[發明專利]包括納米纖維素材料以及納米顆粒的納米復合材料的涂覆層

有效

• 申請號: 201711334931.5
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN108097554B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 奧德·舒葉夫;優素?！づ翣柕贍?/a>;希拉·尤奇里斯;西格爾·巴魯克-莎倫;尤瓦爾·尼沃
• 申請（專利權）人: 耶路撒冷希伯來大學伊森姆研究發展有限公司
• 主分類號: B05D1/00
• 分類號: B05D1/00;B05D3/00;B82Y30/00;C08J5/00;C08J7/048;C08K3/08;C08K3/10;C08K3/22;C08K7/16;C08L1/04;C08L23/06;C09D11/108;C09D101/02;C09D7/65
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 牟靜芳;鄭霞

本申請涉及包括納米纖維素材料以及納米顆粒的納米復合材料的涂覆層。本發明提供制品以及用于制造這類制品的方法，所述制品包括在其至少一個區上涂覆有具有納米纖維素材料和納米顆粒的納米復合材料的層的基材。

本申請是申請日為2013年3月6日，申請號為201380012715.2，發明名稱為“包括納米纖維素材料以及納米顆粒的納米復合材料的涂覆層”申請的分案申請。

技術領域

本發明大體涉及纖維素納米材料的多層及其用途。

背景

納米晶體纖維素(nanocrystalline cellulose,NCC)是由纖維素做成的最令人興奮的新的生物材料之一，纖維素是樹木以及植物的細胞壁的主要成分，并且存在于例如造紙廠和城市污水系統爛泥的廢物流中。在其幾乎純的形式中，纖維素具有微小的晶體狀分子結構。NCC具有有趣的性能和許多潛在應用。NCC可以呈現為在水中的液晶溶液并且對自組裝成具有在納米級的厚度的大規模有序的膜是已知的。

納米尺寸的晶體具有有趣的尺寸依賴性結構以及光學特性。影響加工變量的能力允許人們控制這類納米晶體的結構、組成、尺寸以及分散水平。

由這類材料比如聚乙烯(PE)和聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)組成的塑料膜的常規的和廣泛的應用已經大大地增加，成為主要的環境問題。減少聚合物制品中的這類聚合物的量同時保持機械完整性，還賦予材料或制品光電特性的能力因多種原因，迄今因此已被證明不成功。

發明概述

本文所公開的本發明的發明人已開發出包含聚合材料和活性納米纖維素材料的新型的復合材料。由于活性納米纖維素材料賦予復合材料足以允許所使用的聚合材料的量大量減少的機械性能，并且由于與單獨的聚合材料所測量的相同的性能相比，活性納米纖維素材料還可以整體上調節復合材料的光學的、電子的、磁的以及機械的性能，因此本發明的復合材料為本領域已知的聚合材料提供獨特的且極好的替代物。

因此，本發明的復合材料可以被形成和構造成適合從供個人使用的制品到供工業應用中使用的制品的范圍的多種應用。

因此，本發明的一個方面提供具有基材的制品，所述基材在基材表面的至少一個區上涂覆有包括至少一種納米纖維素材料和多個納米顆粒的至少一個納米復合材料的層，所述至少一個表面區和納米纖維素材料之間的相互作用是靜電的。

換言之，本發明涉及包括基材和一個或更多個納米復合材料的涂層、層或膜的多層或堆疊結構。本發明的多層可以包括一個或更多個另外的納米顆粒和/或納米纖維素材料的層，其中所述納米顆粒和/或納米纖維素材料在形式上不是具有聚合材料的納米復合材料(即所有組分一起的共混物，非混合物)。

如本文所使用的“至少一個納米復合材料的層”是指與多個納米顆粒直接接觸的納米纖維素材料的層、涂層或膜，所述多個納米顆粒位于(定位于、夾于、嵌入于)所述納米纖維素材料的層之間的界面或多個界面區，和/或在基材表面和與其直接結合的納米纖維素材料的層之間的界面或界面區。納米復合材料的“層”通常是單層、雙層、多層、薄膜、分子層或納米纖維素/納米顆粒共混物的組合的任何形式。因此，納米復合材料的層包括賦予本發明的多層產品期望的光學和機械性能的所有期望的材料組分。每層的厚度可以是在5nm至1000nm之間，或從5nm和100nm，或從5nm和50nm，或從5nm和30nm，或從5nm和20nm，或從50nm至900nm，或從100nm至700nm，或從200nm至500nm。

應注意，本發明的多層產品可以另外包括其它的材料的層，包括不含納米顆粒的納米纖維素材料的層，如下文進一步公開的。

因此，每個層的數目和特性是可變的并且可以取決于期望的性能以及期望的膜厚度，它們可以利用例如不同的擴散方法來控制。在某些實施方案中，所述多層由多個納米纖維素/納米顆粒層組成，每一層的厚度是在約5nm和20nm之間。