物质的过程中，活性层含有的超级吸收剂膨胀，结果导致活性层体积增加。由于设置在活性层远离皮肤的一侧的支撑层不能膨胀，这种体积增加导致活性层和皮肤表面之间的接触增强，并且，活性层更牢固地靠在相关的皮肤区域上，因此，净化效果进一步增强。在另一些实施方式中，复合材料面向皮肤的表面设置有粘接层，用来将织物复合材料附着到皮肤上。在这个实施方式中，支撑层优选具有比活性层的平面表面积更大的平面表面积，这样，支撑层与活性层部分重叠，因而环绕活性层边缘。支撑层重叠的边缘部份设置有粘接层，用于把复合材料粘贴到皮肤上。
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另外，活性层远离支撑层的表面，S卩，皮肤一侧的表面，可以设置粘接层。这导致了活性层和皮肤的甚至更好的接触，进而导致了净化效果的提高。而且，设置在活性层上的粘接层能够设置成可以除去皮肤的角化细胞的表面细胞层。因此，在一些实施方式中，复合材料还包括粘接层，粘接层设置在活性层上，用于除去受污染皮肤的角化细胞的表面细胞层。当织物复合物系统从受污染的皮肤区域移开时，角化细胞的表面细胞层，和已经进入其中的有毒害物质颗粒，于是以非侵入的方式被取走，并且，从皮肤除去的有毒害物质的比例进一步提高。在另一些实施方式中，复合织物材料包括柔韧的支撑层，第一活性层、和第二活性层，其中，第一活性层具有金属涂层。包含于或构成第一活性层的纳米纤维非织造织物被制备形成峰和谷。谷中填有第二活性层。虽然至少第二活性层由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物构成，但是第一活性层和第二活性层都可以包括超级吸收剂。粘接层设置在金属涂层上，或者，如上所述，粘接层设置在支撑层边缘部分。活性层也可以包括变色指示剂以指示汗液的生成。由于这一变色指示剂的增加， 可以向织物复合材料的使用者指出从皮肤上移开材料的最合适的时间。当纳米纤维非织造织物吸收了足以净化的汗液量，或，超级吸收剂用来吸收液体的容积用完了，这些变色指示剂的颜色会改变。变色指示剂可以与超级吸收剂结合并置于活性层中，例如，在纳米纤维非织造织物纺织之前，将混合的超级吸收剂和变色指示剂加到高分子熔液或溶液内。为适用于较大面积，织物复合材料可以被设置或制成布、敷布、敷料或膏药、或衣服或衣服的一部分。在一些实施方式中，所述超级吸收剂聚合物颗粒是筛选的具有粒度分布d5(l = 55-100 μ m,和d1(K1 = 100-150 μ m的颗粒，并且，在进入纳米纤维非织造织物之前，颗粒在外壳表面后固化后没有被压碎。所述纳米纤维非织造织物可以通过合适的高分子材料的熔融纺丝，静电纺丝，或喷气纺丝(NGJ)来制备。可以预期的，非织造织物中的部分纳米纤维可以由微纤维代替。微纤维的直径比纳米纤维大。可以将超级吸收剂粉末撒到一层纳米纤维非织造织物上并以机械方式压入到纳米纤维结构中。可以重复这一步骤，直到超级吸收剂的填充量符合要求。可选择的，在纺织过程中，在纤维干燥和固化时，将超级吸收剂放置于纳米纤维上。或者，将超级吸收剂均勻分散在聚合物溶液中，之后，该聚合物溶液纺织成纳米纤维非织造织物，该纳米纤维非织造织物包括嵌入织物结构中的超级吸收剂。在一些实施方式中，复合材料用于净化皮肤，复合材料中包括的纳米纤维非织造织物具有至少一种或多种下述物理性质纤维直径在0. 001 μ m至10 μ m之间(例如，在 0. 1 μ m至1. 5 μ m之间，或在300nm至900nm之间)；平均孔尺寸在0. 01 μ m至500 μ m之间 (例如，优选小于250 μ m,更优选小于100 μ m)；孔隙率，(即，非织造织物的空隙占总体积的百分率)，在40%至90%之间(例如，在70%至90%之间)；活性层厚度在0. Imm至2mm之间；密度在0. 8-1. 5g/cm3之间；单位面积的质量在50-500g/m2之间(例如，在50_400g/m2之间，或在150-250g/m2之间)；根据EDANA标准WSP 110. 4 (05)(条样法)检测，断裂拉伸强度和伸长率在1. 5-2MPa之间，和在485% -500%之间；根据EDANA标准测试WSP 240. 2 (05) 所述的茶袋检测方法检测，对盐水(0.9%的NaCl水溶液，30分钟)的吸收能力(tb)在大约8g/g至10g/g之间；根据EDANA标准测试WSP 241. 2 (05)所述的方法检测，对盐水(0. 9% 的NaCl水溶液，30分钟)的保留能力(CRC)在大约6g/g至8g/g之间。在另一些实施方式中，所述由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物构成的活性层优选具有至少一种或多种下述性质超级吸收剂(SAP)的填充量，按照干燥材料的重量之比计算，在大约10 %到80 %之间(例如，在大约40 %至80 %之间，或在大约50 %到70 % 之间)；根据EDANA标准测试WSP 240.2(05)所述的茶袋检测方法检测，对盐水(0.9%的 NaCl水溶液，30分钟)的吸收能力(tb)，基于SAP填充量为50%，在20g/g至50g/g之间 (例如，在25g/g至31g/g之间)，或者，基于SAP填充量为75%,吸收能力在大约38g/g至 45g/g之间；根据EDANA标准测试WSP 241. 2 (05)所述的离心方法检测，对盐水(0. 9 %的 NaCl水溶液，30分钟)的保留能力(CRC)在14g/g至40g/g之间(例如，在20g/g至35g/ g之间)，基于SAP填充量在50%至75%之间；并且，接触角度，在22°C和55%相对湿度条件下测量((Fibro DAT of Rycobel，Belgi μ m))，在 110° 至 125° 之间。在此使用的，术语“或”还包括“和”的意思。在此使用的，单数的术语还包括它的复数形式。为了实现前述的和相关的结果，在此，结合下面的描述和附图，描述所揭示的创新的一些解释说明的方面。这些方面指出了，无论如何，可以使用所揭示的原理的各种方式中的少数几种方式，并且，倾向于包括所有这些方面和它们的等同特征。通过下面结合附图的详细的描述，其它优势和创新特征将变清楚。
图1是本发明提供的织物复合材料的横截面示意图；图2是本发明提供的织物复合材料的另一个实施方式的横截面示意图；并且图3是本发明提供的织物复合材料的另一个实施方式的底部表面的示意图；图4是本发明提供的织物复合材料的另一个实施方式的横截面示意图；图5是图4所示的实施方式的仰视图；图6是通过胶带剥离法获得的进入到皮肤中的模型物质的渗透情况示意图；图7是经洗涤后，角质层中的模型物质的分布示意图；图8是用由填充有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物构成的织物复合材料净化之后，角质层中的模型物质的分布示意图；图9是在施用和渗透之后，皮肤上荧光染料的分布的激光扫描显微镜(LSM)成像；图IOa和图IOb是在洗涤之后，荧光染料在皮肤上的分布的LSM成像；图11a，图lib和图Ilc是在用本发明提供的织物复合材料净化之后，荧光染料的分布的LSM成像；图12是根据本发明的概念净化人类皮肤的有毒害物质的方法的流程示意图；图13是根据本发明的概念净化人类皮肤的有毒害物质的方法的更进一步的步骤的流程示意图。
具体实施方式
下面，结合附图描述本发明，其中，相同的附图标号用来指相同的元件。在下述描述中，为了说明的目的，给出了许多具体细节以使本发明被彻底理解。这可能是明显的，不管怎样，没有这些具体细节，本发明也能够实施。在其它的实例中，熟悉的结构和设备以图的形式给出，以方便描述。通常，与有毒害物质接触后的皮肤经过用不同的洗涤剂和溶剂加强洗涤的净化方式不能取出已经渗入毛发的毛囊或表面皮肤细胞层，即，角质层的表面角化细胞的有毒害物质颗粒，其构成了常用物质的长期的存储库。通常，毛发的毛囊作为通常使用物质的长期存储库，与角质层相比，提供了显著增加的储藏时间(times)。另外，毛发的毛囊含有或被几种重要的目标结构包围，例如，毛细血管，茎和树突状细胞。因此，有危害物质显示出强的破坏性。而且，在通过加强洗涤的方式净化的情况下，需要从皮肤表面移除的有毒害物质部分磨擦进入毛发的毛囊和皮肤皱纹内。这样，有毒害物质在皮肤中的长期影响甚至可能增加。因此，可以有效从皮肤表面除去有毒害物质的，用于净化皮肤的材料，必然不利用洗涤方式。因此，本发明公布的吸收性织物复合材料不利用洗涤方式净化皮肤。所述织物复合材料包括支撑层，和与支撑层相连的活性层。活性层包括填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物，所述超级吸收剂能够吸收和保留来自于皮肤的有毒害物质。利用吸收性织物复合材料净化的一个优势是，它能够在不利用水的情况下立即实施，这不是在要求的时间内总能做到的。皮肤净化的有效方法可能不仅在工业或研究事故中很重要，在涉及恐怖分子袭击中也很重要。参考附图，如图1所示，一种吸收性织物复合材料12。该吸收性织物复合材料12 包括支撑层10，活性层20，和，可选择的，粘接层30和保护层40。支撑层10可以是薄膜或者织物网，并且，可以由高分子材料制成，所述高分子材料选自聚丙烯，聚氨酯，聚己酸内酯，尼龙，聚酰亚胺，聚乙烯醇，聚乙烯胺，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯，聚丙烯腈，聚环氧乙烷及其混合物或共聚物。优选的，支撑层10是疏水的，并且，由不透水汽的材料制成，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚丙烯。不透水汽的支撑层10紧贴在活性层20 上，活性层20以防湿汽的方式置于受污染的皮肤表面，并因此刺激覆盖的皮肤区域生成汗液。皮肤表面不能通过蒸发的方式将产生的汗液释放到环境中。而是，汗液，和冲出的有毒害物质一起，被纳米纤维非织造织物吸收并保留在超级吸收剂内。可选择的，支撑层10可以包括不透水汽的涂层或中间层。另外，支撑层10或活性层20中的至少一层被制备成可以透过热辐射或进行热传导或两者都可以。于是，被织物复合材料12覆盖的皮肤区域能够被有目的加热，例如，利用热辐射器或利用化学反应产生热量。从而获得了可以快速并可控制的刺激受污染皮肤区域生成汗液的方式。在支撑层10和皮肤表面之间的热转移可以通过热传导进行。优选的，支撑层10和活性层20都可透过热辐射。进一步的，织物复合材料12中，支撑层10和活性层20中至少一层被制成可以导热。例如，可以把导热纤维或导热细丝插入到支撑层10或活性层20中，或者，在活性层20 设置导热涂层。如在上述实施方式中所述的，涉及的皮肤区域可以利用合适的热源有目的加热，例如，利用电加热元件，并且，从而刺激汗液产生。活性层20还可以包括变色指示剂， 以指示汗液的生成。由于这一增加，可以为织物复合材料12的使用者指出从皮肤移开材料的最合适的时间。适于这个用途的变色指示剂的例子包括氯化钴(II)，醌茜粉末，五甲氧基红，甲基黄，酚酞，百里酚酞，对萘酚苯甲醇，4-硝基酚，3-硝基酚，邻甲酚酞，间甲苯酚红，百里酚蓝，间甲苯酚紫，或其组合物，当纳米纤维非织造织物吸收了足以净化的汗液量， 或，超级吸收剂用来吸收液体的容积用完了，这些变色指示剂的颜色会改变。变色指示剂可以与超级吸收剂结合并置于活性层20中，例如，在纳米纤维非织造织物纺织之前，将混合的超级吸收剂和变色指示剂加到高分子熔液或溶液内。上述的实施方式能够以任何方式相互结合起来。例如，所述支撑层10可以同时不透过水汽，具有热传导功能或可透过热辐射，或活性层20包含促进汗液产生的制剂。进一步的结合也是可想到的，并且包含在本发明的范围之内。所述支撑层10和活性层20相互一体成型。例如，支撑层10是织造织物，并且，活性层20的纳米纤维纺到支撑层10的织造织物细丝上并与其牢固地纺织到一起。优选地，支撑层10和活性层20相互连接在一起。各层可以分别制备，以具有各自想得到性能，之后， 通过现有技术中通常已知的化学、热或物理连接方式相互连接起来。进一步的，在一个优选的实施方式中，支撑层10具有弹性，使织物复合材料12最有利的适应皮肤。如果支撑层10有弹性，那么，织物复合材料12能够通过收缩或膨胀适应皮肤表面的形状。在另一个实施方式中，支撑层10被制备成不能膨胀。在吸收由汗液冲出来的有毒害物质的过程中，活性层20含有的超级吸收剂膨胀，结果导致活性层20体积增加。由于设置在活性层20远离皮肤的一侧的支撑层10不能膨胀，这种体积增加导致活性层20和皮肤表面之间的接触增强，并且，活性层20更牢固地靠在相关的皮肤区域上，并且，因此，净化效果进一步增强。另外，吸收性织物复合材料12的活性层20包括，含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物。优选的，所述超级吸收剂全部或主要由高分子颗粒组成，该高分子颗粒具有壳-核结构，是一个在有水存在时吸水膨胀的核和一个表面后固化的外壳，并且，因此具有低的 “凝胶堵”效应。所述高分子颗粒优选是这样的高分子颗粒的筛分部分，该高分子颗粒在与活性层20相结合之前，在外壳的表面后固化之后，没有被压碎。优选的，所述高分子颗粒具有的粒度分布是d5Q = 55-100 μ m，和d1(1(1 = 100-150 μ m，并且包括聚(甲基)丙烯酸酯/盐或(甲基)丙烯酸酯/盐共聚物，特别是聚丙烯酸钠。即是，优选的，50%的颗粒具有最大粒度55-100 μ m，和100%的颗粒具有最大粒度100-150 μ m。进一步的，超级吸收剂可以选自淀粉接枝聚合物，例如，商标为Waterlock 的产品，可生物降解的超级吸收剂，活性炭， 粘土，氧化铝，离子交换树脂或聚丙烯酸酯/盐(polyacrylates)。可生物降解的超级吸收剂的例子包括，例如，聚羧甲基纤维素或聚羟乙基纤维素的交联共聚物，和碳二亚胺。活性层20的由超级吸收剂涂覆的纳米纤维非织造织物，由直径小于10 μ m,优选小于1 μ m,更优选在300nm至900nm之间的超细纤维或超细细丝制成，并且，最优选由静电纺丝纳米纤维构成。所述纳米纤维非织造织物优选包括由热塑性，亲水或吸水的高分子材料形成的纤维或者细丝。最优选的，纳米纤维非织造织物由聚氨酯制成。纳米纤维非织造织物可以通过合适的高分子材料的熔融纺丝，静电纺丝，或喷气纺丝(NGJ)生产。还可以预期，非织造织物中的部分纳米纤维可以用微纤维代替。用于制备纳米纤维非织造织物的材料包括热塑性聚合物，它可以是聚氨酯，聚酰胺，聚酯，聚丙烯腈，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚环氧乙烷，醋酸纤维素，聚乙烯亚氨，聚己内酯，聚2-羟基甲基丙烯酸酯，或其混合物或共聚物。特别优选聚氨酯。为形成活性层20，可以将超级吸收剂粉末撒到一层静电纺丝的纳米纤维非织造织物上并以机械方式压入到纳米纤维结构中。最优选的，将超级吸收剂均勻分散在聚合物溶液中，之后，该聚合物溶液静电纺丝成纳米纤维非织造织物，该纳米纤维非织造织物包括嵌入到纤维结构中的超级吸收剂。包含在活性层20中的，由超级吸收剂涂覆的纳米纤维非织造织物，由于非织造织物中高的毛细管作用，具有特别的吸收性能，并且，根据有毒害物质在皮肤表面与非织造织物材料之间存在的浓度梯度，吸收必须除去的有毒害物质。有毒害物质从而有效的被超级吸收剂存储并保留。经过适当的净化时间后，例如，大约30秒到30分钟(例如，大约1至IJ5 分钟)之后，将包含吸收的有毒害物质的织物复合材料12从皮肤上取下来，所述净化时间的长短依赖于所述有毒害物质的性质。由于这种净化皮肤的方式基于含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物的吸收效果，避免了有毒害物质被磨擦进入毛发的毛囊和皮肤的皱纹中，并且，因此，阻止了有毒害物质颗粒进一步进入到毛发的毛囊或角化细胞的表面细胞层中。从而，可靠地排除了皮肤中有毒害物质的长期影响的危险。而且，粘接层30设置在复合材料12的面向皮肤的表面，以把复合材料12和皮肤连接在一起，并且，优选的，包括皮肤友好的粘接剂，尤其优选丙烯酸酯粘接剂。粘接层30 的增加导致了活性层20和皮肤的甚至更好的接触，进而，导致了净化效果的提高。保护层40是可选择的，并且，在织物复合材料12放到皮肤上之前取下来。而且， 为适用于较大表面，织物复合材料12可以制成布、敷布、敷料或膏药、及衣服或衣服的一部分。由于织物复合材料用于净化皮肤的预期用途，所述纳米纤维非织造织物优选具有至少一种或多种下述物理性质纤维直径在0. οο μπι至ΙΟμπι之间(例如，在0. Ιμπι至 1. 5 μ m之间，或在300nm至900nm之间)；平均孔尺寸在0. 01 μ m至500 μ m之间(例如，小于250 μ m或小于100 μ m)；孔隙率，(即，非织造织物的空隙占总体积的百分率)，在40%至 90%之间(例如，在70%至90%之间)；活性层厚度在0. Imm至2mm之间；密度在0. 8-1. 5g/ cm3之间；单位面积的质量在50-500g/m2之间(例如，在50_400g/m2之间，或在150_250g/m2 之间)；根据EDANA标准WSP 110. 4 (05)(条样法)检测，断裂拉伸强度在1. 5-2MPa之间， 断裂伸长率在485% -500%之间；根据EDANA标准测试WSP 240. 2 (05)所述的茶袋检测方法检测，对盐水(0. 9%的NaCl水溶液，30分钟)的吸收能力(tb)在大约8g/g至10g/g之间；根据EDANA标准测试WSP 241. 2 (05)所述的方法检测，对盐水(0. 9%的NaCl水溶液， 30分钟)的保留能力(CRC)在大约6g/g至8g/g之间。而且，所述由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物构成的活性层优选具有至少一种或多种下述性质超级吸收剂(SAP)的填充量，按照干燥材料的重量之比计算，在大约 10 %到80 %之间(例如，在大约40 %至80 %之间，或在大约50 %到70 %之间)；根据EDANA 标准测试WSP 240.2(05)所述的茶袋检测方法检测，对盐水(0.9%的NaCl水溶液，30分钟)的吸收能力(tb)，基于SAP填充量为50%，在20g/g至50g/g之间(例如，在25g/g至 31g/g之间)，或者，基于SAP填充量为75 %，吸收能力在大约38g/g至45g/g之间；根据
16EDANA标准测试WSP 241.2(05)所述的离心方法检测，对盐水(0. 9%的NaCl水溶液，30分钟)的保留能力(CRC)在14g/g至40g/g之间(例如，在20g/g至35g/g之间)，基于SAP 填充量在50%至75%之间；并且，接触角度，在22°C和55%相对湿度条件下测量(Fibro DAT of Rycobel，Belgiym)，在 110° 至 125° 之间。如图2所示的实施方式，图1所示的各层上另外设置不透水汽的阻隔层14。阻隔层14用来阻隔受污染皮肤区域并刺激汗液生成。在图2所示的实施方式中，阻隔层14由不透水汽的材料制成(例如聚丙烯或PET)。为了增强刺激汗液生成的功能，阻隔层14和支撑层10被制成可以透过热辐射或进行热传导。由阻隔层14或支撑层10覆盖的皮肤部分的生成汗液量的增加提高了织物复合材料12的净化效果。汗液冲出了已经渗入到毛发的毛囊和角化细胞的表面细胞层的有毒害物质。之后，汗液，和还存留在皮肤表面的有毒害物质和有毒害物质颗粒一起，被纳米纤维非织造织物中的超级吸收剂吸收并保留在那里。阻隔层14和支撑层10中的至少一层被制成可透过热辐射。于是，被织物复合材料 12覆盖的相关皮肤区域能够用热辐射器有目的加热，例如，或利用化学反应产生热量。从而获得了可以快速并可控制的刺激受污染皮肤区域生成汗液的方式。在阻隔层14和皮肤表面之间的热转移可以通过热传导进行。优选的，阻隔层14和支撑层10都可透过热辐射。进一步的，织物复合材料12的支撑层10或阻隔层14被设置成可以导热，例如，可以向支撑层10或阻隔层14内插入导热纤维或导热细丝，或者，在阻隔层14设置导热涂层。 如在上述实施方式中所述的，受污染的皮肤区域可以利用合适的加热源，例如电加热元件， 有目的加热，从而刺激汗液产生。在另外一个实施方式中，阻隔层14可以包含促进汗液产生的制剂，例如，把汗液促进剂放于阻隔层14面向皮肤的表面。于是，织物复合材料12如经皮给药系统一样起作用，首先，制剂被皮肤吸收，并刺激汗液产生。与经皮给药系统相比较，汗液促进制剂不要求长期生效，因为汗液的产生被控制在局部并且倾向于仅在净化过程中产生。受污染皮肤区域生成的汗液和有毒害物质一起冲出，和过量的制剂，接着，被纳米纤维非织造织物吸收并保留在超级吸收剂中。合适的汗液促进剂的例子包括，但不限于，烟酸甲酯，水杨酸2-羟乙酯，水杨酸甲酯，水杨酸乙酯，薄荷醇BP.，或含有苯衍生物的制剂，例如日本专利JP-A 10114649公布的。活性层20可以进一步包括变色指示剂以指示汗液的生成。由于这一变色指示剂的增加，可以向织物复合材料12的使用者指出从皮肤上移开材料的最合适的时间。适合这一用途的变色指示剂的例子包括，但不限于，氯化钴(II)，醌茜粉末，五甲氧基红，甲基黄， 酚酞，百里酚酞，对萘酚苯甲醇，4-硝基酚，3-硝基酚，邻甲酚酞，间甲苯酚红，百里酚蓝，间甲苯酚紫，或其组合物。当纳米纤维非织造织物吸收了足以净化的汗液量，和/或，超级吸收剂用来吸收液体的容积用完了，这些变色指示剂的颜色会改变。变色指示剂可以与超级吸收剂结合并置于活性层20中，例如，在纳米纤维非织造织物纺织之前，将混合的超级吸收剂和变色指示剂加到高分子熔液或溶液内。上述的实施方式能够以任何方式相互结合起来。所述支撑层10可以同时不透过水汽，具有热传导功能或可透过热辐射，或阻隔层14包含促进汗液产生的制剂。进一步的结合也是可想到的，并且包含在本发明的范围之内。
参考图3所示的实施方式，织物复合材料12包括支撑层10，支撑层10具有比活性层20的平面表面积更大的平面表面积，这样，支撑层10与活性层20重叠，而且环绕活性层 20边缘。支撑层10重叠部分的边缘设置有粘接层30。粘接层30设置在复合材料12面向皮肤的表面，并把织物复合材料12紧贴在皮肤上。这导致了活性层20和皮肤的甚至更好的接触，进而导致了净化效果的提高。而且，环绕活性层20的粘接层30可设置成能够除去皮肤的角化细胞的表面细胞层。当织物复合材料12从受污染的皮肤区域移开时，角化细胞的表面细胞层，和已经进入其中的有毒害物质颗粒，于是以非侵入的方式被取走，并且，从皮肤除去的有毒害物质的比例提高了。在所示的实施方式中，织物复合材料的形状是随意选择的，并且当然可以设置为任何方式。图4和图5表示了另一个实施方式。在这个实施方式中，复合织物材料22包括柔韧的支撑层10，和第一、第二活性层20，20’，其中，第一活性层20设置有金属涂层50。构成第一活性层20的纳米纤维非织造织物被制备形成峰和谷。第一活性层20的谷中填有第二活性层20’。至少第二活性层20’由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物构成。优选的，第一活性层20和第二活性层20’都包括超级吸收剂。粘接层30设置在金属涂层50 上(如图4所示)，或者，设置在支撑层10与活性层20，20’的重叠的边缘部分(如图5所示)。形成峰和谷的方法包括在纺织过程中用真空装置或网格操作控制纤维。制得的峰和谷可使吸收性部件20’和热传导部件50直接与皮肤接触。一个优点是，金属涂层50，作为热传导部件，为了导热，需要与皮肤直接接触。不管怎样，如果涂布整个表面，皮肤就不能与吸收层直接接触，并因此，吸收层不能最优的吸收污染物。通过形成峰和谷，吸收层20’和传导层50都能与皮肤直接接触。下面描述了对志愿者的试验，说明了本发明的织物复合材料有效净化人类皮肤的效果。检测材料和方法A)织物复合材料这些试验中所用的吸收性织物复合材料包括活性层，活性层包括基于热塑性聚氨酯的纳米纤维非织造织物，该非织造织物填有超级吸收剂LUQUASORB (BASF SE, Ludwigshafen, Germany)，该超级吸收剂具有壳-核结构，且粒度分布是d5(1 = 55-100 μ m， 和d1(l(l = 100-150 μ m。非织造织物和复合材料的其它参数如下所示纤维直径在300nm至1 μ m之间；孔尺寸在0. ΟΙμ 至500μπι之间；孔隙率，是非织造织物的空隙占总体积的百分率，大约80% ；活性层厚度大约0.5mm;并且单位面积的质量大约230g/m2。进一步的，所述由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物构成的活性层具有下述性质超级吸收剂的填充量(按照干燥材料的重量之比计算)大约50% ；根据EDANA标准测试WSP 240.2(05)所述的茶袋检测方法检测，对盐水(0.9%的 NaCl水溶液，30分钟)的吸收能力(tb)为大约^g/g ；
根据EDANA标准测试WSP 241. 2 (05)所述的离心方法检测，保留能力(CRC)是大约24g/g ；并且接触角度，在22°C和55%相对湿度条件下测量((Fibro DAT of Rycobel, Belgi μ m))，是大约 121°。B)模型组份和皮肤处理将含有3%的紫外线吸收剂甲氧基肉桂酸辛酯的防水遮光剂涂到10个健康志愿者的前臂屈肌处的皮肤上。所述遮光剂被选为模型组份，因为遮光剂在涂覆后就牢固的粘在皮肤表面。在选择的皮肤区域涂ang/cm2的遮光剂，每块皮肤区域的面积是4X5cm2。涂覆区域用硅阻隔层围起来，以避免皮肤表面的组分的扩散。经过10分钟渗透时间，渗透到皮肤中的组份通过下述胶布剥离法分析。C)净化通过在流动的含有肥皂的水下洗涤30秒，对一块皮肤区域进行净化。第二个皮肤区域不进行净化，作为对照标准。所有其它的皮肤区域用吸收性织物复合材料净化，织物复合材料压到皮肤表面1 分钟，不进行洗涤或按摩，且最后从皮肤上移开。D)胶布剥离法(Tape Stripping)胶布剥离法是基于连续的把胶布(Tesa Film, Beiersdorf, Hamburg, Germany)粘到皮肤上并取下。取下的胶布含有角化细胞的大约一个细胞层，和位于这一细胞层内的通常使用的物质的相应部分。与单个胶布一起取下的角质层的数量通过测定430nm处的伪吸收峰的光谱方法检测，同时，已渗透组份的含量通过紫外线吸收剂甲氧基肉桂酸辛酯在 310nm处的吸收来分析。每块皮肤区域，顺序粘上10个胶带并取下。皮肤区域的粗糙层的概况按照 Weigmann 等在"〃 Determination of the horny layer profile by tape stripping in combination with optical spectroscopy in the visible range as a prerequisite to quantify percutaneous absorption“ in Skin Pharmacol. Appl. Skin Physiol. 1999, vol. 12, pp. 34-45”所述的测定，其在此引为参考。具体地，通过加入从同一块皮肤区域取下的单个胶布的伪吸收，计算皮肤区域的粗糙层概况。渗透情况通过附着在相应的胶带上的角质层轮廓内的渗透的紫外吸收剂的量来测定。通常的例子如图6所示，其中，水平线之间的距离与和单个胶布一起取下的角质层的量相对应。顶部的水平线代表皮肤表面，并且， 较低的水平线与角质层的较深部分相对应。不同样品中的紫外线吸收剂甲氧基肉桂酸辛酯的含量用紫外线-可见光光谱仪 (UV/VIS光谱仪)通过吸收作用来测定。在240nm至500nm之间测量提取物UVNIS光谱的范围。紫外线吸收剂的含量由基于乙醇校准曲线的，310nm处测定的最大吸收峰计算得出。E)活体激光扫描显微镜(LSM)商业上可得到的活体激光扫描显微镜(Strat μ m , Optilas, Melbourne, Australia)用于测定皮肤表面上和皮肤表层中的荧光模型物质。使用的氩激光器的激发波长是480nm。激光扫描显微镜的基座与带用光纤的机头相连接。光学成像和聚焦系统置于机头内。研究的皮肤区域的面积是250Χ250μπι2。全部皮肤区域上的模型物质的荧光强度和分布，在净化之前和之后，立即检测。
结果图6显示了通过胶布剥离法获得的模型物质在皮肤中的渗透情况。特别的，图6 显示了紫外线吸收剂甲氧基肉桂酸辛酯的通常的渗透情况，涂覆10分钟后，不进行净化， 由皮肤区域A获得。组份的大部分位于第一细胞层。可以检测到深至角化细胞的第7细胞层的紫外线吸收剂。通常施用的紫外线吸收剂的大约90%可以在前10个胶布中检测到。图7显示了洗涤后角质细胞内的模型物质的分布。特别的，图7显示了洗涤后角质细胞内的紫外线吸收剂的分布。图7显示的结果表明，通过洗涤，表面细胞层内的紫外线吸收剂的含量减少到大约60%。无论怎样，与图6所示的渗透情况相比较，在更深的层中检测到紫外线吸收剂。图8显示了用织物复合材料净化后，模型物质在角质细胞中的分布，所述织物复合材料包括填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物。特别的，图8显示了用吸收性织物复合材料净化后的渗透情况。在这种情况下，与经洗涤的皮肤区域B相比较，角质层内的甲氧基肉桂酸辛酯的含量大幅度减少。特别地，在用织物复合材料净化皮肤的情况下，发现初始的紫外线吸收剂的含量减少到大约35%。没有观察到，如在洗涤情况下出现的，角质层的较深部分的渗透情况。用吸收性织物复合材料净化，获得了相似的结果，所述吸收性织物复合材料包括由纳米纤维非织造织物和超级吸收剂构成的活性层，并且，吸收性织物复合材料具有三明治结构，分别地，其中，活性层包括由不含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物制成的顶端覆盖层和底端覆盖层，和由填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物构成的基层，并且，所述基层设置于所述顶端覆盖层和底端覆盖层之间。因而，利用织物复合材料净化皮肤导致了从皮肤除去了大约70%的模型组份。在用织物复合材料净化的情况下，不进行按摩，所以，该净化方法不会刺激模型物质渗透到毛发的毛囊中。通常，毛发的毛囊作为通常使用物质的长期存储库，与角质层相比，提供了显著增加的储藏时间。另外，毛发的毛囊含有或被几种重要的目标结构包围，例如，毛细血管， 茎和树突状细胞。因此，有危害物质显示出强的破坏性。利用吸收性织物复合材料净化的优势是，它能够在不利用水的情况下立即实施，这不是在要求的时间内总能做到的。有效净化皮肤的方法可能不仅在工业或研究事故中很重要，在涉及恐怖分子袭击中也很重要。经过净化和未经过净化的皮肤表面的荧光模型物质的分布由LSM测量成像，如图 9至图11所示。明确的，图9显示了在施用和渗透之后，皮肤上荧光染料的分布的LSM成像。在未经过净化的皮肤表面检测到强的荧光信号(图9)。图IOa和图IOb显示了经洗涤之后荧光染料分布的LSM成像。洗涤程序导致通常使用的物质被从皮肤表面除去。无论怎样，在皱纹和毛发的毛囊孔区域，还存在着强的荧光信号(图IOa,图IOb)。图11a，图lib和图Ilc显示了用织物复合材料净化之后荧光染料分布的LSM成像。经过用吸收性材料净化之后，在皮肤表面、皱纹和毛发的毛囊孔区域，荧光信号都显著地降低。无论怎样，图Ila和图lib中，在皱纹和毛发的毛囊孔区域，还检测到低的荧光信号(图 11a，图 lib)。而且，我们发现，吸收性织物复合材料的施用时间超过1分钟后，不能提高净化效果。无论怎样，如图Ilc所示，在同一皮肤区域中重复施用吸收性材料导致几乎完全除去了在皱纹和毛发的毛囊孔区域中的荧光模型物质(图He)。图12和图13显示了，依据本发明的各个方面，净化人类皮肤有毒害物质的方法。 而且，为了简单说明的目的，此处所示的一个或多个方法(例如，以流程图表或图解的方式)显示并描述了一系列的步骤，应理解和体会到本发明并不限于这些步骤的顺序，因为， 根据有关内容，这些步骤可以按照不同的顺序实施，和/或，与此处所示或所述的其它步骤同时实施。例如，本领域技术人员可以理解和意识到，一个方法可选择表示为一系列相关的陈述或事件，例如陈述图表。而且，根据本发明，不是所有显示的步骤都要求实施成一套方法。参考图12，图12显示了一种净化人类皮肤有毒害物质的方法。在1200，织物复合材料被置于受污染的皮肤区域，放置预定的一段时间。织物复合材料被置于受污染的皮肤区域，不进行洗涤或按摩。而且，织物复合材料包括活性层，活性层包括含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物，超级吸收剂用于吸收和保留至少一种有毒害物质。并且，在1202，织物复合材料被从受污染的皮肤区域移开。参考图13，图13进一步说明了净化人类皮肤有毒害物质的方法。在1300，再次将织物复合材料置于受污染的皮肤区域。如前面所述的，我们发现，延长织物复合材料放置的时间，超过预定的一段时间后，不能提高净化效果。无论怎样，在同一处受污染的皮肤区域重复施用织物复合材料，导致了从受污染皮肤以及皱纹和毛发的毛囊孔，除去了几乎全部的有毒害物质。在1302，织物复合材料通过粘接层粘接到受污染的皮肤区域。所述粘接层置于活性层，并且把复合材料和受污染皮肤区域连接在一起。而且，所述粘接层被制备成可以从皮肤移除角化细胞的表面细胞层。当从受污染皮肤区域移开织物复合材料时，角化细胞的表面细胞层，和有毒害物质颗粒一起以非侵入的方式被取走，并且，除去的有毒害物质的比例增加了。在1304，在受污染皮肤区域刺激汗液生成，其中，支撑层不透水汽。被活性层或支撑层覆盖的皮肤部分生成汗液量增加，提高了织物复合材料的净化效果。汗液冲出了已经渗入毛发的毛囊和角质细胞的表面细胞层的有毒害物质。汗液，和还存留在皮肤表面的有毒害物质和有毒害质颗粒，接着被纳米纤维非织造织物中的超级吸收剂吸收并保留在其中。在一个具体的实施方式中，织物复合材料具有支撑层，该支撑层不渗透水蒸汽。所述不透汽的支撑层紧贴活性层，活性层以防湿汽方式置于受污染的皮肤表面，并且，因此，刺激所覆盖的皮肤区域产生汗液。在1306，在受污染皮肤区域刺激汗液生成，其中，活性层和支撑层中的至少一层被制备成可透过热辐射。支撑层和活性层中的至少一层被制备成可刺激皮肤生成汗液。被织物复合材料覆盖的相关皮肤区域于是利用热辐射器，例如，或者化学反应产生的热，被有目的加热。从而，获得了快的和可控制的刺激受污染皮肤区域生成汗液的方法。在1308，在受污染皮肤区域刺激汗液生成，其中，织物复合材料的活性层和支撑层中的至少一层被制备成可以导热。例如，可以向支撑层和/或活性层内插入导热纤维或导热细丝，或者，在活性层设置导热涂层。如在上述实施方式中所述的，涉及的皮肤区域可以利用合适的加热源，例如电加热元件，有目的加热，从而刺激汗液产生。在1310，在受污染皮肤区域刺激汗液生成，其中，活性层包含促进汗液生成的制
21齐IJ。例如，把汗液促进剂放于活性层面向皮肤的表面，该制剂将刺激皮肤生成汗液以冲出有毒害物质。因此，织物复合材料如经皮给药系统一样起作用，制剂首先被皮肤吸收，并刺激汗液产生。合适的汗液产生制剂可以是烟酸甲酯，水杨酸2-羟乙酯，水杨酸甲酯，水杨酸乙酯，薄荷醇B. P.，或含有苯衍生物的制剂，例如日本专利JP-AlOl 14649公布的。而且，活性层还可以包括变色指示剂以指示汗液的生成。由于这一变色指示剂的增加，可以向织物复合材料的使用者指出从皮肤上移开材料的最合适的时间。适合这一用途的变色指示剂是，例如，氯化钴(II)，醌茜粉末，五甲氧基红，甲基黄，酚酞，百里酚酞，对萘酚苯甲醇，4-硝基酚，3-硝基酚，邻甲酚酞，间甲苯酚红，百里酚蓝，间甲苯酚紫，或其组合物，当纳米纤维非织造织物吸收了足以净化的汗液量，和/或，超级吸收剂用来吸收液体的容积用完了，这些变色指示剂的颜色会改变。变色指示剂可以与超级吸收剂结合并置于活性层中，例如，在纳米纤维非织造织物纺织之前，将混合的超级吸收剂和变色指示剂加到高分子熔液或溶液内。上述的实施方式能够以任何方式相互结合起来。所述支撑层可以同时不透过水汽，具有热传导功能或可透过热辐射，和/或活性层包含促进汗液产生的制剂。进一步的结合也是可想到的，并且包含在本发明的范围之内。所述支撑层和活性层可以互相一体成型。例如，支撑层是织造织物，并且，活性层的纳米纤维纺到支撑层的织造织物细丝上并与其牢固地纺织到一起。优选的，支撑层和活性层相互连接在一起。各层可以分别制备，以具有各自需要的性能，之后，通过现有技术中通常已知的化学、热或物理连接方式相互连接起来。另外，可以预见的，上述各层可以互相交换，不影响本发明的整体概念。在此描述的各个说明性的方面与所述内容和所附的图相结合进一步说明了这种可交换性。这些方面陈述了，无论怎样，在此所述的各层可以使用和交换的各种方式中的少数几种，并且，可预期的发明倾向于包括所有这些方面和他们的等效特征。进一步的，上述内容包括要求保护的内容的例子，当然，不可能为了描述要求保护的内容的目的，描述每一个可想到的各部分或方法的组合，但是，本领域技术人员可以认识到，要求保护内容的多种进一步的结合和排列是可能的。因此，要求保护的内容包括所有涵盖在本发明权利要求的精神和范围内的更改、变化与修饰。而且，在说明书或权利要求书中所用的术语“包括”的范围，这个词倾向于包括与术语“包含”相近似的方式，因为“包含”这个词在权利要求中用作过渡词，被解释了。
权利要求
1.一种吸收性织物复合材料，包括任意的支撑层和活性层，其中，活性层与支撑层相连接，并且，活性层包括纳米纤维非织造织物，该非织造织物任意地填有超级吸收剂。
2.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层和活性层是相互一体成型的。
3.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层和活性层是相互连接的。
4.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层不渗透水蒸汽。
5.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层是热辐射可透过的。
6.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层导热。
7.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述活性层进一步包括制剂，该制剂能够刺激皮肤生成汗液或反应以中和有毒害物质。
8.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述活性层进一步包括导热涂层。
9.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层具有弹性。
10.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层是不可膨胀的。
11.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的超级吸收剂包括聚合物颗粒，所述聚合物颗粒包括能够吸水膨胀的核和表面后固化的外壳。
12.根据权利要求11所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述聚合物颗粒是这样的颗粒的筛分部分，该颗粒在外壳表面后固化后，没有被压碎。
13.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述超级吸收剂包括淀粉接枝聚合物，可生物降解的超级吸收剂，活性碳，粘土，氧化铝，离子交换树脂，或聚碳酸
14.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物包括纤维素，纤维素衍生物，聚氨酯，聚酰胺，聚酯，聚丙烯腈，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚环氧乙烷，醋酸纤维素，聚乙烯亚胺，聚己酸内酯，聚2-羟甲基丙烯酸酯，或它们的混合物或共聚物。
15.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物包括聚氨酯。
16.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层包括纤维素，纤维素衍生物，聚丙烯，聚氨酯，聚己酸内酯，尼龙，聚酰亚胺，聚乙烯醇，聚乙烯胺， 聚酯，聚丙烯腈，聚环氧乙烷，或它们的混合物或共聚物。
17.根据权利要求16所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述聚酯是纤维素，纤维素衍生物，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚乙醇酸交酯，聚乳酸，聚己酸内酯，聚己二酸亚乙基酯，聚羟基脂肪酸酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，或它们的混合物或共聚物。
18.根据权利要求16所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层包括纤维素，纤维素衍生物，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚丙烯，尼龙，聚酯。
19.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层大于所述活性层，并且，环绕支撑层的边缘设置有粘接层，用来把复合材料贴到皮肤上。
20.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述吸收性织物复合材料还包括粘接层。
21.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述活性层进一步包括变色指示剂以指示汗液的生成。
22.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述吸收性织物复合材料还包括至少一层不含有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物。
23.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述任意的支撑层是柔韧的。
24.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述吸收性织物复合材料还包括粘接层，该粘接层设置在活性层上。
25.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物包含的纤维的直径在0. 001 μ m至10 μ m之间。
26.根据权利要求25所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物包含的纤维的直径在0. 1 μ m至1. 5 μ m之间。
27.根据权利要求25所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物包含的纤维的直径在300nm至900nm之间。
28.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的平均孔尺寸在0. 01 μ m至500 μ m之间。
29.根据权利要求28所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的平均孔尺寸小于250 μ m。
30.根据权利要求四所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的平均孔尺寸小于100 μ m。
31.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的孔隙率在10 %至90 %之间，或在40 %至90 %之间。
32.根据权利要求31所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的孔隙率在70%至90%之间。
33.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的密度在0. 5g/m3至1. 5g/m3之间，或在0. 8g/m3至1. 5g/m3之间。
34.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的单位面积的质量在5g/m2至1000g/m2之间，或在50g/m2至500g/m2之间。
35.根据权利要求34所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的单位面积的质量在50g/m2至400g/m2之间。
36.根据权利要求34所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的单位面积的质量在150g/m2至250g/m2之间。
37.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的断裂强度在0. I-IOOMPa之间，或在0. 5-5. OMPa之间，并且，断裂伸长率在 100% -2000%之间，或在 250% -1000%之间。
38.根据权利要求37所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的断裂强度和伸长率在1. 5-2. OMPa之间，和在400% -500%之间。
39.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的吸盐水量在大约Og/g至大约200g/g之间，或在大约2. 5g/g至大约150. Og/g之间。
40.根据权利要求39所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物的吸盐水量在大约8. Og/g至大约10. Og/g之间。
41.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物保留盐水的能力在大约Og/g至大约200g/g之间，或在大约3. 0g/g至大约25. 0g/g之间。
42.根据权利要求41所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述纳米纤维非织造织物保留盐水的能力在大约6. 0g/g至大约8. 0g/g之间。
43.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述活性层中超级吸收剂的填充量在大约0. 至大约80%之间，或在大约10%至大约80%之间。
44.根据权利要求43所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述活性层中超级吸收剂的填充量在大约40%至大约80%之间。
45.根据权利要求43所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，所述活性层中超级吸收剂的填充量在大约50%至大约75%之间。
46.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，当所述活性层中超级吸收剂的填充量是50%时，活性层的吸盐水量在大约10g/g至大约100g/g之间；当所述活性层中超级吸收剂的填充量是75%时，活性层的吸盐水量在大约20g/g至大约75g/g之间； 或者，当活性层不填充超级吸收剂时，活性层的吸盐水量至少是0. 01g/g。
47.根据权利要求46所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，当所述活性层中超级吸收剂的填充量是50%时，活性层的吸盐水量在大约25g/g至大约31g/g之间；或者，当所述活性层中超级吸收剂的填充量是75%时，活性层的吸盐水量在大约38g/g至大约45g/g 之间。
48.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，当所述活性层中超级吸收剂的填充量在50%至75%之间时，活性层保留盐水的能力在14g/g至40g/g之间。
49.根据权利要求1所述的吸收性织物复合材料，其特征在于，当所述活性层中超级吸收剂的填充量在50%至75%之间时，活性层保留盐水的能力在20g/g至35g/g之间。
50.一种通过吸收或捕获有毒害物质的净化被有毒害物质污染的皮肤区域的方法，包括下述步骤将吸收性织物复合材料放置到被污染的皮肤区域，放置预定的一段时间，并且，将吸收性织物复合材料从被污染的皮肤区域移开，其中，所述吸收性织物复合材料包括任意的支撑层和活性层，活性层与支撑层相连接， 并且，活性层包括纳米纤维非织造织物，该非织造织物任意地填有超级吸收剂，并且，该方法不包括洗涤或按摩步骤。
51.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述吸收性织物复合材料还包括粘接层，该粘接层设置在活性层上，面向受污染的皮肤区域。
52.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将第二个吸收性织物复合材料放置到受污染的皮肤区域，其中，所述第二个吸收性织物复合材料包括任意的支撑层，活性层，和粘接层，所述活性层与支撑层相连接，并且，包括任意地填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物；并且所述粘接层设置在活性层上，面向受污染的皮肤区域，并且，将吸收性复合材料附着在受污染的皮肤区域。
53.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，所述支撑层不透过水或油蒸气。
54.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，所述活性层和支撑层中的至少一层可透过热辐射。
55.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，所述活性层和支撑层中的至少一层导热。
56.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述方法还包括刺激受污染的皮肤区域生成汗液，其中，所述活性层含有汗液促进剂。
57.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述有毒害物质是固体颗粒，水溶液， 或油物质。
58.一种通过吸收和捕获有毒害物质的净化人类皮肤有毒害物质的方法，包括下述步骤将织物复合物放置到被污染的皮肤区域，放置预定的一段时间，并且，将织物复合物从被污染的皮肤区域移开；其中，所述织物复合物包括纳米纤维非织造织物，和整合在纳米纤维非织造织物中的任意的超级吸收剂，所述纳米纤维非织造织物具有的纤维的直径小于ι μ m。
59.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，所述受污染的皮肤区域包括放置织物复合物之前的受污染的毛发的毛囊，并且，在织物复合物移开时或之后，所述有毒害物质被从毛发的毛囊移除。
60.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，所述有毒害物质是固体颗粒，水溶液， 或油物质。
61.吸收性织物复合材料用于制备一种器件的用途，该器件用于净化被有毒害物质污染的皮肤区域，其特征在于，所述吸收性织物复合材料包括任意的支撑层和活性层，所述活性层与支撑层相连接并且包括任意地填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物。
全文摘要
本发明尤其提供一种吸收性织物复合材料，该材料包括柔韧的支撑层和与支撑层相连的活性层，其中，活性层包括任意地填有超级吸收剂的纳米纤维非织造织物。
文档编号A61F13/02GK102596132SQ201180004385
公开日2012年7月18日 申请日期2011年2月21日 优先权日2010年8月20日
发明者J·莱得曼, L·M·弗雷泽, W·卡达芬南 申请人:Sns纳米光纤技术公司