用于纺织品和其他基质的功能性生物材料涂层制造技术

本申请涉及一种用于纺织品和其他基质的功能性生物材料涂层。在一些方面，本发明专利技术的主题预期：提供基质；提供待被附着至基质的生物材料；并且使基质和生物材料经受来自由大气压等离子体装置产生的等离子体的反应性物质，直到生物材料附着至基质。生物材料可以是丝多肽或羊毛多肽。生物材料在基质经受等离子体的反应性物质之前作为单体膜被沉积在基质的表面上。在具有生物材料的膜的基质经受反应性物质后，反应性物质促进膜聚合为在基质的底层部分上的涂层。所得到的涂覆的基质是具有基于选择使用的生物材料的改善的属性的新颖的构建体。例如，丝蛋白质可以用于改善纺织材料的手感或强度。

Functional biomaterial coatings for textiles and other substrates

The present application relates to a functional biological material coating for textiles and other substrates. In some aspects, the subject matter of the present invention is expected to provide a matrix; to provide biomaterials to be attached to the matrix; and to subject the matrix and biomaterials to reactive substances from plasma generated by atmospheric pressure plasma devices until the biomaterials adhere to the matrix. Biomaterials can be silk polypeptide or wool polypeptide. Biomaterials are deposited on the surface of the substrate as monomer membranes before the substrate undergoes plasma reactive substances. After the matrix with bio-material membranes undergoes reactive substances, the reactive substances promote the membrane to polymerize into coatings on the underlying part of the matrix. The resulting coated substrate is a novel construct with improved properties based on the selective use of biological materials. For example, silk proteins can be used to improve the feel or strength of textile materials.

【技术实现步骤摘要】
用于纺织品和其他基质的功能性生物材料涂层本申请是申请日为2014年10月14日，申请号为201480069862.8，专利技术名称为“用于纺织品和其他基质的功能性生物材料涂层”的申请的分案申请。相关申请本申请要求于2013年10月21日提交的美国临时申请序列第61/893,619号的权益和优先权，其内容据此如同全文在本文中叙述一样通过引用被并入以用于所有目的。背景本专利技术的主题涉及用于纺织品和其他基质的功能性生物材料涂层。其特别涉及将丝多肽、尤其是天然的或合成的蜘蛛丝多肽应用至纺织品表面。本专利技术的主题可以使用在大气压系统中产生的等离子体以促进涂层的形成。现代纺织品被设计成赋予最终产品选择的性质。例如，对于服装产品，选择的性质可以包括：防水性、透气性、防风性、保暖性、弹性、耐用性、可染性、舒适性、抗紫外线性等。在现代户外用品的情况中，在给定的衣服中对于多种这类性质存在需求。然而，提供一种给定的性质可能以牺牲提供另一种性质为代价。例如，防水服使用的材料趋向于是硬的并且对于使用者皮肤而言不舒适。最透气的衣服往往不防水。较软的、更舒适的衣服往往不是最耐用的。因此，在纺织材料的单个层中实现多种目标是极其困难的。因此，实现多种目标的衣服通常以多个层制成或采用沉积在给定的纺织品层上的材料的多个涂层制成。这样的多个层的使用除了其他缺点以外，产生了额外的且低效的制造步骤和制造成本、额外的重量和体积。就前述而言，对于改善使用者对于已知的或待发现的纺织材料具有的触觉经验存在特别的需求。在服装工业中，感觉经验已被称为织物的“手感”。手感通常可以被定义为“通过由触感获得的反应而评估的织物的品质”。对于具有多种性质的最终产品的高效的且简单的结构具有需求的其他领域包括床上用品、桌布、内饰、帏帐、帐篷、遮阳篷等。因此，对于解决前面提及的需求的改善的纺织品结构和制造方法存在大量需求。通过本文公开的本专利技术的主题解决这些需求和各种其他需求。概述一般而言，本专利技术的主题涉及处理诸如纺织品的基质的方法，以改善基质性质。在一些方面，本专利技术的主题预期：提供具有大体上片状或平面形式的基质；提供待被附着至基质的生物材料，并且使基质和生物材料经受来自由大气压等离子体装置(atmosphericplasmaapparatus)产生的等离子体的反应性物质，直到生物材料附着至基质。基质可以包括生物材料，诸如丝多肽。在基质经受等离子体反应性物质之前，生物材料作为单体膜被沉积在基质的表面上。在具有生物材料的膜的基质经受反应性物质之后，反应性物质促进膜聚合为在基质的底层部分上的涂层。所得到的经涂覆的基质是新颖的构建体，其具有基于选择使用的生物材料的改善的属性。例如，丝蛋白质可以被用于改善纺织材料的手感或强度。在其可能的实施方案的一些中，本专利技术的主题大体上涉及具有多肽的纺织材料的涂层，所述多肽赋予纺织品新的性质，同时并不必然使纺织品的现有性质或特性无效。在本专利技术的主题下特别预期的是基于各种天然丝或合成丝(例如，蛾丝或蜘蛛丝)的多肽或蛋白质的涂层。纺织品不限于任何特定类型。如在本文中使用的，“纺织品”在最广泛的意义上使用，即织造的、编织的、毡制的或其他织造的或非织造的柔软材料的薄片，所述柔软材料像织物或布料一样可用于诸如服装、鞋类和内饰及其部件的制品的最终物品。纺织品可以由合成纤维、天然纤维、混纺、以及基于生物的纤维材料组成。纺织品可以用于许多应用，包括休闲服装、商务服装或制服、家纺、家具或运输工具内饰、诸如桌布或纸巾的酒店制品、地毯、毛毡类、户外家具、油布或遮光布，以及任何其他纤维制品。织物可以是柔性的、纤维状的非织造基质，诸如纸和纸绷带(paperbandage)、一次性服装或湿巾。在其可能的实施方案的一些中，本专利技术的主题涉及在等离子体加工操作中作为基质(在本文中其也可以被称为“工件”)的织造纺织品和非织造纺织品的表面改性。被称为“大气压等离子体”加工的等离子体加工操作的种类特别适合用于产生这样的改性。由本专利技术的主题特别预期的是具有将多肽或蛋白质涂层应用至基质表面的性质的改性。在一些实施方案中，等离子体加工用于将新的功能性蛋白质沉积并固化到织物表面上。例如，通过将丝多肽或丝蛋白质沉积到织物上，可以改变织物的手感和/或增加织物的强度。因此，在一些实施方案中，本专利技术的主题涉及关于预定的手感或触觉属性(例如光滑性、摩擦力、弹性、导热性以及任何其他触觉属性)改善纺织品的手感。通过等离子体沉积改变手感包括不仅合成蛋白质和天然蛋白质的沉积，还有纤维素材料以及尚待开发的生物材料的沉积。本申请提供如下方面的内容：1).一种处理基质的方法，包括提供基质；提供待被附着至所述基质的生物材料；以及使所述基质和所述生物材料经受来自由大气压等离子体装置产生的等离子体的反应性物质，直到所述生物材料附着至所述基质。2).如项目1)所述的方法，其中所述基质包括在所述基质经受所述等离子体的反应性物质之前作为单体膜沉积在所述基质的表面上的生物材料，并且其中在具有生物材料的所述单体膜的所述基质经受所述反应性物质后，所述反应性物质促进所述膜聚合为在所述基质的底层部分上的涂层。3).如项目1)所述的方法，其中在将所述基质放置在所述等离子体装置的室中之后将所述生物材料作为膜沉积在所述基质上。4).如项目1)所述的方法，其中将所述生物材料进料至等离子体装置的产生等离子体的电场中，并且所述生物材料和/或所述基质上的表面位点被转变成反应性物质使得所述生物材料和所述基质结合在一起。5).如前述项目中任一项所述的方法，其中将所述基质放置在所述等离子体装置的所述产生等离子体的电场内。6).如前述项目中任一项所述的方法，其中将所述基质放置在所述等离子体装置的所述产生等离子体的电场的外部但与在所述等离子体中产生的反应性物质连通，所述反应性物质促进所述基质结合至生物材料和/或促进所述生物材料结合至其自身，以便使所述生物材料附着至所述基质的底层部分的表面上的同延涂层中。7).如本文的项目中任一项所述的方法，其中所述生物材料包括相同或不同类型的混合多肽。8).如项目中任一项所述的方法，其中所述基质包括纺织材料。9).如本文的项目中任一项所述的方法，其中所述多肽包括丝多肽例如蜘蛛丝多肽、或羊毛多肽。10).如项目中任一项所述的方法，其中所述纺织材料选自基于石油的合成纤维纺织品的组，所述基于石油的合成纤维纺织品的组由聚酯、尼龙、合成聚氨酯(以合成革的形式)纤维素以及用于鞋类、设备和服装的其他材料组成但不限于以上各项。11).一种处理基质的方法，包括提供纺织品；提供包括待被附着至所述基质的丝多肽的单体混合物；使所述基质和生物材料经受足以使所述单体混合物作为所述丝多肽的聚合物涂层附着至所述基质的条件；以及继续所述条件直到形成所述聚合物涂层。12).如本文的项目11)所述的方法，其中所述条件通过被配置用于大气压等离子体产生的等离子体装置提供，并且在所述装置中产生的等离子体促进聚合。13).如本文的任一项目所述的方法，还包括操作联结至所述等离子体装置的连续进料组件以提供基质材料向所述等离子体装置的反应区的输入。14).如本文的项目中任一项所述的方法，其中所述涂层具有至少1nm-1mm的平均厚度。15).一种构建体，包括基质材料以及同延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构建体，包括基质材料以及同延地附着至所述纺织材料的表面的天然的或合成的生物材料的聚合层，其中所述基质包括具有大体上片状或平面形式的纺织材料并且所述生物材料包含蛋白质。

【技术特征摘要】
2013.10.21 US 61/893,6191.一种构建体，包括基质材料以及同延地附着至所述纺织材料的表面的天然的或合成的生物材料的聚合层，其中所述基质包括具有大体上片状或平面形式的纺织材料并且所述生物材料包含蛋白质。2.如权利要求1所述的构建体，其中所述纺织材料选自基于石油的合成纤维纺织品的组，所述基于石油的合成纤维纺织品的组由聚酯、尼龙、合成聚氨酯(以合成革的形式)纤维素以及用于鞋类、设备和服装的其他材料组成但不限于以上各项。3.如权利要求1所述的构建体，其中所述涂层包含丝多肽，例如蜘蛛丝多肽。4.如权利要求3所述的构建体，其中所述涂层为至少1nm-1mm厚(平均厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾斯汀·李·格拉迪什，玛丽埃伦·史密斯，
申请(专利权)人：北面服饰公司，
类型：发明
国别省市：美国,US