CN102296371A - 层叠纳米纤维结构的生产和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种层叠纳米纤维结构的生产和用途、和一种用于生产纤维多孔结构的静电纺丝设备。该设备设计成为静电纺丝设备的出口和接收面之间的距离提供预定距离曲线。这可以通过按几何学原理改造静电纺丝设备或通过在纤维结构的增长过程中使出口相对接收面运动来达到。还描述了由所述静电纺丝设备获得的纤维结构，其包括纤维，其中纤维的直径沿静电纺丝纤维结构的一个维度具有预定的曲线。而且，本申请讨论了分层结构在创伤敷料和牙齿漂白方面的应用。

Description

层叠纳米纤维结构的生产和用途

本申请是申请日为2008年5月16日、申请号为No.200880016104.4、发明名称为“层叠纳米纤维结构的生产和用途”的母案的分案申请。

技术领域

本发明涉及纤维结构、制造该纤维结构的方法和设备。具体地，本发明涉及静电纺织(electrospin)纤维结构的方法和系统、所得产品(诸如纳米纤维结构)和它们的用途。本发明还涉及创伤敷料领域。更具体地，本发明涉及控制表面附近的液体量的方法和系统，例如在创伤敷料领域中。本发明还涉及牙科应用领域。更具体地，本申请涉及增白牙齿领域的方法、产品和系统。

背景技术

纳米纤维结构用于服装、过滤、医学和国防领域的多种应用中。根据纳米纤维结构的高孔隙率可用于吸收、固定和包含化学药品、溶剂、溶液、熔体和液体相，纳米纤维结构受到极大的关注。在许多优选高吸收的领域中，优选获得约5mL.cm^-2的吸收容量。在相同的领域中，优选大的纳米纤维结构。为了保证整个结构的吸收性质相同，使整个结构具有有规律的厚度是有用的。而且，纳米纤维结构在过滤方面的应用需要具有高纳污容量、多层次过滤、低截止值和有限压降的牢固结构。纳米结构可以使用静电纺织设备来生产。图1中显示一种基本设备，它由高压电源1和镇痛泵(anaesthesia pump)2组成，该泵包括一个注射器3，该注射器含有聚合物溶液4，该泵将该聚合物溶液运往金属针5的尖端，所述金属针位于喷丝头6中，所述喷丝头6包括一个上导电板7和一个下导电板8。在上板和下板之间施加电场，导致针尖端的聚合物溶液能够朝下方的元件的表面挤出。产生的电场使聚合物溶液克服将聚合物溶液保持在一起的内聚力。电场对内聚力调整的结果是，聚合物溶液液滴喷出，形成纳米尺寸的纤维，最终收集在下方的板上。沉积的结构的一般尺寸是直径为约10至15cm的圆弧面。因此，使用单喷嘴系统的时候，不可能以经济上可行的方法获得许多应用需要的大表面积。

在US 2002/0175449中，公开了用于静电纺织聚合物纤维的设备和方法。该方法包括通过调节变更电场电极上的电荷控制喷丝头尖端处的电场强度，以便提供受控直径的纤维。通过改变静电势，改变喷射流加速度，导致改变成形的纳米纤维的直径。这种静电势变化改变喷射流稳定性，因此，复合电极中相应的变化可用于稳定新的喷射流。两个相邻喷丝头之间的距离可以变化以便优化电场，即，使单个喷丝头的电场不会相互影响。

纳米纤维结构的一个具体应用是创伤敷料装置。创伤敷料可以应用于多种伤口类型，诸如切口、撕裂、擦破、刺伤、穿透伤、烧伤。

合成创伤敷料起初使用纱布基敷料或浆糊绷带(诸如锌糊料绷带)来制作。现代创伤敷料设计经常包括重要的性质，诸如具有保湿和吸湿功能或具有保湿和抗菌功能。特别在烧伤的情况下，处理伤口产生的伤口渗出液是主要问题。经常被用于处理这类伤口的技术是尽可能使伤口保持干燥，因为这可以帮助减少感染并帮助更好地治愈。然而，一项调查揭示，对于特殊的伤口，使伤口渗出液保持在伤口周围是更有利的。原因是，已经发现，渗出液中存在伤口治愈过程中涉及的重要分子和辅因子。

几种创伤敷料设计是公开的并且可从市场上购买。一种具体类别的创伤敷料以使用静电纺织的材料为基础。US 4,878,908公开了一种创伤敷料设计的例子，其具有纺织物衬垫、边缘有粘合表面、吸收性材料垫上覆盖着静电纺织的材料垫。然而，该创伤敷料设计仍存在改进的空间。

在一个方面，本发明涉及牙齿漂白领域。对于牙齿漂白，已知美观化应用的两个主要种类是在牙科医务所实施的应用和在牙科医务所以外(例如在消费者家中或在任何合适的地方)实施的应用。这些方案中的一些需要多次访问牙科医务所。

关于可以在牙科医务所之外实施的应用的一些方案涉及使用托架，该托架制作成适合使用者的嘴和牙齿，它们在牙科医务所制作但是可以在家中使用。由于成本，这类器件通常可能需要重复使用并且必需很坚固以便允许重复操作、清洗、添充、安装、除去等。

人们已经提供低成本方案，其中采用单种尺寸适合所有使用者的系统。因为这些系统经常不会与牙齿完美匹配，所以经常增加漂白剂的用量。另一方面，这类系统还具有漂白剂泄漏到牙龈和任选地被吞下的问题。

宝洁公司的US2005/0196352A1公开了一种牙齿漂白方法，其中，该方法包括向多个相邻的牙齿施加牙齿漂白递药系统。该牙齿漂白递药系统包括条状材料和具有过氧化物活性成分的牙齿漂白组合物。该方法包括将条状材料的第一部分施加到牙齿的正面上，绕多个相邻牙齿的切缘折叠条状材料的第二部分，折叠条状材料的第二部分以覆盖相邻牙齿的切缘以便向牙齿的舌面施加该第二部分。

发明内容

本发明的一个目的是提供生产纤维(例如纳米纤维)结构的创新性设备或方法。本发明的实施方式的一个优点是，可以获得包含纤维的纤维结构和生产该纤维结构的方法和设备，其中，所述纤维的直径随着静电纺织纤维结构的维度而变化，例如减小。本发明的实施方式的一个优点是，提供产生具有坚固结构的纳米纤维结构的方法和系统，所谓坚固结构即使用中很少或不发生分解、变形或分层的纳米纤维结构。本发明的实施方式的一个优点是，提供产生坚固的、多孔的和/或可重现的纳米纤维结构的方法和系统。而且，本发明的实施方式的一个优点是，提供具有优良液体吸收能力的纤维结构和它们的生产方法。本发明的实施方式的另一个优点是，提供具有优良控制释放能力和过滤性质的纤维结构和它们的生产方法。本发明的实施方式的一个优点是，可以以经济上可行的方法来提供纤维结构。本发明的实施方式的一个优点是，可以获得具有两个或更多个上述优点的组合的纤维结构。本发明的实施方式的一个优点是，可以制作层状结构。本发明的实施方式的一个优点是，采用相对接收器移动不同的喷嘴可以获得良好的重叠。

通过本发明的方法和设备可以实现以上目的。

本发明涉及生产纤维结构的静电纺织设备，所述静电纺织设备包括一组输出溶液或熔体的出口、接受来自所述一组出口的输出物的接收面，其中，所述接收面设计成沿着与所述接收面平行的第一方向移动，所述移动负责所述纤维结构的纵向生产，在所述一组出口和所述接收面之间产生电势差的电压源，其中特征在于，所述静电纺织设备设计成使得在所述纤维结构的生产过程中，存在静电纺织过程中设备的出口和接受面之间的距离根据预定的曲线变化，以便获得预定的纤维结构外部的纤维厚度轮廓。这种根据预定曲线的变化可以通过预定的距离曲线来获得，该距离是出口与接收面之间沿垂直于接收面的方向、对于不同出口是沿所述第一方向的距离。该预定的距离曲线可以是增加的距离曲线或减小的距离曲线。该预定的距离曲线可以是单调增加的距离曲线或单调减小的距离曲线。本发明的实施方式的一个优点是，提供允许产生包含纤维的纤维结构的设备，其中，所述纤维的直径沿所述静电纺织纤维结构的一个维度(dimension)而减小，并且，在与所述维度垂直的任意部分中，纤维直径的局部变化低于预定的水平，例如低于10％。在本发明的实施方式中，所述纤维的直径沿所述静电纺织纤维结构的一个维度单调减小。在本发明的其它实施方式中，纤维的直径根据预定的纤维直径曲线沿静电纺织纤维结构的一个维度变化。例如，所述纤维的直径沿所述静电纺织纤维结构的一个维度单调地、连续地减小。

在本发明的实施方式中，所述一组出口包括亚组出口，所述亚组出口的各出口由与所述接收面等距离的出口组成，各亚组与接收面之间的距离根据预定的距离曲线沿纤维结构的纵向增长方向变化。本发明的实施方式的一个优点是，可以产生包括两个或更多个相邻层的层状结构，其中，具有两个相邻层的各层由纤维组成，该纤维的平均直径小于其一个相邻层的纤维的平均直径、大于其另一个相邻层的纤维的平均直径。

在本发明的实施方式中，出口组可以包括在以一定角度相对于接收面倾斜的平面内。这是有利的，因为它允许生产包含纤维的纤维结构，其中，所述纤维的直径沿纤维结构的一个维度连续地减小。

根据本发明的实施方式，在静电纺织过程中出现喷嘴与接收器的距离变化，任选地所述过程中的距离变化与该过程之前和/或之后的距离变化相组合。

在本发明的实施方式中，所述出口组的至少两个相邻出口相互分隔至少1cm的距离。本发明的实施方式的一个优点是，提供能够生产具有高孔隙率的纤维结构的设备。所述出口组的至少两个相邻出口分离至少1cm的距离。特别有利地，两个相邻出口分离至少4cm的距离、非常有利地，两个相邻出口分离至少8cm的距离。所述出口组的两个出口可以各自相互分离至少1cm的距离，有利地分离至少4cm、更有利地分离至少6cm的距离。换句话说，至少有一个出口(例如喷嘴)离开最近的另一个出口的距离是至少1cm，有利地至少4cm，更有利地至少6cm。大多数或所有所述出口与其它出口可以分离至少1cm的距离，有利地分离至少4cm、更有利地分离至少6cm的距离。本发明的实施方式的一个优点是，提供能够生产坚固的、具有高孔隙率和直纤维的纤维结构的设备。作为一个任选的特征，出口(例如针)位于三角形装置或多个装置中。

在本发明的实施方式中，出口之间的距离可以设计成获得包含至少50％基本上不与相邻纤维交联的纤维的纤维结构。本发明的实施方式的一个优点是，提供能够生产仅存在低水平交联纤维的纤维结构的设备。

在本发明的实施方式中，出口之间的距离可以设计成可获得包含至少50％直纤维的纤维结构。

所述设备可以包括控制装置，用于在静电纺织过程中显著地改变产生的纤维的直径。

在本发明的实施方式中，用于改变产生的纤维的直径的装置可以是能在纤维结构的生产过程中或以外改变所述第一平面和所述接收面之间的距离的控制装置。作为一个任选的特征，下部分和上部分被设计成可相互垂直移动。

在本发明的实施方式中，设备可以设计成能产生多个纤维，其中，所述多个纤维中至少50％的纤维具有3至2000nm的平均直径。

在本发明的实施方式中，设备可以设计成能使用包含至少一种以下物质的聚合物溶液或熔体：聚酰胺、聚苯乙烯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乳酸、聚丙烯酸、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇、胶原、纤维素、壳聚糖、甲基丙烯酸酯、丝或金属。

本发明还涉及生产纤维结构的方法，所述方法包括以下步骤：提供一组用于输出溶液或熔体的出口、提供接受来自所述出口组的输出物的接收面，使所述接收面在与所述接收面平行的第一方向移动，在所述出口组和所述接收面之间施加电势差，在所述的移动和施加电势差过程中，向所述出口提供溶液或熔体，其中，在向出口提供溶液或熔体的过程中，出口和接受面之间的距离根据预定的曲线而变化，以便获得预定的纤维厚度轮廓。这种预定曲线的存在是由沿着纤维结构纵向生长的方向、出口沿与接收面之间在垂直于接收面的方向上的距离的变化所引起，或者由出口组相对接收面的实际相对移动引起。该预定的距离曲线可以是增加的或减小的距离曲线，例如单调增加糊单调减小的距离曲线。所述两个或更多个出口的至少两个相邻出口可以分离至少1cm的距离，有利地分离至少4cm、更有利地分离至少6cm的距离。所述出口组的两个出口可以各自与另一个出口分离至少1cm的距离，有利地分离至少4cm、更有利地分离至少6cm的距离。

可以任选地通过在纤维结构的生产过程中调整所述相邻出口和所述接收面之间的距离来达到出口和接收面之间的距离变化。

该距离可以通过提供所述出口组和所述接收面之间的相对移动来调整。

作为一个有利的任选特征，该方法还可以包括沿着平行于所述接收面并且垂直于所述第一方向的方向相互移动至少一个所述出口组的出口和/或所述接收面。

方法可以设计成能产生多个纤维，其中，所述多个纤维的至少50％具有3至2000nm的平均直径。

方法可以设计成能使用包含至少一种以下物质的聚合物溶液或熔体：聚酰胺、聚苯乙烯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乳酸、聚丙烯酸、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇、胶原、纤维素、壳聚糖、甲基丙烯酸酯、丝或金属。

作为一个任选的特征，可以在出口组和接收面之间施加100V至200000V的电势差。

作为另一个任选的特征，每个出口的聚合物溶液或熔体的泵速率可以是0.01至500ml.h^-1。

作为一个任选的特征，溶液或熔体可以含有其它化合物，诸如抗菌的、药用的、疏水的/亲水的、防腐蚀的、催化的、氧化的/还原的、和其它性质的化合物。

本发明还涉及使用根据上述本发明的实施方式的方法生产的静电纺织纤维结构。

本发明还涉及包含纤维的静电纺织纤维结构，其中，所述纤维的直径根据预定的纤维直径曲线、沿所述静电纺织纤维结构的一个维度变化，并且其中，所述纤维直径在任何垂直于所述维度的方向上的变化小于10％。

在本发明的实施方式中，结构包含至少50％直纤维，其中，至少50％直纤维由50％或更多包含在5μm距离上基本上是直的部分的纤维组成。

静电纺织纤维结构可以包含至少50％基本上不与相邻纤维交联的纤维。

静电纺织的纤维结构可以包含至少50％随机取向纤维。

静电纺织的纤维结构可以具有至少60％孔隙率。

其纤维的50％或更多具有3至2000nm、优选等于或大于10nm、优选等于或小于700nm的平均直径。

本发明还涉及包含两个或更多个层的静电纺织的纤维结构，其中，各所述层由平均直径不同于相邻层的纤维的平均直径的纤维组成。

在本发明的实施方式中，纤维结构包含两个或更多个相邻的层，其中，具有两个相邻层的各层由纤维组成，该纤维具有预定尺寸的平均直径，该直径可以大于或小于其相邻层的纤维的平均直径。在一些实施方式中，纤维的平均直径可以小于其一个相邻层的纤维的平均直径并大于其另一个相邻层的纤维的平均直径。例如，直径可以作为深度的函数而减小，作为深度的函数而增大，作为深度的函数先减小后增大，作为深度的函数先增大后减小等。

本发明的实施方式的另一个目的是提供控制伤口附近的液体(例如渗出液)的优良装置或方法。本发明的实施方式的一个优点是，可以控制液体的量和流动。本发明的实施方式的一个优点是，可以吸收受控量的、任选大量渗出液量。本发明的实施方式的一个优点是，通过创伤敷料装置的接触表面可以达到良好控制流体离开和/或到达伤口的转移。这种转移可以超向不同于伤口或创伤敷料的接触表面的区域。本发明的实施方式的一个优点是，可以达到流体的控制释放，例如在与创伤敷料装置的接触面相反的一侧达到流体的控制释放。实施方式的一个优点是，当使用特定结构的实施方式时，伤口流体可以被吸收但是保持在伤口周围，甚至重新释放到伤口中。本发明的实施方式的一个优点是，创伤敷料装置能够控制离开伤口的渗出液的量，以便在伤口的附近存在受控量的渗出液。

通过本发明的实施方式的方法和设备来实现以上目的。

本发明涉及用于控制伤口附近的流体的创伤敷料装置，该创伤敷料装置包括包含多个纤维的纳米纤维结构，其中，所述纳米纤维结构包括接触伤口的接触表面，纳米纤维结构的纤维直径在垂直于接触表面的方向上变化，以便控制从伤口吸收流体和/或释放流体到伤口。本发明的实施方式的一个优点是，可以达到控制液体吸收的效果。本发明的实施方式的一个优点是，可以实现大量液体吸收。实施方式的一个优点是，可以吸收受控量的液体，可以在敷料的另一侧释放被吸收的液体或将被吸收的液体释放回伤口。

创伤敷料装置在垂直于接触面的方向的中间位置可以包含具有以下性质纤维，即该中间位置的纤维的直径小于接触面上的纤维的直径并且小于与接触面相反表面上的纤维的直径。一个优点是，可以获得从伤口吸收液体和/或释放液体到伤口的预定曲线。

从接触面至与接触面相反的纳米纤维结构的表面，纤维的直径可以减小。本发明的实施方式的一个优点是，可以建立从接触面至另一表面的流体动态转移。本发明的实施方式的一个优点是，伤口(可以被视为液体释放表面)能够基本上保持干燥。作为替代或者附加手段，受控量的液体可以保持在伤口处或伤口附近，这可能对治愈过程有利。本发明的实施方式的一个优点是，在与接触面相反的表面上可以获得最有效的蒸发性质，因为那里具有最高的比表面积。因此，与接触面相反的一面可以用作液体释放面。作为替代或者附加手段，还可以实现向伤口返回控制释放。

纤维的直径还可以遵循另一种关系，诸如从接触面开始减小，在结构的中心达到最小，从该中心开始至与接触面相反的纳米纤维结构表面一直增加。采用这类结构能够从伤口提取流体并且将流体释放回伤口。这导致伤口中的流体平衡，一种最近被描述成有利于伤口治愈过程的情况。

纳米纤维结构可以是包含至少两层具有不同直径的纳米纤维的层状纳米纤维结构。

创伤敷料装置可以包括至少一个纳米纤维的中间层，位于创伤敷料装置的其它纳米纤维层之间，由此，该至少一个中间层可以包含直径小于其它层中的纤维的直径的纳米纤维。

纳米纤维结构可以是静电纺织的。本发明的实施方式的一个优点是，可以以高效的方式制造创伤敷料装置。

纳米纤维结构可以具有65至99％、优选70至98、更优地75至95％的平均孔隙率。本发明的实施方式的一个优点是，可以获得高吸收容量。液体吸收容量可以是1至25g/1g聚合物，有利地10至25g/1g聚合物。

而且，纳米纤维结构可以包含形成凝胶的化合物。本发明的实施方式的一个优点是，创伤敷料装置的吸收容量甚至可以增加到最大70g/1g聚合物的液体吸收。

形成凝胶的化合物可以作为单根纳米纤维上的涂层来提供。形成凝胶的化合物可以通过被静电纺织在纳米纤维中而提供在创伤敷料装置中。

纳米纤维结构可以包含至少一个孔径小于150nm的部分，以便用作阻挡细菌的屏障。本发明的实施方式的一个优点是，因为纳米纤维结构中的孔尺寸基本上小于细菌的一般尺寸，所以可以获得伤口细菌屏障。

纳米纤维层可以在接触面一侧的至少一部分纳米纤维层中包含液体运输屏障，该液体运输屏障防止液体在接触面上侧向流动。侧向流动意味着在接触面平面内的任意方向的流动。本发明的实施方式的一个优点是，相邻伤口之间的交叉感染可以减少，因为可以减少、减慢、甚至防止液体从一个伤口到另一个伤口的流动。液体运输屏障可以设计成将纳米纤维结构的接触面分配在多个小的、单独的、分离的纳米纤维区中，以便防止接触面附近相邻区域之间的液体流动。液体运输屏障可以包含熔化的纳米纤维和/或粘在一起的纳米纤维。液体运输屏障可以在垂直于接触面的方向上仅延伸部分深度。本发明的实施方式的一个优点是，首先，可以达到抑制渗出液流到相邻伤口区域的效果，其次，在与接触面相反侧提供水份的部分铺展能够帮助有效蒸发，第三，能使渗出液保持在纳米纤维结构中以用于以后释放回伤口内，如果这是伤口治愈过程所需要的。

纳米纤维层还可以包含液体运输屏障，用于使液体保持在纳米纤维结构中以便以后释放到伤口中。

而且，纳米纤维结构可以包含含有消毒材料的纳米纤维，所述纳米纤维位于创伤敷料装置中接触面附近的位置。含有消毒材料的纳米纤维在纳米纤维结构吸收液体后可以是可溶解的，产生设备的消毒和抗微生物和/或杀菌性质。本发明的实施方式的一个优点是，抗菌和/或杀菌性质可以存在于创伤敷料装置中，不需要使用单独的产品来产生抗菌和/或杀菌性质。

包含消毒材料的纳米纤维可以包含

纳米纤维。纤维可以通过静电纺织PVP-I溶液来获得。

创伤敷料装置能够吸收1至25g液体/1g纳米纤维结构，其中液体的密度为1kg/L。

创伤敷料装置可以具有3至25倍、优选4至25倍、更优地5至25倍于自身重量的液体吸收容量，其中液体的密度是约1kg/L。

设备可以适合于烧伤伤口敷料或大伤口敷料，纳米纤维结构具有至少30cm×30cm、优选40cm×40cm、更优地50cm×50cm的接触面。或者，设备可以适合非常小的伤口，具有小于2cm×2cm、或甚至小于5mm×5mm的尺寸。纳米纤维结构可以具有50μm至5000μm的厚度。

创伤敷料装置可以手工或用使用机械、热或激光诱导切割的机器切割成任何形状。

纳米纤维结构可以安装在具有粘合性质的衬底上，以便粘到伤口周围的皮肤上。

纳米纤维结构的至少30％、有利地至少50％的纳米纤维可以具有3至2000nm的平均直径。

纳米纤维结构可以包含至少50％直纤维，其中，至少这些纤维具有在5μm的距离上基本上直的部分。

纳米纤维结构可以包含至少50％随机取向的纤维。

本发明还涉及使用如上所述的创伤敷料装置用于创伤包扎。

而且，本发明涉及用于创伤包扎的方法，该方法包括获得具有用于接触伤口的接触面的纳米纤维结构，其中，纤维的直径在垂直于接触表面的方向上根据预定的曲线变化，通过接触伤口定位纳米纤维结构，使所述纳米纤维结构处于预定的方向。

本发明的实施方式的一个优点是，可以通过创伤敷料装置、即通过纳米纤维结构运输氧气。这有助于改善伤口治愈。

本发明的另一个目的是提供用于增白牙齿的良好方法和系统，也称为牙齿漂白。本发明的实施方式的一个优点是，方法和系统能够准确地递送牙齿漂白剂部分或其组分。本发明的实施方式的一个优点是，提供允许很少泄漏或不泄漏到牙齿周围的嘴区域的方法和系统。本发明的实施方式的一个优点是，可以向犬齿提供递送牙齿漂白剂部分或其组分。本发明的实施方式的一个优点是，提供能够将设备稳定定位和/或固定在使用者牙齿上的系统。本发明的实施方式的一个优点是，提供需要更少漂白剂部分的组分或更少漂白剂部分的具体性质用于将设备固定在牙齿上的(例如不需要固定牙齿漂白剂部分中的组分)方法和系统。本发明的实施方式的一个优点是，提供能够使用低粘性牙齿漂白剂、能够更有效地增白牙齿的方法和系统。

本发明的实施方式的一个优点是，可以制作提供良好配合同时能够覆盖犬齿的设备。本发明的实施方式的一个优点是，可以以较流畅的和/或均匀的方式增白牙齿。本发明的实施方式的一个优点是，可以以准确的和基本上均匀的方式增白一排门牙，包括犬齿。本发明的实施方式的一个优点是，也可以覆盖犬齿尖并因此可以增白犬齿尖。本发明的实施方式的一个优点是，可以实现通过设备良好地运输牙齿增白剂部分。因此，本发明的实施方式的一个优点是，可以避免纤维结构中的折线，但仍然获得良好的匹配，在设备使用过程中可以保持牙齿上的折叠形状。可以避免由于折线的存在而抑制牙齿漂白剂部分或其组分的运输。本发明的实施方式的一个优点是，设备中的纤维结构提供结构良好匹配的可能性。

本发明的实施方式的一个优点是，设备的纤维结构可以允许水渗透，因此有助于牙齿增白剂部分的吸收。

本发明的实施方式的一个优点是，纤维结构可以具有作为纤维结构中深度的函数而变化的纤维直径，以便控制牙齿漂白剂部分的释放曲线。

本发明的实施方式的一个优点是，提供许可的方法和系统。

通过本发明的方法和设备可以实现以上目的。

本发明涉及用于增白牙齿的牙齿增白系统，该牙齿增白系统包含纳米纤维结构的和包含漂白剂的牙齿增白部分。本发明的实施方式的一个优点是，方法和系统能够准确地递送牙齿漂白剂部分或其组分。本发明的实施方式的一个优点是，提供允许很少泄漏或不泄漏到牙齿周围的嘴区域的方法和系统。使用纳米纤维结构的一个优点是，系统可以适应牙齿并且维持与牙齿的良好匹配。

牙齿增白部分可以具有10厘泊至1000厘泊、有利地10厘泊至400厘泊、更有利地10厘泊至199厘泊的粘度。本发明的实施方式的一个优点是，能够提供牙齿增白部分可以具有较低粘度(由于纳米纤维结构的流体吸收和释放性质)的方法和系统。本发明的实施方式的一个优点是，低粘度凝胶可以用于牙齿增白应用，其中，该凝胶由于纳米纤维结构可以被保留在系统中。本发明的实施方式的一个优点是，限制、减小或甚至避免了从结构中漏出，例如漏到嘴的齿龈或腭上的风险。

牙齿增白部分可以是牙齿增白凝胶，其中，牙齿增白凝胶还可以包含形成凝胶的物质。本发明的实施方式的一个优点是，使用凝胶减少或防止泄漏的发生。这可以增加使用者的舒适度。例如，这可以造成减少牙齿周围部分嘴的刺激。

形成凝胶的物质的浓度可以低于牙齿增白部分的0.1重量％，例如低于牙齿增白部分的0.09重量％。

形成凝胶的物质可以包括羧甲基纤维素、羧丙基纤维素、树胶、泊洛沙姆或羧基聚乙烯。本发明的实施方式的一个优点是，可以使用低浓度的形成凝胶的物质，因为漂白剂部分的粘度由于纳米纤维结构的存在可以更低。

系统的纳米纤维结构可以设计成匹配一排门牙。本发明的实施方式的一个优点是，纳米纤维结构可以设计成使得它可以被压缩在一组牙齿上。

系统的纳米纤维结构可以设计成匹配门齿和犬齿，包括犬齿的尖端。门齿是嘴上部的四个门牙或嘴下部的四个门牙。本发明的实施方式的一个优点是，还可以漂白与门齿相邻的犬齿，因为这些犬齿经常具有更黄的颜色，同时漂白这些犬齿将造成犬齿和门齿的颜色更均匀，以便在犬齿和门齿之间产生不大的对比。

纳米纤维结构可以压缩至100nm至10mm的厚度。本发明的实施方式的一个优点是，通过使用能够与牙齿匹配的可压缩的纳米纤维结构，可以做到适合门齿和犬齿。本发明的实施方式的一个优点是，设备或至少其纤维结构能被挤压到牙齿上，以便通过挤压该设备或至少其纤维结构，设备或至少其纤维结构采取牙齿的形状。

纳米纤维结构可以具有1μm至5000μm、有利地1μm至2000μm的厚度。

纳米纤维结构的结构可以设计成能诱导系统在牙齿表面的粘合作用。本发明的实施方式的一个优点是，对于在牙齿表面具有粘合作用，我们对牙齿增白部分不提出其它组分或性质要求。

纳米纤维结构可以具有65至99％、优选70至98、更优地75至95％的平均孔隙率。本发明的实施方式的一个优点是，纳米纤维结构的孔隙率设计成能产生这类粘合作用。

系统可以设计成使用第一部分固定在牙齿的前侧、使用第二部分固定在牙齿的背侧。

纳米纤维结构的孔隙率可以在其横截面上变化，适合于漂白剂向牙齿的受控运输。

纳米纤维结构的孔隙率可以在其横截面上具有预定的变化曲线，适合于漂白剂向牙齿的预定释放曲线。本发明的实施方式的一个优点是，可以提供漂白剂的控制释放，有助于在处理过程中获得均匀的效果。

纳米纤维结构的孔隙率可以从接触衬底层的一侧至将接触牙齿表面的一侧增加。

纳米纤维结构可以是包含至少两层具有不同直径的纳米纤维的层状纳米纤维结构。

牙齿增白系统可以包括用于支撑纳米纤维结构的衬底层、该衬底层基本上是水不能渗透的和不溶于水的。本发明的实施方式的一个优点是，衬底可以使系统更好地匹配牙齿。本发明的实施方式的一个优点是，衬底可以提供防止漂白剂部分泄漏到例如牙龈区和/或舌头上的屏障。

纳米纤维结构包含含有pH设定剂的纤维。本发明的实施方式的一个优点是，在使用之前或在制备供使用的系统之前，至少部分pH设定剂可以与漂白剂保持分离。这是有利的，因为它能在使用过程中增加漂白剂的效率或它能增加系统的产品寿命。本发明的实施方式的另一个优点是，pH设定剂可以包含在纳米纤维结构中，避免在使用之前需要单独储存其它组分。

牙齿增白剂部分可以包含pH设定剂。

pH设定剂可以包括氢氧化钠、氯化氢、磷酸钠、碳酸氢钠、锡酸钠、柠檬酸或柠檬酸钠中的任何一种或它们的组合。

部分中的pH设定剂含量可以是0.1重量％至10重量％。

漂白剂的浓度可以是牙齿增白部分的0.1至25重量％、有利地牙齿增白部分的0.5至10重量％、更有利地牙齿增白部分的1至7重量％。

漂白剂可以包括过氧化物或产生过氧化物的化合物中的任何一种或它们的组合。过氧化物可以是例如过氧化氢或过氧化钙。产生过氧化物的化合物可以是过碳酸盐，诸如过氧化氢脲、过硼酸盐或过氧酸。有利地可使用的漂白剂是过氧化氢或过氧化氢脲或它们的混合物。过氧化氢的一个优点是，它具有高效率。

牙齿增白部分还可以包含填充化合物。

填充化合物可以包含甘油、山梨糖醇、聚乙二醇或丙二醇中的一种或多种。

纳米纤维结构的至少30％、优选至少50％纳米纤维可以具有3至2000nm的平均直径。

纳米纤维结构可以包含至少50％直纤维，其中，这些纤维具有在至少5μm的距离上基本上直的部分。

纳米纤维结构可以包含至少50％随机取向的纤维。

纳米纤维结构可以是静电纺织的纳米纤维结构。

在5至14天的时期中以1天2次的频率在2至30分钟内对牙齿应用系统后，可以获得至少1和最大14色度的牙齿增白效益(基于vita比色标准)。本发明的实施方式的一个优点是，提供良好的美白效果。

牙齿增白系统可以是被设计成在使用前的储存过程中使纳米纤维结构和牙齿漂白部分保持分离的试剂盒。

该试剂盒还可以包括用于在开始使用牙齿增白系统时将纳米纤维结构浸渍在牙齿漂白部分中的托盘。

纳米纤维结构可以包含由聚酰胺制成的纤维，该聚酰胺使用甲酸和乙酸的混合物、通过静电纺织制成。甲酸和乙酸的比率可以是90/10至10/90(重量％)、优选30/70至70/30(重量％)、更优地40/60至60/40(重量％)。可以是50/50重量百分率。

本发明还涉及如上所述的牙齿增白系统用于牙齿漂白。

本发明还涉及纳米纤维结构，该纳米纤维结构被设计成用于牙齿增白领域。

纳米纤维结构可以设计成匹配一排门牙。

系统的纳米纤维结构可以设计成匹配门齿和犬齿，包括犬齿的尖端。

纳米纤维结构可以压缩至100nm至5mm的厚度。

纳米纤维结构可以具有1μm至5000μm、有利地1μm至2000μm的厚度。

纳米纤维结构的结构可以设计成能产生系统在牙齿表面的粘合作用。

纳米纤维结构可以具有65至99％、优选70至98、更优地75至95％的平均孔隙率。

系统可以设计成使用第一部分固定在牙齿的前侧、使用第二部分固定在牙齿的背侧。

纳米纤维结构的孔隙率可以在其横截面上变化，适合于漂白剂向牙齿的受控运输。

纳米纤维结构的孔隙率可以在其横截面上具有预定的变化曲线，适合于漂白剂向牙齿的预定释放曲线。

纳米纤维结构的孔隙率可以从接触衬底层的一侧至将接触牙齿表面的一侧增大。

纳米纤维结构可以是包含至少两层具有不同直径的纳米纤维的层状纳米纤维结构。

牙齿增白系统可以包括用于支撑纳米纤维结构的衬底层、该衬底层基本上是水不能渗透的和不溶于水的。

纳米纤维结构可以包含含有pH设定剂的纤维。

pH设定剂可以包括氢氧化钠、氯化氢、磷酸钠、碳酸氢钠、锡酸钠、柠檬酸或柠檬酸钠中的任何一种或它们的组合。

部分中的pH设定剂可以是部分的0.1重量％至10重量％。

纳米纤维结构可以包含由聚酰胺制成的纤维，该聚酰胺使用甲酸和乙酸的混合物、通过静电纺织制成。甲酸和乙酸的比率可以是90/10至10/90(重量％)、优选30/70至70/30(重量％)、更优地40/60至60/40(重量％)。可以是50/50重量百分率。

本发明还涉及如上所述的纳米纤维结构用于牙齿漂白。

本发明还涉及增白牙齿的方法，该方法包括将纳米纤维结构浸渍在牙齿增白部分中，以预定的时间将浸渍的纳米纤维结构应用于牙齿，之后除去纳米纤维结构。牙齿增白部分可以存在于初始容器中，该容器可以是密封的。牙齿增白部分可以与纳米纤维结构包装在一起。它们可以包装在容器中，牙齿增白部分将被倾倒入该容器。这类包装可以用塑料膜或硬纸板密封。为了浸渍纳米纤维结构，可以使纳米纤维结构位于容器中，纳米纤维结构面对着牙齿增白部分。

该方法还可以包括在所述浸渍纳米纤维结构的过程中提供所述pH调节剂和所述漂白剂的初始接触。

该方法还可以包括在所述浸渍纳米纤维结构之前，在适合浸渍纳米纤维结构的容器中提供牙齿增白部分。

本发明还涉及生产纳米纤维结构的方法，该方法包括使用甲酸和乙酸的混合物静电纺织纳米纤维。甲酸和乙酸的比率可以是90/10至10/90(重量％)、优选30/70至70/30(重量％)、更优地40/60至60/40(重量％)。可以是50/50重量百分率。

在所附独立和从属权利要求中叙述了本发明的具体的和优选的方面。来自从属权利要求的特征可以与合适的并且不只在权利要求中清楚地叙述的独立权利要求的特征和其它从属权利要求的特征组合。

虽然该领域中的设备在持续地改进、变化和发展，但是，相信目前的概念代表基本上新颖的改进，包括脱离先前的做法，导致提供更有效的、稳定的和可靠的这类性质的设备。

本发明的教导能够设计用于生产具有提高的性质的纤维结构的改进的方法和设备。

从以下的具体描述、结合附图，本发明的以上和其它性质、特征和优点将变得很清楚，附图通过举例的方式说明本发明的构思。本说明仅仅是为了举例而给出，不限制本发明的范围。以下引用的参考图指附图。

附图简要说明

图1是现有技术静电纺织设备的侧视示意图。

图2是本发明的一个实施方式的静电纺织设备的透视示意图。

图3是本发明的另一个实施方式的静电纺织设备的透视示意图。

图4是本发明的另一个实施方式的静电纺织设备的透视示意图。

图5是本发明的实施方式的静电纺织设备中使用的出口的定位的平面示意图。

图6是本发明的其它实施方式的静电纺织设备中使用的出口的定位的平面示意图。

图7显示使用本发明的实施方式的方法和系统可获得的层状纳米纤维结构的一个例子。

图8显示具有层状结构的纳米纤维结构的一个例子，所述层状结构包括平均直径为500nm的一个层，该纳米纤维结构可以使用本发明的一个实施方式的方法来获得。

图9举例说明图8的纳米纤维结构例子的另一个层，该层具有300nm的平均直径。

图10显示图8的例子中纳米纤维直径和出口与接收面之间距离的关系，它可以用于本发明的一个实施方式中。

图11举例说明具有层状结构的纳米纤维结构的一个例子，所述层状结构的一侧包含平均直径为285nm纤维，该纳米纤维结构可以使用本发明的一个实施方式的方法来获得。

图12举例说明图8的纳米纤维结构例子的另一侧，该侧具有180nm的平均直径。

图13一方面显示出口与接收面之间距离的曲线和用于不同浓度的平均纳米纤维直径，这可以用于本发明的一个实施方式。

图14和图16举例说明各亚层以不同的静电纺织法制备的纤维结构，其中，分层结构在施加机械力后获得，图15举例说明根据本发明的一个实施方式制备的纤维结构，在施加机械力后显示无分层。

图17是用在z方向连续变化的纤维直径根据本发明的一个实施方式生产创伤敷料装置的设备的示意图。

图18是使用图17中所述的设备获得的创伤敷料装置的示意图。

图19是根据本发明的一个实施方式，用于生产具有层状结构的创伤敷料装置的替代设备的示意图，所述层状结构具有在z方向上变化的纤维直径。

图20是使用图19中所述的设备获得的创伤敷料装置的示意图。

图21是根据本发明的一个实施方式的一种创伤敷料装置的示意图，该创伤敷料装置具有存在于纳米纤维结构全部厚度上的流体运输屏障，用于防止流体在创伤敷料装置中侧向转移。

图22是根据本发明的一个实施方式的一种创伤敷料装置的示意图，该创伤敷料装置具有仅用于纳米纤维结构部分厚度上的流体运输屏障，用于防止流体在创伤敷料装置中侧向转移。

图23是一种创伤敷料装置的示意图，该创伤敷料装置在中间位置具有更小的纤维直径，它可以使用图17中所述的设备来获得。

图24是一种层状创伤敷料装置的示意图，该创伤敷料装置在中间位置具有更小的纤维直径，它可以使用图19中所述的设备来获得。

图25显示根据本发明的一个实施方式可用于牙齿增白系统的纳米纤维结构的略图例子。

说明性实施方式的具体描述

我们将参考具体的实施方式和某些附图来说明本发明，但是本发明不受它们的限制，只受权利要求的限制。所述附图仅仅是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可能被放大，出于说明的目的，没有按比例绘制。尺寸和相对尺寸与相对本发明的实际缩小不对应。

而且，说明和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于暂时地、在空间上、分等级地或其它任何方式区分类似的要素，不是说明顺序所必需的。应该理解，如此使用的术语在合适的情况下可互换，本文所述的发明的实施方式能够以不同于本文所述的或所示的其它顺序操作。

应该注意，权利要求书中使用的术语“包含”不应该解释为局限于下文所列的意义，它不排除其它元件或步骤。因此，它应该解释为指定所述特征、整体、步骤或称为元件的存在，但是不排除一种或多种其它特征、整体、步骤或元件或它们的团体的存在或加入。因此，术语“包含装置A和B的设备”应该不限于仅由元件A和B组成的设备。它意味着，关于本发明，唯一相关的设备元件是A和B。

贯穿本说明的“一个实施方式”或“一种实施方式”指关于该实施方式所述的具体特征、结构或性质包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，本说明中多个位置处的术语“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”不是必须全部(但是可以)指相同的实施方式。而且，一个或更多个实施方式中的具体的特征、结构或性质可以以任何合适的方式组合，这是本领域的普通技术人员将会从本公开中明白的。

类似地，应该意识到，在说明本发明的示例性实施方式中，本发明的多种特征有时聚集在单个实施方式、图或它们的描述中，以便简化本公开并帮助理解一个或更多个各种发明方面。然而，本公开的这种方法不应解释为反映这样的目的，即要求保护的发明需要比各权利要求中清楚叙述的更多的特征。然而，如以下的权利要求书所反映的，发明的方面在于少于单个以上公开的实施方式的所有特征。因此，具体说明后的权利要求书据此清楚地包括在具体说明中，各权利要求作为本发明的独立的实施方式存在。

而且，虽然本文中所述的一些实施方式包括一些但不是其它实施方式中包括的其它特征，但是不同实施方式的特征的组合意欲落在本发明的范围内，并且形成不同的实施方式，这会被本领域的技术人员所理解。例如，在以下的权利要求书中，可以在任何组合中使用任何要求保护的实施方式。

在本文提供的说明中，叙述了许多具体的细节。然而，应该理解，实施本发明的实施方式可以没有这些具体细节。在其它情况下，众所周知的方法、结构和技术不再详细显示，以便不会混淆对本说明书的理解。

提供以下的术语仅仅是为了帮助理解本发明。

除非另外提供，术语“增加”当用于参数时应该理解为描述该参数朝更高值的发展，所述发展任选地包含平稳状态，在此状态所述参数具有定值。

除非另外提供，术语“减小”当用于参数时应该理解为描述该参数朝更低值的发展，所述发展任选地包含平稳状态，在此状态所述参数具有定值。

除非另外提供，术语“连续地或单调地增加”当用于参数时应该理解为描述该参数朝更高值的发展，所述发展不包含平稳状态，在所述平稳状态所述参数具有定值。除非另外提供，术语“连续地或单调地减小”当用于参数时应该理解为描述该参数朝更低值的发展，所述发展不包含平稳状态，在所述平稳状态所述参数具有定值。

现在，通过详细描述本发明的几个实施方式来说明本发明。很清楚，可以根据本领域的技术人员的知识、不脱离本发明的技术教导来配置本发明的其它实施方式，本发明仅仅受所附权利要求书的术语的限制

在第一个方面，本发明涉及用于生产纤维结构(诸如纳米纤维结构)的静电纺织设备。在第一个方面的一个实施方式中，静电纺织设备包括用于输出溶液或熔体的一组出口。本发明的静电纺织设备是多喷嘴设备，即包括两个或更多个用于输出溶液或熔体的出口(例如三个或更多个出口)的设备。这些出口被设计成用于输出物质，例如将用于生产纤维的溶液或熔体物质。例如，出口可以是喷嘴、针(诸如金属针)、小孔或类似物。在本发明的实施方式中，两个或更多个出口，例如三个或更多个出口相互分离至少1cm，例如至少4cm的距离。例如，出口可以分离1至100cm的距离。通过使出口分离1cm或更远、有利地4cm或更远，相对于间隔较小的情况下所得的纤维，本发明所得的纤维结构通常更坚固、更多孔并且包含更直的纤维。较大的出口(例如针)间距离能够良好地蒸发溶剂，因此导致所得纤维结构具有高孔隙率。不受理论的约束，这种效应可能起因于在这些纤维收集的时刻一种更完全的纤维成形过程。有利地，两个或更多个出口间的距离是至少4cm、更有利地6cm或更大、更有利地至少8cm。最大的间距是任意的，例如可取决于某人希望达到的孔隙率。

对于较大的出口间间距，构成纤维结构的纤维可能获得5μm或更长、10μm或更长、或甚至20μm或更长的直线部分。同时或除了该直线部分以外，构成纤维结构的大多数纤维(即50％或更多)趋于变得无交联，即不与相邻纤维交联。例如，大多数的纤维基本上与相邻纤维在接触点无交联。根据本发明的实施方式，获得包含无交联的、因此不互相连接的纤维的纤维结构，即，其中大多数纤维，例如至少50％、有利地至少70％、更有利地至少90％、甚至更有利地95％的纤维保持独立。因此，无交联可以是小于1个交联/1mm纤维长度、有利地小于1个交联/5mm纤维长度、更有利地小于1个交联/1cm纤维长度、更有利地小于1个交联/5cm纤维长度、甚至更有利地在整个纤维长度上无交联。这种效应对于分离4cm或更远的出口特别明显。由此，交联可以定义为连接一个纤维的一个聚合物链与相邻纤维的另一个聚合物链的共价键。弱的物理相互作用，诸如范德华力相互作用或氢键不属于交联的定义的范围。

当使用3个或更多个出口时，出口(例如针)有利地安排成三角形组(见图5)，各出口之间的距离最小是1cm、最大是100cm，更有利地最小是4cm、最大是100cm，更有利地最小是6cm、最大是100cm。在本发明的实施方式中，使用容易挥发的和/或容易离子化的溶剂，针的定位可以改造成如图6中所示。在图6中，针的单个定位遵守与图5中所示相同，但是对于每两行针，除去第三行。在这种情况下，单个针不会同时在所有侧面被别的针围绕。这能够使溶剂容易地从纤维形成区蒸发。图6中所示的针安排的目的是，当使用挥发性或离子化溶剂时，避免促成放电。出口的总数不限最大值。例如，布局中所用的出口总数可以是例如3至20000，例如5至20000。有利地，布局中使用的出口(例如针)总数是至少3至500(见图5)。不同行，诸如相邻行的出口可以平行，但是相对于出口互相发生位移。这可以关于接收面的相对移动的平均方向进行评估。出口的布局可以使得出口位于三角形的出口组中。例如，不同的行可以产生交错的出口布局。布局可以使得相邻的两行出口形成之字形的出口布局。

本发明的静电纺织设备还包括接收面。接收面可以任选地用被穿孔的或未穿孔的层涂覆，例如，穿孔的或未穿孔的聚合物/塑料层。接收面可以是更大表面的平面部分，不一定其所有的部分都是平的。例如，接收面可以是包含蜿蜒部分的更大带的一部分。该表面可以含有液体表面，纤维沉积在该液体表面上。接收面被设计成用于接受来自一组两个或更多个出口、有利地三个或更多个出口的输出物。接收面可以是金属板、箔、织物结构、液体表面等。接收面可以采取任何空间定向。例如，它可以是水平的，出口组位于接收面的上方，或者接收面在出口组的上方。在这些情况下，出口分别朝下或朝上。例如，出口(例如针)位于更低的平面，溶液或熔体(例如聚合物溶液或熔体)喷出物向设备上方移动。接收板还可以垂直定向。接收板采取其它方向当然也是可能的(例如与水平呈45°或任何其它角度)。出口(一方面)和接收面(另一方面)的集合也被称为喷丝头。接收面和出口组中的至少一个设计成是可移动的，即在接收面和出口组之间提供一种或多种相对运动。在本发明的实施方式中，出口组的方向可以设计成运动的，能够与接收面平行或与接收面垂直。出口的运动还可以是平行于接收面和垂直于接收面的运动的组合。在本发明的实施方式中，出口的运动有利地是往复运动，例如在两个固定点之间的运动。这种往复运动优选与接收面平行并且垂直于用于纤维结构纵向生长的运动的方向。接收面的运动可以与所述接收面平行、与所述接收面垂直或这两者的组合。有利地，在本发明的实施方式中，接收面可以在与所述接收面平行的方向连续地运动。有利地，设备设计成使出口组和接收面作相对运动，该相对运动是例如平行于接收面的第一方向和也平行于接收面但不同于第一方向的第二方向的相对运动的组合。例如，接收面可以设计成与第一方向成一定角度，诸如任选地在基本上垂直于所述第一方向的方向上作相对运动。所述第一和第二方向可以相互垂直并且平行于所述接收面。有利地，出口组和接收面可以彼此相对运动，以便出口组按平行于接收面的第一方向(例如y方向，见图2)运动，例如在两个转化点之间往复地运动，接收面按垂直于第一方向的第二方向(例如x方向，见图2)、但是在所述接收面的平面内连续地运动。出口的这种类型的往复运动是有利的，因为它能够在接收面从不同的出口接收出口的输出物时，使出口的输出物重叠。被接收面接收时一个出口的输出物可以称为接收面上的纤维伞(fibre umbrellas)。纤维伞由于它们的电荷而具有很高的相互排斥的倾向，如果此种布局使用固定系统，即如果在接收面和出口组之间没有至少一种往复相对运动，那么纤维伞不会容易地重叠。可以选择相对往复运动的量，使得相邻出口的输出物至少发生重叠。而且，通过这种方式，即使用往复运动可以增加所得纤维结构的宽度。出口组有利地以0.1cm.s^-1至100cm.s^-1的平均速度、沿纤维结构纵向增长的方向相对于接收面作相对往复运动。其它相对运动，优选平行于接收面的一个方向上的出口和接收面之间的连续相对运动能够连续生产更大的纤维结构表面积。在这个方面，接收面有利地可以10cm.h^-1至100cm.h^-1的速度运动。

本发明的静电纺织设备还包括适合在出口和接收面之间施加电势差的电压源。电压源可以是直流高压电压源，它能够在喷丝头上(即出口和接收面之间)施加选自100至200000V的电势差。例如，出口(例如针)可以通过导电(例如金属)板或支承结构电相互接触。在其它实施方式中，半导电或非导电的第一材料面(例如平板)或支承结构可以与用于电连接所有出口(例如针)的装置(诸如金属线)组合使用。电压源可以与包含出口的导电结构或用于电连接所有出口(例如针)的装置(例如金属线)相连。接收面优选接地。任选地，它可以不接地(浮置的)使用，但是优选采用适合的安全措施。或者，还可以使用第二直流电压源将接收面设定在某一电势。

在本发明的一个优选的实施方式中，电压源可以是程序控制的或可设定的。施加的电压可以作为出口(尖端)至接收器(接收面)距离的函数受到调节或控制。这可以人工或自动操作。可以对施加的电压进行最优化以便获得稳态操作。

而且，系统可以设计成能接受关于聚合物溶液相关参数的信息，这些聚合物溶液相关参数可以影响系统的稳态操作，以便获得具有相对固定的纤维直径的纤维。例如，静电纺织系统可以设计成用于接受例如作为数据输入或通过测量获得的信息，这些信息关于将被利用的聚合物的浓度、电荷密度、使用的溶剂或粘度中的任何一项、它们的组合或它们全部。

本发明的实施方式的静电纺织设备还可以包括至少一个容器，用于容纳将要从所述出口静电纺织的溶液或熔体。该容器可以含有聚合物溶液或熔体。或者，容器可以在静电纺织设备的外部。

本发明的实施方式的静电纺织设备有利地还包括用于向出口提供溶液或熔体的装置。用于向出口提供溶液或熔体的装置可以是本领域的技术人员已知的任何装置。用于向出口提供溶液或熔体的装置的例子包括但不限于泵或注射器等以及传送装置(诸如管子)。

例如，可以通过单个装置(诸如单个蠕动泵)向各出口(例如针)提供溶液或熔体(例如聚合物溶液或熔体)。在一些实施方式中，可以使用多通道装置(诸如多通道蠕动泵)，其中，各通道给一个单独的出口加料。还可以使用多个多通道装置(例如泵)，取决于需要加入聚合物溶液或熔体的出口的数量。在其它实施方式中，镇痛泵可以用于通过注射器给出口(例如针)加料，该注射器填充了聚合物溶液或熔体并且位于镇痛泵内。或者，可以用来自中心罐的溶液或熔体给出口加料，该中心罐用压力阀和/或压缩空气保持在预定的、例如恒定压力下。在一些实施方式中，大量出口(例如针)可以通过一个来源，例如蠕动泵或镇痛泵来给料。每个出口(例如针)的溶液例如聚合物溶液或熔体的注射速度可以是0.01至500ml.h^-1。

可用于本发明的溶液或熔体是本领域的技术人员已知适合通过静电纺织形成纤维的任何溶液或熔体。该溶液或熔体可以得自聚合物。合适的聚合物包括但不限于聚酰胺、聚苯乙烯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乳酸、聚丙烯酸、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、胶原、聚乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇、纤维素和相关产品、壳聚糖、甲基丙烯酸酯、丝或它们的组合。溶液或熔体还可以包含金属颗粒或作为金属离子的溶解的金属，以便可以形成含金属的纤维。

作为一个任选的特征，溶液或熔体可以含有其它化合物，诸如抗菌的、药用的、疏水的/亲水的、防腐蚀的、催化的、氧化的/还原的、和其它性质的化合物。

本发明的静电纺织设备还可以任选地包括周围元件，即围绕静电纺织设备的其它元件的元件。例如，周围元件能形成环绕喷丝头的外壳并防止喷丝头不稳定，诸如空气扰动和/或允许溶剂恢复。有利地，避免在喷丝头中发生空气扰动，因为它可以造成熔体或溶液喷出物的不稳定和由这些喷出物在接收面上产生的纤维伞的不稳定。例如，周围元件可以由互相连接的非导电材料的板组成以便形成外壳。

本发明的静电纺织设备还可以包括一个或更多个任选的温度控制装置/系统。这些温度控制装置可以被加入静电纺织设备，以便例如在纤维生产中获得更高的可再现性。温度的波动对溶剂的蒸发速度有影响，因此，对纤维的最终尺寸和结构的孔隙率也有影响。因此，温度控制最终是有利的。通过使用控温容器(例如液体浴，诸如油浴或水浴)，容器中的溶液或熔体可以是温度受控制的。还可以在溶液从容器经加套的管子至出口的运输过程中操作温度控制，所述加套的管子直接或间接与冷却/加热系统(诸如所述控温容器)相连。通过使用将加热的/冷却的气体带入喷丝头的装置，可以对喷丝头进行温度控制。例如，本发明的静电纺织设备可以包括能够在280-1500K的范围内控制温度的温度控制系统。

本发明的实施方式的静电纺织设备可以设计成能在稳态操作。这可以通过人工或自动调节过程参数来达到。由于改变喷嘴出口至接收器距离而产生的静电纺织的工业参数的变化，诸如待施加的电压、湿度或流速可以例如用实验方法来确定。原则上，当改变喷嘴出口与接收器之间的距离时优化施加的电压已经是较大的优势。然而，其它参数，诸如起始物料的流速也可以进行调节。因此，静电纺织设备可以设计成能改变其它工艺参数，诸如待静电纺织的物料的流速和/或湿度。为了调节待静电纺织的物料的流速，例如，静电纺织设备可以装配可控泵，用于改变向出口供应物料的速度，或者它可以用具有可设定的和可变的出口打开程度的出口来改装。为了调节湿度，静电纺织设备可以装配用于控制湿度的系统，诸如干燥装置和/或增湿器。工艺参数的调节可以按照预定的规则、根据计算模型、基于试验与误差实验或以任何其它合适的方式来进行。例如，可以通过调节参数直到达到稳态来进行优化。稳态可以定义为泰勒锥“Taylor cone”恒定并且纺织以连续方式实施的情况。可以从光学上来检测这种稳态，例如用肉眼或用光学探测器观察，参数的调整可以以人工或自动的和/或自动化的方式来进行。其中，泰勒锥是变形的液滴的形状，它是由存在于出口尖端处的、当施加高电压时形成锥形的悬挂的液滴造成的。

本发明的静电纺织设备设计成能够在纤维结构的生产过程中在出口(5，图1)和接收面(8，图1)之间提供预定的距离曲线，以便引起沿静电纺织的纤维结构的一个维度上的预定的纤维直径曲线。可以在静电纺织的纤维结构的厚度维度上获得预定的纤维直径曲线。这能够获得包含纤维的静电纺织结构，其中，静电纺织的纤维结构的一个方向上的纤维的直径具有预定的曲线。这可以是有利的，因为它能够控制该方向上静电纺织的纤维结构的某些性质。预定的距离曲线可以通过在垂直于接收面的方向上(对于不同出口是沿所述第一方向)使出口(5)和接收面(8)之间的距离减小或增加来获得，但是本发明不限于此。在一个实施例中，预定的距离曲线可通过单调减小或增加出口(5)和接收面(8)之间的距离来获得。这种特征允许获得包含纤维的静电纺织结构，其中，所述纤维的直径沿所述静电纺织纤维结构的一个维度减小，例如单调减小。这可以通过多种但互不排斥的替代的方式来实现，下面将对此进行说明。通过例如在静电纺织操作中使出口组和接收面相对对方移动，其中至少一个部件沿着垂直于接收面的方向移动(见将参考图2显示的以下的第一实施方式)，或通过根据一个任选地固定的预定距离曲线将出口置于接收面的上方，可以实现沿纤维结构的纵向增长方向提供出口(5)和接收面(8)之间的预定的距离曲线，例如(单调地)减小或增加距离。这还导致接收面与第一组出口和第二组出口的距离不同。例如在减小或增加的纤维厚度曲线中，出口可以以这样的方式定位，在纤维结构的纵向增长方向上更远的出口离接收面更近(这将参考图3和4显示)。一个明显的替代是以这样的方式使出口定位于接收面的上方，在纤维结构的纵向增长方向上更远的出口离接收面也更远。如将显示的，通过使接收面与单个出口的距离具有差异以及通过使接收面与出口的不同亚组之间的距离具有差异，可以做到这一点。

或者，接收面可以移动以便改变距离或处于一定的角度，以便获得预定的距离曲线，例如单调地增加的或减小的出口与接收面之间的距离。

提供出口和接收面之间的预定距离曲线(例如减小或增加距离)的第一实施方式是在纤维生产过程中相对接收面垂直地移动(优选连续地)整组出口(或相对出口组垂直地移动接收面)。在该实施方式中，支承增长的纤维结构的接收面在更长的时期内再曝露或重复地再曝露于出口，以便根据预定的曲线在纤维结构的厚度方向用不同的纤维直径构建纤维结构。因此，该纤维结构仅仅在足够长时间曝露或发生足够次数的再曝露后才能得到。如果使用环带，可以容易地实现再曝露。否则，可以采用接收面在X方向的往复运动，以便产生大的纤维结构，同时应对静电纺织系统的有限的尺寸。如果接收面和出口组的垂直相对运动是不连续的，将产生分层的纤维结构，其中，各随后的层由平均直径与前一层不同(例如小于前一层)的纤维组成。如果这种运动是连续的，那么产生的纤维的平均直径沿纤维结构的一个尺寸(例如厚度)连续减小(或增加)。可以限制与所述维度垂直的任何部分的纤维直径的变化，例如低于10％。在系统中，其中纤维结构在出口移动过程中相对接收面沿垂直方向运动，垂直于厚度维度的部分中的直径变化取决于运动的速度。接收面的运动越慢，给定表面上的变化将越小。

一些引起纤维厚度曲线的例子是垂直于(例如沿z方向)所述接收面移动出口组，朝向出口组或远离出口组垂直地(例如沿z方向)移动接收面(或者同时包括朝向和远离出口组的情况)，朝或远离对方移动出口组或接收面。出口和接收面之间的距离可以有利地在1至100cm、更有利地4cm至100cm内变化。第一实施方式能够使平均纤维直径作为所得纤维结构的厚度的函数来波动。由于纤维结构通过使其长时间曝露于静电纺织系统或通过使其再曝露而形成，所以该系统导致间歇式工艺。

在图2中，伴随几何轴x、y和z显示了第一实施方式的静电纺织设备的例子，第一实施方式提供预定的距离曲线，例如任选地单调减小或增加出口与接收面之间的距离。Z轴是垂直轴，而x和y轴定义为两个相互垂直的水平轴。该设备包含高压电源1和泵2(例如蠕动泵、镇痛泵或用压缩空气保持在恒定压力下的容器)。设备还包括具有一组出口5(在此是针)的上部元件7，该元件7以平面的方式水平放置。设备还包括设计成在X轴方向反复移动的接收面8(一根环带)。设备还包括用于向出口传递/提供溶液或熔体的装置11和用于使出口组5相对接收面8作相对运动(在此在Z方向作单调垂直运动、在Y方向作往复运动)的装置10。该设备四周包裹着周围元件9(在此是透明的)。设备还包括抽真空装置15以便除去溶剂。该抽真空装置可以与烟囱或溶剂再生系统相连。在图2的例子中，高压电源1是能够在喷丝头上施加100至200.000V电势差的直流电源，所述喷丝头由两个相互平行排列的元件7和8组成。上部元件7是包含一定数量孔的板，有金属针5位于孔中。这些针通过金属板7相互电接触。在另一个设备中，半导电或不导电的上板7可以与连接所有针5的导电的(例如金属的)线组合使用。当上板导电时，高压电源1与上板7连接，或者与连接所有针5的线相连。下板8是金属板、箔或织物结构，它任选地可以覆盖有穿孔的或未穿孔的聚合物/塑料层。该板接地。任选地，它可以不接地(浮置的)使用，但是这会造成不安全的情况。在另一个实施方式中，上板和下板被倒转，因此，针位于下板中而聚合物喷出物向设备上部喷射。

图2中描绘的设备可以按以下方法操作：设定出口5和接收面8之间的电压。通过用于向出口提供溶液或熔体的装置2的作用，待静电纺织的液体或熔体经传递装置11(在此是一根软管)从接收器被运输至出口5。为了在静电纺织操作中在出口与接收面之间引发距离曲线，通过操作用于使出口组运动或使接收面运动的运动装置10，通过使出口(在此是上板)在Z方向运动来获得相对运动。正是这种运动实现沿所得纤维结构(例如席子)的厚度的纤维直径变化的预定曲线。出口和接收面之间的距离优选可在1至100cm内变化。将使用的实际边界值取决于将获得的产品的规格。同时，环带8是累积形成的纤维结构。通过这种方式，当接收面在与所述接收面平行的一个方向上相对所述出口运动时，可以实现预定的距离曲线，例如任选地单调减小或增加出口与接收面之间的距离。同时，包括出口的上板7在Y方向于两个转化点之间作往复运动，以便确保溶液或熔体输出物(也称为纳米纤维伞)良好重叠。那些伞具有相互排斥的倾向，在缺乏Y方向的往复运动时，这不利于它们的重叠。因此，这种往复运动是特别优选的。而且，使用Y方向的往复运动可以增加纤维结构的宽度。接收面8的运动能够生产大的纳米纤维结构表面积。

图2的设备能够生产这样的纤维结构，其中，纤维直径根据预定曲线变化，例如沿所得纤维结构的厚度单调变化，但是本发明不仅限于此。例如，纤维直径的预定曲线还可以是，在纤维结构的表面直径更大，在纤维结构的表面直径更小，或者任何其它需要的曲线。所得的直径变化可以是连续的或不连续的。如果是不连续的，产生的纤维结构看起来是分层的。第一实施方式不适合连续生产纤维结构。接下来的两个实施方式有利地能够连续生产本发明的纤维结构，这经常比间歇式生产更优选。

提供出口和接收面之间的预定距离曲线(例如任选地单调减小或增加距离)的第二实施方式沿所述纤维结构的纵向生产的方向安排多个出口组，其中出口组根据预定曲线依照纵向生产纤维结构布置。例如，沿所述纵向，各出口组与接收面的距离小于下一出口组与接收面的距离(见图3)，这见导致减小的或增加的曲线，例如单调增加或减小的曲线。增加的或减小的曲线的特定例子的明显替代当然是沿所述纤维结构的纵向增长方向安排多个出口组，其中，沿所述方向，各出口组与接收面的距离大于下一出口组与接收面的距离。这两个选择的优点是，它们能够连续生产大的纳米纤维结构表面积，而图2的实施方式仅能够间歇式生产纤维结构。

在图3中，伴随几何轴x、y和z显示了第二实施方式的静电纺织设备的例子，第二实施方式提供预定的距离曲线，例如任选地单调减小或增加出口与接收面之间的距离。Z轴是垂直轴，而x和y轴定义为两个相互垂直的水平轴。该设备由两个出口组组成，每个出口组连接高压电源1和泵2(此处隐藏在箱子中)，两组出口以平面方式水平放置。设备还包括设计成在在两组出口下方沿X轴方向移动的接收面8(一根环带)。系统还包括用于向出口传递/提供溶液或熔体的装置11。用于使出口5组相对接收面8运动的装置10在此不是必需的，但是可以另外提供。这种装置10可以用于调节各组出口与将生产特定纤维结构的接收面之间的距离。图3的静电纺织设备特别适合连续生产，特别是连续生产分层的纤维结构。换句话说，层状结构中具有不同纤维直径的层的数量决定了所需的元件(出口组)的数量，这在原则上没有限制(图3显示了包括两个元件的设备)。而且，使用一系列相互连接的元件肯定有助于增大这种层状纳米纤维结构的生产量。

操作时，图3中描绘的设备可以按以下方法操作：设定各出口5组和接收面8之间的电压。通过用于向出口提供溶液或熔体的装置2的作用，待静电纺织的液体或熔体经传递装置11(在此是一根软管)从接收器被运输至各出口5组。接收面在X方向连续运动，同时收集从所述接收面上形成的纤维结构。在X方向前进的同时，接收面曝露于出口的输出物，例如单调变化或接近单调变化。同时，出口在Y方向往复运动，以便使出口的输出物在接收面上良好地重叠。

第三个实施方式将出口安排成使出口包括在相对于接收面不水平的平面内，第三个实施方式提供预定的距离曲线，诸如减小的或增加的出口与接收面之间的距离曲线。虽然第二个实施方式的设备提供预定的距离曲线，诸如减小或增加出口与接收面之间的距离(见图3)，但是，获得的纤维结构是分层的，而且在两层的界面处，纤维的直径以不连续方式变化。在第三个实施方式中，该实施方式提供预定的距离曲线，诸如减小或增加出口与接收面之间的距离，可以得到这样的纤维结构，其中，在纤维结构的一个维度内直径的变化更平缓，例如，可以获得在产生的纤维结构的厚度上连续直径变化。在一个例子中，出口组以这样的方式布置，出口包括在相对于接收面不水平的平面内，以便使出口组(例如包含出口组的上板)相对接收面(通常相对水平方向)倾斜5至50°的角度。这导致连续增加或减小沿x方向，即沿纤维结构纵向增长的方向出口(例如针尖端)与接收面(对于各行针)之间的距离。尽管可以存在所述的角度，优选，各出口的方向垂直于接收面，但是本发明不限于此。提供预定的出口与接收面之间的距离曲线的第三个实施方式的例子示意性地显示在图4中。使用该设备，可以连续生产层状的纳米纤维结构，该纳米纤维结构显示作为深度的函数的平滑的平均纳米直径曲线(图7)，而对于图3的装置，在单层之间的界面处，只能使纳米纤维直径不连续变化。

在图4中，伴随几何轴x、y和z显示了第三个实施方式的静电纺织设备的例子，第三个实施方式提供预定的出口与接收面之间的距离曲线。Z轴是垂直轴，而x和y轴定义为两个相互垂直的水平轴。该设备由两个平面出口7组组成，每个出口组连接高压电源1和泵2(此处隐藏在箱子中)，在该例子中，两组出口相对与接收面8倾斜放置。应该注意，还可以实施替代的距离曲线。接收面8设计成在两组出口下方沿X轴方向移动。系统还包括用于向出口传递/提供溶液或熔体的装置11。用于使出口5组相对接收面8运动的装置10在此不是必需的，但是可以另外提供。这种装置10可以用于调节平面出口7组的倾斜度，以便使各出口组与接收面之间的距离产生不同的变化。这种调节能够实现使用相同的设备产生不同的特定纤维结构。

操作时，图4中描绘的设备可以按以下方法操作：设定各出口5组和接收面8之间的电压。通过用于向出口提供溶液或熔体的装置2的作用，待静电纺织的液体或熔体经传递装置11(在此是一根软管)从容器被运输至各出口5组。接收面在X方向连续运动，同时收集形成的纤维结构。在X方向前进的同时，接收面曝露于具有不同距离的出口位置的输出物，例如越来越接近。同时，出口在Y方向往复运动，以便使出口的输出物在接收面上良好地重叠。

在一些实施方式中，本发明的静电纺织设备包括用于使出口组和/或所述接收面运动的运动装置，诸如但不限于一个或更多个马达和一个或更多个驱动装置(诸如传动轴)。运动装置可以设计成能引发如上所述的一个或更多个相对运动。

设备可以包括用于控制所述运动装置并因此控制纤维结构生产过程中出口与接收面的运动的控制器，或者用于根据目标纤维结构设定各出口组的距离和/或倾斜度的控制器，以便在纤维结构的生产过程中获得距离变化。该控制器具体地可以设计成控制静电纺织系统以便在纤维结构的生产过程中，例如在单个静电纺织过程中获得出口与接收面的距离变化。不需要暂停静电纺织过程和/或不需要在沉积不同直径的纳米纤维的间隔中延迟较多，就可以实施这一点。沉积不同直径的纳米纤维之间的耽搁可以小于60秒、有利地小于10秒、更有利地小于1秒。在一个有利的实施方式中，在沉积不同直径的纳米纤维的操作之间不存在耽搁。控制器可以制作在硬件中以及软件中。它可以设计成实施控制、校准或调适步骤，该步骤用于如使用如上所述的系统可以实施的那样实施静电纺织法。本发明还涉及如此之类的控制器。控制器可以包括处理装置并且可以特别专用于实施控制如上所述的静电纺织系统的任务。

本发明的实施方式的一个优点是，使用如上所述的静电纺织系统，可以在静电纺织实验过程中操作出口(尖端)和接收器(接收面)之间的距离变化，以便在接收面上沉积不同直径的纳米纤维材料之间基本上没有或没有耽搁发生。由此引起的优点是，获得坚固的纳米纤维结构，但没有在正常使用中或当施加中等力时发生解体的风险。

本发明的实施方式的一个优点是，此类静电纺织系统提供具有良好可再现性和良好机械强度的纳米纤维结构。

在第二个方面，本发明涉及生产纤维结构的方法。该方法包括提供用于输出溶液或熔体的出口组，提供用于接受来自所述出口组的输出物的接收面，使所述接收面向平行于所述接收面的第一方向运动，在所述出口组和所述接收面之间施加电势差(即电压)，在所述运动和施加电势差过程中向出口提供溶液或熔体。根据本发明的实施方式，在所述向出口提供溶液或熔体的过程中，存在设备的出口与接收面之间的距离根据预定曲线变化，以便在全部纤维结构中获得预定的纤维厚度曲线。预定的曲线可以是任选地沿所述第一方向单调减小的曲线。由于系统的几何结构(例如图3和4的实施方式)或者由于出口组相对接收面的实际相对运动，可以获得该曲线。有关存在根据预定曲线的至少设备的部分出口与接收面之间的距离变化的其它特征如第一方面中所述的。

本发明的实施方式的一个优点是，由于在沉积过程中存在出口和接收面之间的变化，可以获得不同纳米纤维之间的良好的相互作用，虽然不是化学作用，以便纳米之间发生良好的粘合并且获得具有良好机械强度的结构。由于有可能在单个静电纺织部分中制作结构，所以不同纤维之间的粘合会足够良好以便构建坚固的结构，同时不会导致例如交联的纤维。更具体地，通过在前一层仍有些湿的时候(例如流体含量可以是2％只6％或例如2％至5％)沉积下一层纤维，不同的纤维易于相互略微粘结，由此，粘结相互作用是一种弱的相互作用，不是化学相互作用也不发生交联。该方法有利地可以用第一个方面中所述的系统来实施。

电势差可以在100至200000V内选择。运动步骤可以通过用于使所述出口组和/或所述接收面进一步运动的驱动装置来操作，以便良好地填充纤维结构。因此，接收面和出口组中至少一个发生进一步运动。出口的进一步运动可以是往复运动，例如两个固定点之间的运动。有利地，接收面在与所述接收面平行的一个方向上进一步连续运动。有利地，出口组在与接收面平行的第一方向上作进一步往复运动，并且接收面在与接收面平行但不同于所述第一方向的第二方向上作进一步运动。例如，接收面可以与第一方向成一定角度，诸如任选地基本上垂直于所述第一方向作进一步运动。所述第一和第二方向可以相互垂直并且平行于所述第一平面和所述接收面。有利地，出口组和接收面可以进一步彼此相对运动，以便出口组沿y方向(见例如图2、图3或图4)在两个转化点之间运动，接收面按垂直于y方向但是在所述接收面的平面内的方向(例如图2、图3或图4中的x方向)进一步连续地运动。出口组可以以0.1cm.s^-1至100cm.s^-1的平均速度进一步运动。接收面可以以10cm.h^-1至100cm.h^-1的速度运动。

溶液或熔体可以保存在容器中，该容器可以是温控的，但是不一定必须是温度控制的。提供溶液或熔体可以通过用于向出口提供溶液或熔体的驱动装置来操作。这种装置(诸如泵)经递送装置将溶液或熔体递送至出口，该递送装置可以可以是温控的，但是不一定必须是温度控制的。位于出口处时，溶液或熔体形成液滴，从该液滴可拉出细丝并且在电势差的作用下，该细丝射向接收面。因此，接收面用作收集面。离开出口的溶液或熔体的喷出物的形状通常是圆锥形的并且形成所谓的伞，即接收面上被覆盖的区域。

本发明的实施方式的一个优点是，在静电纺织实验中存在系统的出口和接收面之间的距离变化，因为这能够获得直径变化的纳米纤维结构，例如具有亚层的层状纳米纤维结构，所述亚层具有不同直径的纳米纤维，同时仍然具有机械上牢固的纳米纤维微结构。

根据本方面的一个实施方式，静电纺织的方法还包括鉴于喷嘴出口与接收器距离的变化，实现静电纺织其它参数的变化。可以变化的其它参数可以是例如施加的电压、湿度、提供到喷嘴的熔体或溶液的流速。因此，溶液或熔体参数可以考虑或者还可以改变。此类参数可以是例如所用聚合物的浓度、电荷密度、所用溶剂和/或粘度。此类调整或优化可以用实验方法进行。原则上，当改变喷嘴出口与接收器之间的距离时优化施加的电压已经是较大的优势。一个或更多个参数的变化可以按照预定的规则、根据计算的模型、基于试验与误差实验或以任何其它合适的方式来进行。例如，可以通过调节参数直到达到稳态来进行优化。稳态可以定义为泰勒锥“Taylor cone”恒定并且纺织以连续方式实施的点。可以从光学上来检测这种稳态，例如用肉眼或用光学探测器，参数的调整可以以人工或自动的和/或自动化的方式来进行。

本发明的实施方式的一个优点是，使用这种工艺参数的控制、调节和/或优化，可以获得无珠粒的纤维结构，同时在相同的静电纺织时间内改变结构中纤维的直径。本发明的实施方式的一个优点是，考虑到以上认定的参数，在稳态条件下可以生产存在纳米纤维，例如无珠纤维或仅具有有限量的珠的纤维的范围。一个优点是，可以获得大的上艺范围，其中，在纳米纤维上具有大量珠的风险或不再产生纳米纤维的风险被减小或甚至避免。获得在稳态条件下操作的大的工艺范围导致以高可再现的方式和连续模式生产纳米纤维的可能。

在第三个方面，本发明涉及纤维结构。与通常描述的现有技术的纳米纤维结构相比，本发明的纤维结构的第一个实施方式显示多个优点和创新方面。这些特征通过所用的本发明的第一个方面的静电纺织设备的特性而获得。本发明的纤维结构显示其单根纤维的直径沿纤维结构的一个维度，例如在纤维结构的厚度上的变化。在一个实施方式中，本发明涉及包含纤维的静电纺织纤维结构，其中，所述纤维的直径根据预定的曲线变化。例如沿所述静电纺织纤维结构的一个维度减小或单调减小，并且其中，在垂直于所述维度的任何部分中纤维直径的变化可以小于10％。预定的曲线还可以是例如，在纤维结构的深度方向的中间位置，纤维的直径最小。在一个实施方式中，本发明的静电纺织纤维结构是一个由纳米纤维层组成的层状结构，各随后的层由平均直径小于前一层的纤维直径的纤维组成。因此，纤维的平均直径根据预定曲线变化，例如在静电纺织纤维结构的厚度上单调减小或单调增加。

本发明的静电纺织纤维结构根据设想的应用的需要可以切割成任何所需的形状。表面积可以在5mm²至10mm²内变化，厚度在100nm至30cm内变化，单根纤维的直径在3nm至5μm内变化。在一个实施方式中，本发明的静电纺织纤维结构是多孔性的。静电纺织纤维结构优选具有至少60％孔隙率。孔径可以在30nm至8μm之间变化。

作为一个有利的特征，本发明的静电纺织纤维结构可以包含大多数，即50％或更多直纤维。在一个实施方式中，化合物形成小垫。纤维的直线性可以例如从图像分析来推断。优选，包含在纤维结构中的大多数纤维(即50％或更多)是直的，即由大多数具有在5μm距离上基本上直的部分(即50％或更多)组成。基本上直的必需被理解为，纤维的主轴，即沿纤维方向的轴在小于45°、例如小于30°或例如小于5°的角度内变化，测量角度变化的范围是10微米的距离。该角度是可以在所考虑的纤维长度上主轴的两个点处的切线之间进行测量的最大角度。在所考虑的距离上的直线性的标准偏差可以不超过5％。

作为一个有利的特征，本发明的纤维结构可以包含很少或没有交联，例如微米纤维或纳米纤维结构，其中包含的大多数纤维(即50％或更多)基本上无交联。纤维结构是静电纺织纤维结构，它是通过静电纺织制造的结构。它们有利地与相邻纤维不发生交联。因此，交联意味着发生在两根纤维之间的连接，不仅仅是两根纤维的接触。这是出口间的间距至少为1cm、有利地至少为4cm的结果。不受理论的约束，相信这种效应是由于在纤维形成过程中溶剂更容易蒸发、因此更快速地蒸发。相信对于小于1cm的出口间距来说，在纤维形成过程中溶剂蒸发占太多时间。这导致相邻纤维的熔合并因此而交联。如果纤维结构由熔体制成，问题可能是未完全消除出口互相靠得太近时发生的热效应。然后，纤维成形不完全，可能存在一种熔体和固体之间的中间相，使得形成交联的纤维。所得纤维结构的其它有利特征是，它们具有至少65％、有利地65至99％的孔隙率。

应该注意，纤维之间的交联不包括导致纤维粘结并且引起本发明的结构中所得的机械强度的的弱的非化学相互作用。因此，这种相互作用导致本发明的纳米纤维结构的正面的机械强度，同时避免由交联造成的负面效应。

在实施方式中，本发明还涉及其中纤维的厚度统一的纤维结构，即整个纤维结构中厚度的标准偏差不超过80％、有利地50％、更有利地20％。

本发明还涉及包含多个或所有以上确定的性质的纤维结构。作为任选的特征，本发明的纤维结构可以制作成包含大多数(即50％或更多)随机定向的纤维，即不处于特定的方向中(例如，非对齐的)。最后的效应有助于获得提高的孔隙率。在接收面在一个方向连续运动的实施方式中，可以通过例如选择接收面的速度为10cm.h^-1至100cm.h^-1来获得这种效应。

作为一个任选的特征，本发明的纤维结构中包含的大多数纤维(即50％或更多的纤维)的直径为3nm或更大、有利地10nm或更大。作为一个任选的特征，本发明的纤维结构中包含的大多数纤维(即50％或更多)的直径为2000nm或更小、有利地800nm或更小、更有利地700nm或更小。当纤维具有800nm或更小的平均直径时，它们被称为纳米纤维，由此制成的纤维结构称为纳米纤维结构。作为一个任选的特征，本发明的纤维结构中包含的大多数纤维(即50％或更多)的直径为3至2000nm、有利地10至2000nm、有利地3至800nm、更有利地10至700nm。纤维可以具有这样的直径，其中，局部的、非计划中的变化在整个长度上小于直径尺寸的100％、更有利地在整个长度上小于直径尺寸的50％。当局部的、非计划中的直径偏差大于平均直径的200％时，纤维不称为纤维或被称为串珠状纤维(beaded fibre)。

如可从例子中看到的，纤维直径取决于出口和接收面之间的距离。纤维直径与距离之间的关系曲线可以是聚合物和溶剂特异性的。因此，在研究了聚合物溶液或熔体之后可以确定曲线，因为它是聚合物和溶剂特异性的。它可以经过试验与误差、实验结果、理论模型等来确定。作为另一个任选的特征，所得的纤维结构具有15至10000cm的宽度。

在本发明的第三个方面的实施方式中，纤维聚合物结构具有至少65％的孔隙率，宽度是15至10000cm。

应用于第一个方面的设备的第二个方面的方法能够获得具有突出性质的纤维结构，值得注意的性质是在纤维结构的一个维度上纤维直径的变化。

在第三个方面的一些实施方式中，获得分层的，即多层的纤维结构。有利地，对于纤维结构中每一对相邻层，平均纤维直径是不同的。这可以通过对各层使用不同的出口组与接收面之间的距离来实现(见例如图3)。所得分层的纤维结构相比它们的非分层的对应体具有多种优点。首先，具有小的纤维直径的层与具有多少较大纤维的层的组合改善纤维结构的整体强度。第二，作为应用的函数，可以优化纤维结构的吸收/释放性质，在单个的生产步骤中，最终通过使用分层的结构可以获得多任务和多功能，诸如在单个多层结构中可进行多水平过滤。

应该理解，虽然本文中已经针对本发明的设备讨论了优选的实施方式、具体的结构和布置以及材料，但是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，还可以作各种形式和细节的变化或修改。例如，可以在本发明的范围内在所述的方法中加入或删除步骤。虽然我们已经关于生产方法、静电纺织设备和所得纤维结构描述了本发明，但是，本发明还涉及用于控制出口与接收面之间的相对距离的控制器，以便在纤维结构中不同的层之间产生不同的性质。

通过举例说明的方式，讨论了多个实施例。实施例1-3通过例子的方式说明在单个静电纺织实验中制作的纳米纤维结构的深度上的直径变化。实施例4和5说明两个例子，其中说明了用于静电纺织不同材料的稳态条件。实施例7、9、11和13说明静电纺织实验，其中，使用本发明的一个实施方式的方法获得牢固的纳米纤维结构，而实施例6、8、10和12描述比较静电纺织实验，其中，在不同静电纺织实验中(时间上分隔)获得纳米纤维结构中的不同亚层。这些实施例和比较例说明本发明的实施方式的优点。实施例14说明与关于实施例4-13所述的类似的结果，但是材料不同。其说明本发明的实施方式的静电纺织方法和系统应用广泛并且没有严重地受到静电纺织材料的限制。

实施例1

通过从脂肪酸合成获得的聚酯酰胺(PEA)(分子量约20.000g.mol^-1)溶解在氯仿中以便获得25％PEA的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个出口15ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组24个出口。在喷丝头中，在出口和接收面上施加约1000V.cm^-1的电场，以便能够实施聚合物溶液的静电纺织。出口以三角形布局设计，共4行，每行6个出口。将温度控制在298K。出口面处于相对接收面呈10°角度的位置，出口面的运动垂直于接收面的运动。接收面的速度是40cm.h^-1，而出口面的速度是1cm.s^-1。纺织2小时后，得到300μm厚的纳米纤维结构，长度为约1.5m、宽度为80cm。平均纳米纤维直径随深度变化，从结构一侧的500nm(图8)变化至另一侧的300nm(图9)。具有最大直径的一侧对应于得自处于相对接收面最近的出口的纤维，而最小的直径(在纳米纤维结构的另一侧)得自与接收面距离最远的出口。图10显示纳米纤维直径和出口与接收面之间的距离的关系。

实施例2

聚酰胺6/6(PA66)(分子量约20.000g.mol^-1)溶解在甲酸中以便获得14％PA66的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个出口2ml.h^-1的流速将该溶液泵送至二组出口，每组24个出口。在喷丝头中，在出口和接收面上施加约3.500V.cm^-1的电场，以便能够实施聚合物溶液的静电纺织。出口以三角形布局设计，共4行，每行6个出口。使用两个喷丝头，每个以不同的出口与接收面之间的距离进行操作。将温度控制在298K。第一出口面与接收面离开4cm的距离，第二出口面与接收面离开6cm的距离。接收面的速度是60cm.h^-1，而出口面的速度是1cm.s^-1。纺织2小时后，得到100μm厚的纳米纤维结构，长度为约1.2m、宽度为80cm。在一个步骤中，平均纳米纤维直径随深度变化，从结构一侧的285nm(图11)变化至另一侧的180nm(图12)。具有最大直径的一侧对应于得自离开接收面4cm的出口面的纤维，而最小的直径(在纳米纤维结构的另一侧)得自与接收面相距6cm的出口面。

图13显示出口与接收面之间的距离和平均纳米纤维直径的曲线关系，它是使用如实施例1中所述的加工装置获得的。针对不同浓度的PA66绘制了该图。

实施例3

醋酸纤维素(CA)(分子量约30,000g.mol^-1)溶解在丙酮/二甲基乙酰胺(2∶1)中以便获得14％CA的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个出口10ml.h^-1的流速将该溶液泵送至二组出口，每组24个出口。在喷丝头中，在出口和接收面上施加约850V.cm^-1的电场，以便能够实施聚合物溶液的静电纺织。出口以三角形布局设计，共4行，每行6个出口。使用两个喷丝头，每个以不同的出口与接收面之间的距离进行操作。将温度控制在298K。第一出口面与接收面离开20cm的距离，第二出口面与接收面离开15cm的距离。接收面的速度是60cm.h^-1，而出口面的速度是1cm.s^-1。纺织2小时后，得到约200μm厚的纳米纤维结构，长度为约1.2m、宽度为80cm。平均纳米纤维直径随深度变化，从结构一侧的470nm变化至另一侧的450nm。具有最大直径的一侧对应于得自离开接收面15cm的出口面的纤维，而最小的直径(在纳米纤维结构的另一侧)得自与接收面相距20cm的出口面。

实施例4

聚酰胺6/6(PA66)溶解在甲酸中以便获得14％PA66的溶液。使用多个多通道蠕动泵将溶液泵送至一组针。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。使用以下操作参数值，即尖端至接收器的距离、流速和施加的电压，获得一种稳态操作，产生不含珠或具有减小的或尽可能减少的珠的纤维。

尖端至接收器距离	流速	施加的电压
			6cm	2mL h-1	20kV
7cm	2mL h-1	23kV
			8cm	2mL h-1	26kV
9cm	2mL h-1	28,5kV
			6cm	1mL h-1	16,5kV
6cm	3mL h-1	22kV
			6cm	4mL h-1	24kV
6cm	5mL h-1	26,5kV

尖端至接收器的距离、流速和施加的电压的组合导致良好的稳态条件。该条件通过针对固定的尖端至接收器距离和固定的流速人工调节施加的电压来获得。

实施例5

在实施例5中，描述了与实施例4中类似的实验。通过从脂肪酸合成获得的聚酯酰胺溶解在氯仿中以便获得24％PEA的溶液。使用多个多通道蠕动泵将溶液泵送至一组针。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。使用以下操作参数值，即尖端至接收器距离(显示在第一行中)、流速(显示在第一列中)和施加的电压(以kV表示)，给定尖端至接收器距离和流速，获得一种稳态操作，产生不含珠或具有减小的或尽可能减少的珠的纤维。

表中所示的尖端至接收器的距离、流速和施加的电压的组合导致良好的稳态条件。该条件通过针对固定的尖端至接收器距离和固定的流速人工调节施加的电压来获得。

实施例6

聚酰胺6/6(PA66)溶解在甲酸中以便获得14％PA66的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针5ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加4500V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是6cm。

将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。10分钟后，在相同的条件下沉积第二层。重复6次以便获得7层的层状结构。因此，这些层是在不同的静电纺织实验中制作的，这些实验在时间上是分离的。当对该层状结构施加机械作用力时，它显示出弱的强度，因为单个层之间的粘合力较弱。这一点在图14中作了说明，表明在施加机械力后，这7层发生分层。

实施例7

聚酰胺6/6(PA66)溶解在甲酸中以便获得14％PA66的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针5ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加4500V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是6cm。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。立即在相同的条件下沉积第二层。根据本发明的一个实施方式，重复10次以便获得11层的层状结构。当对该层状结构施加机械作用力时，它显示出是一个强度大的粘合的纳米纤维小垫，其中检测不到单个层。这一点在图15中作了说明，表明该结构不发生分层。

比较实施例6和7显示，使用本发明的实施方式获得的纳米纤维结构具有强度好、结构佳的优点。

实施例8

聚酰胺6/6(PA66)溶解在甲酸中以便获得14％PA66的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针2ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加3,500V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是6cm。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。10分钟后，以2ml.h^-1的速度沉积第二层，施加3300V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是7cm。再10分钟后，在以下条件下沉积一层：每个针2ml.h^-1的速度，施加3500V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是6cm。最后，在以下条件下沉积第四、第五和第六层，每次间隔时间10分钟：每个针2ml.h^-1的速度，施加3,300V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是7cm。因此，这些层是在不同的静电纺织实验中制作的，在时间上是分离的。当对该层状结构施加机械作用力时，它显示出弱的强度，因为单个层之间的粘合力较弱。这一点在图16中作了说明，再次表明该结构发生分层。

实施例9

聚酰胺6/6(PA66)溶解在甲酸中以便获得14％PA66的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针2ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加3,500V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是6cm。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。以2ml.h^-1的速度立即沉积第二层，施加3300V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是7cm。随后在以下条件下沉积第三层：每个针2ml.h^-1的速度，施加3500V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是6cm。最后，在以下条件下即刻沉积第四、第五和第六层：每个针2ml.h^-1的速度，施加3,300V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是7cm。因此，该纳米纤维结构基本上是在单个静电纺织实验中获得的，其中，根据本发明的实施方式，导致不同直径的纳米纤维的不同的亚层的静电纺织沉积之间几乎不存在时间耽搁。当对该层状结构施加机械作用力时，它显示出是一个强度大的粘合的纳米纤维席，其中检测不到单个层。获得类似于图15中所示的结果。

比较实施例8和9，再次显示，使用本发明的实施方式获得的纳米纤维结构具有强度好、结构佳的优点。而且，从不同的化学组成可以看出，这些结果基本上不依赖于所使用的材料的化学组成。

实施例10

聚酯酰胺溶解在氯仿中以便获得24％PEA的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针12ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加750V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是25cm。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。10分钟后，在相同的条件下沉积第二层。重复10次以便获得11层的层状结构。因此，这些层是在不同的静电纺织实验中制作的，在时间上是分离的。当对该层状结构施加机械作用力时，它显示出弱的强度，因为单个层之间的粘合力较弱。

实施例11

通过从脂肪酸合成获得的聚酯酰胺溶解在氯仿中以便获得24％PEA的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针12ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加750V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是25cm。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。立即在相同的条件下沉积第二层。根据本发明的一个实施方式，重复10次以便获得11层的层状结构。当对该层状结构施加机械作用力时，它显示出是一个强度大的粘合的纳米纤维席，其中检测不到单个层。

比较实施例10和11显示，对于不同类型的静电纺织溶液，使用本发明的实施方式获得的纳米纤维结构同样具有强度好、结构佳的优点。由此还确定，本发明的实施方式的方法和系统产生优良的结构，基本上独立于所用的材料。

实施例12

通过从脂肪酸合成获得的聚酯酰胺溶解在氯仿中以便获得24％PEA的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针12ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加750V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是25cm。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。10分钟后，以12ml.h^-1的速度沉积第二层，施加1,400V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是10cm。再10分钟后，在以下条件下沉积一层：每个针12ml.h^-1的速度，施加750V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是25cm。最后，在以下条件下沉积第四层：每个针12ml.h^-1的速度，施加1,400V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是10cm。因此，这些层是在不同的静电纺织实验中制作的，在时间上是分离的。当对该层状结构施加机械作用时，它显示出弱的强度，因为单个层之间的粘合力较弱。

实施例13

通过从脂肪酸合成获得的聚酯酰胺溶解在氯仿中以便获得24％PEA的溶液。使用多个多通道蠕动泵、以每个针12ml.h^-1的流速将该溶液泵送至一组针，施加750V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是25cm。将温度控制在298K。这些针的位置相互离开6cm。获得第一层纳米纤维。以12ml.h^-1的速度立即沉积第二层，施加1,400V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是10cm。随后在以下条件下沉积第三层：每个针12ml.h^-1的速度，施加750V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是25cm。最后，立即在以下条件下沉积第四层：每个针12ml.h^-1的速度，施加1,400V.cm^-1的电势，尖端至接收面的距离是10cm。因此，该纳米纤维结构基本上是在单个静电纺织实验中获得的，其中，根据本发明的实施方式，导致不同直径的纳米纤维的不同的亚层的静电纺织沉积之间几乎不施加时间延迟。当对该层状结构施加机械作用时，它显示出是一个强度大的粘合的纳米纤维席，其中检测不到单个层。

比较实施例12和13，再次显示，使用本发明的实施方式获得的纳米纤维结构具有强度好、结构佳的优点。

实施例14

为了说明当使用本发明的实施方式的系统和/或施用本发明的实施方式的方法时，所得的优点基本上独立于所用的静电纺织溶液，使用以下的聚合物重复以上实验。聚苯乙烯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乳酸、聚丙烯酸、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、胶原、纤维素和相关产品、壳聚糖、甲基丙烯酸酯、丝、含有金属的纳米纤维、聚乙烯-乙烯醇共聚物和聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。可以看到类似的结果和优点。

根据另一个方面，本发明涉及用于控制至少一个伤口周围的流体，例如伤口渗出液的创伤敷料装置。控制流体可以包括控制存在于伤口周围的流体的量。控制伤口周围的流体可以包括控制伤口周围的流体的侧流。控制流体可以包括吸收来自至少一个伤口的流体。该创伤敷料装置可以特别适合烧伤创面的伤口敷料，但是本发明不限于此。创伤敷料装置包括含有多种纤维的纳米纤维结构。纳米纤维结构可以使用本申请的其它方面中所述的任何方法来制作。纳米纤维结构可以与本申请的实施方式或方面中所述的任何纳米纤维结构相同或相类似。纳米纤维结构可以包括用于接触伤口的接触面。纳米纤维结构的纤维的直径在垂直于接触面的方向上变化，以便控制从伤口吸收流体和/或将流体释放至伤口。这种变化可以是多层结构中不同层之间的纤维直径的不同和/或纤维直径的更连续的变化。变化可以是孔隙率的变化、纤维密度的变化和/或纤维的密度的变化。在具体的方面，孔隙率、纤维的直径或纤维的密度的变化可以根据预定的变化曲线，以便创伤敷料装置提供预定的渗出液吸收和/或释放曲线。曲线可以是这样，在伤口和创伤敷料装置之间的接触侧存在快速吸收，从该侧至相反侧可以快速转移以便伤口基本上是干燥的。另一种曲线可以是，在伤口和创伤敷料之间的接触侧存在吸收，转移至敷料中至一深度，如果伤口的流体释放减慢，那么流体首先被吸收，储存在敷料中的流体可以释放回伤口。创伤敷料装置可以例如具有在伤口接触面处具有更大纤维直径、在创伤敷料装置的中间位置的纤维直径更小、在相反面直径再次变大的曲线。曲线可以是如此，创伤敷料装置包括一个中部存储部份，它可以在后一阶段将流体释放回伤口中，以便例如防止伤口太干燥。

纳米纤维结构有利地是一个多孔的结构。结构可以具有至少65％的孔隙率，例如平均孔隙率。孔隙率，例如平均孔隙率可以在65至99％、有利地70至98、更有利地75至95％的范围内。纳米纤维结构可以例如能够吸收相当于其自身重量的1-25倍的水、溶液、化合物或凝胶。它可以例如具有3至25倍、有利地4至25倍、更有利地5至25倍于自身重量的液体吸收容量，其中液体的密度是约1kg/L。本发明的实施方式的一个优点是，完全基于结构的高孔隙率，可以获得高吸收容量。在本发明的具体的实施方式中，纳米纤维结构还可以包含活性液体吸收和/或凝胶形成化合物，用于进一步增加液体吸收容量。这种活性液体吸收和/或凝胶形成化合物可以导致1-70倍于其自身重量的液体吸收容量。这种活性液体吸收和/或凝胶形成化合物例如可以作为涂层施加到单根纤维上，但是，凝胶形成化合物还可以按不同的方式添加到纳米纤维结构上。例如，活性水吸收和/或凝胶形成化合物的一个例子可以是聚丙烯酸，但本发明不限于此。

孔径可以在30nm至8μm之间变化。根据本发明的一些实施方式，可以选择纳米纤维结构的至少一个部分的孔径小于150nm，例如小于125nm或小于100nm。细菌通常具有大于150nm的尺寸。因此，这种结构一旦被应用在待处理和/或保护的表面上时，就形成优良的细菌屏障，防止待处理的表面受感染。

纳米纤维结构可以包含纳米纤维，以便至少30％、有利地至少50％纳米纤维结构的纳米纤维具有3至2000nm的平均直径。沉积在衬底上的纳米纤维织物结构可以具有1μm至5000μm、有利地1μm至2000μm、有利地10μm至2000nm、有利地3至800nm、更有利地10至700nm的平均厚度。本发明的纤维结构中包含的大多数纤维(即50％或更多的纤维)的直径可以为3nm或更大、有利地10m或更大。作为一个任选的特征，本发明的纤维结构中包含的大多数纤维(即50％或更多)的直径为2000nm或更小、有利地800nm或更小、更有利地700nm或更小。对于本申请，具有上述被建议的直径或处于一种直径范围内的纤维将被称为纳米纤维，相应的结构可以称为纳米纤维结构。在实施方式中，本发明还涉及其中纤维的厚度统一的纤维结构，即整个纤维结构中厚度的标准偏差不超过80％、有利地50％、更有利地20％。纤维直径取决于出口和接收面之间的距离。纤维直径与距离之间的关系曲线可以是对于聚合物和溶剂特异性的。因此，在研究了聚合物溶液或熔体之后可以确定曲线，因为这是对于聚合物和溶剂特异性的。可以经过试验与误差、实验结果、理论模型等来确定。单根纳米纤维可以具有10μm至50m的长度。

纳米纤维结构可以包含至少50％直纤维，其中，这些纤维具有至少5-的距离是基本上直的部分。纤维的直线性可以例如从图像分析来推断。优选，包含在纤维结构中的大多数纤维(即50％或更多)是直的，即由大多数具有在5μm距离基本上直的部分(即50％或更多)组成。基本上直的必须被理解为，纤维的主轴，即沿纤维方向的轴在小于45°、例如小于30°或例如小于5°的角度内变化，测量角度变化的范围是10微米的距离。该角度是在所考虑的纤维长度上主轴的两个点处的切线之间进行测量得到的最大的角度。在所考虑的距离上的直线性的标准偏差可以不超过5％。

作为一个有利的特征，本发明的纤维结构可以包含很少交联或没有交联，例如微米纤维或纳米纤维结构，其中包含的大多数纤维(即50％或更多)基本上无交联。它们有利地与相邻纤维不发生交联。因此，交联意味着发生在两根纤维之间的连接，不仅仅是两根纤维的接触。这是出口间的间距至少为1cm、例如至少为4cm的结果。不受理论的约束，相信这种效应是由于在纤维形成过程中溶剂更容易蒸发、因此更快速地蒸发。相信对于小于1cm的出口间距来说，在纤维形成过程中溶剂蒸发占太多时间。这导致相邻纤维的熔合并因此而交联。如果纤维结构由熔体制成，问题可能是未完全消除出口相互靠得太近时发生的热效应。然后，纤维成形不完全，可能存在一种熔体和固体之间的中间相，使得形成交联的纤维。

纳米纤维结构可以包含至少50％随机取向的纤维。在一个实施方式中，化合物形成小垫。

有利地，可以通过静电纺织一种材料来获得纳米纤维结构。具有所示特征的纤维可以通过使用多喷嘴系统的静电纺织技术来获得。喷嘴可以相隔至少1cm的间距、有利地至少4cm的间距。

大范围的材料可以用于生产纳米纤维结构，其中有来自以下聚合物类的聚合物：聚酰胺、聚苯乙烯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乳酸、聚丙烯酸、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚氨酯、胶原、纤维素和相关产品、壳聚糖、甲基丙烯酸酯、丝、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯基丁醛和含有金属的纳米纤维。

创伤敷料装置可以具有任何合适的形状。它们可以被制作成正方形或矩形，但是还可以根据所设想的应用的需要切割成替代的形状。表面积可以在5mm²至10m²之间变化。创伤敷料装置可以适合于烧伤伤口敷料或大伤口敷料，纳米纤维结构具有至少30cm×30cm、有利地40cm×40cm、更有利地50cm×50cm的接触面。但是，敷料也可以用于小伤口，纳米纤维具有至少2mm×2mm、或5mm×5mm、更有利地20mm×20mm的接触面。创伤敷料装置可以手工或用使用机械、热或激光诱导切割的机器切割成任何形状。设备的厚度，通常在垂直于接触面的方向上测得，可以是100nm至30cm，例如50μm至5000μm。

创伤敷料装置的纳米纤维结构可以固定在衬底上。衬底可以远远大于纳米纤维结构，并且在边缘可以具有粘合性能(例如通过提供胶)以便将创伤敷料装置粘合到伤口周围的皮肤上。或者或除此之外，还可以将这种粘合性质直接赋予纳米纤维结构的边缘，无论有无衬底存在。

通过举例说明的方式，本发明不限于此，我们将讨论多个具体的实施方式，说明本发明的实施方式的任选的特征和优点。

在第一个具体的实施方式中，讨论如上所述的创伤敷料装置。在这些创伤敷料装置中，纳米纤维的直径可以作为纳米纤维结构的深度的函数以受控的方式变化。通过改变跨越纳米纤维结构深度，即垂直于创伤敷料装置的接触面的方向的纳米纤维的直径，可以达到良好的、可控的液体和/或(生物)活性化合物的吸收。整个纳米纤维结构的纤维可以由相同的材料制成，或者可以由不同的材料制成。有利地，可以通过静电纺织一种材料来获得纳米纤维结构。具有所示特征的纤维可以通过使用多喷嘴系统的静电纺织技术来获得。喷嘴可以相隔至少1cm、例如至少4cm或6cm的间距。而且，为了控制直径，可以调整喷嘴和接收面之间的距离。通过举例说明的方式，本发明不限于此，我们描述了多种生产具有不同直径的创伤敷料装置的静电纺织法。在第一种使用静电纺织法生产创伤敷料装置的设备中，静电纺织设备的喷嘴与静电纺织设备的接收面之间的距离可以在加工过程中变化，这导致单根纳米纤维的直径的变化。图17更具体地显示这一点。图17显示部分静电纺织设备100，它包括一组喷嘴102和接收面104。在喷嘴102和接收面104之间例如通过电压源(未显示)施加了电压。相对喷嘴位置可以在所有方向侧向移动，这可以使产生的不同纤维适当地重叠。而且，系统设计成提供喷嘴出口与接收面之间的距离变化。图17还显示锥形的喷雾区106，其中材料被喷射。接收面104可以是运动的表面或者运动的表面的一部份。在第二种装置中，通过产生层状结构的层，其中各层以恒定的喷嘴-接收面距离生产，获得纳米纤维直径的变化。图19更具体地示意性地显示这一点。图19举例说明一种类似于图17中的设备，其中，静电纺织设备200中喷嘴组102和接收面104之间的距离的变化不是由喷嘴出口102的运动提供的，而是通过提供与接收面104的距离不同的多个不同的喷嘴出口组202a、202b、202c来提供的。由于喷嘴出口至接收器距离的变化而引起的静电纺织的其它参数的变化，诸如待施加的电压可以例如用实验方法来确定。然而，原则上，当改变喷嘴出口与接收器之间的距离时优化施加的电压已经是较大的优势，而且还可以调整其它参数，诸如起始物料的流速。这可以按照预定的规则、根据计算的模型、基于试验与误差实验或以任何其它合适的方式来进行。例如，可以通过调节参数直到达到稳态来进行优化。稳态可以定义为泰勒锥”Taylor cone”恒定并且纺织以连续方式实施的点。泰勒锥是当一滴下垂的聚合物溶液被带入电场时获得的普通的三角形。可以从光学上来检测这种稳态，例如用肉眼或用光学探测器，参数的调整可以以人工或自动的和/或自动化的方式来进行。根据本实施方式的例子，可以获得这样的纳米纤维结构，其中小直径(例如3nm至1.5μm)的纳米纤维在一侧，更大直径(例如50nm至5μm)的纳米纤维在另一侧，例如接触侧。很清楚，伴随第一种装置，可以获得纳米纤维直径作为深度的函数的连续的或准连续的变化，一种对应的创伤敷料装置150显示在图18中，而对于第二种装置，在直径变化中将获得数个不连续步骤，一种对应的创伤敷料装置250显示在图20中。在有利的实施方式中，纳米纤维结构中的纤维直径从创伤敷料装置的接触侧至其相反侧减小。

本发明的实施方式的一个优点是，可以获得小孔径，由于纳米纤维结构的高比表面积，能够使结构中被吸收的液体蒸发。很清楚，在存在最小直径的纳米纤维的设备一侧将获得最有效的蒸发性质，因为在那一侧可获得最高的比表面积并且液体向该表面的传输速度是最大的。

本发明的实施方式的另一个优点是，创伤敷料装置不仅能够在接触侧吸收大量的液体或在另一侧使流体蒸发，而且在创伤敷料装置的一侧(接触侧或接触面)被吸收的液体(例如来自渗液的伤口)被有效地向结构的另一侧运输，条件是以合适的方式利用创伤敷料装置，即创伤敷料装置的定位使得具有最大直径的纳米纤维存在于接触面上，而具有最小直径的纳米纤维存在于相反的一侧。这意味着，在设备的横截面上，纳米纤维的直径从液体吸收侧至液体释放侧的方向减小。

本发明的实施方式的另一个优点是，由于有可能在单个静电纺织期间制作静电纺织的创伤敷料装置，所以不同纤维之间的粘合会足够良好以便构建坚固的结构，而不会导致例如交联的纤维。更具体地，通过在前面沉积的层仍有些湿的时候(例如包含2％至6％的水份)沉积下一层纤维，不同的纤维易于相互略微粘结，由此，该粘结是一种弱的相互作用，不是化学相互作用也不是交联。本发明的实施方式的一个优点是，可以获得无珠纤维结构，同时在相同的静电纺织时间内改变创伤敷料装置中纤维的直径。例如，这可以通过控制静电纺织期间的不同参数、同时改变喷嘴-接收器距离来获得。

本发明的实施方式的一个优点是，提供创伤敷料装置，它能够有效地吸收来自一个表面(例如渗液伤口)的液体，并且基于有效地吸收液体、在设备的横截面上有效地传输液体和在设备的另一侧通过蒸发有效地释放液体，建立液体的动态去除机制。而且，实施方式的一个优点是，当流体形成过程结束时，之前吸收的流体可以释放回伤口。由于这三个优点的支持，设备的液体去除性质可以具有保持液体释放表面几乎干燥或使存在于伤口表面的流体的实际量保持稳态的可能性。在其它有利的实施方式中，设备合适用于防止伤口完全干燥。这种创伤敷料装置的两个例子显示在图23和图24中，说明设计成从伤口吸收液体、储存液体并在以后的阶段将其释放回伤口的创伤敷料装置。图22显示对应的创伤敷料装置400，其中直径连续变化，这可以用图17中所示的系统来获得，而图24显示层状结构450，它可以用图19中所示的系统来获得。这两种结构的垂直于接触面的方向的中间位置的纤维的直径小于接触面的纤维的直径并且小于接近接触面相反表面上的纤维的直径。在图24的设备中，提供具有这种纤维的中间层。这种实施方式具有这样的优点，能够控制伤口附近的流体量，以便伤口不会变干，这对于某些类型的伤口是有利的。

在第二个具体的实施方式中，纳米纤维结构还设计成用于防止或减少用相同敷料处理的周围伤口由于被创伤敷料装置相连而相互感染的风险。如果在施用装置前一个伤口被感染，会发生这种缺点。通过使用如上所述的纳米纤维结构，其中至少纳米纤维结构的顶部，即面对伤口的部分形成图案，本发明可以解决这样的问题。这种有图案的结构300的一个例子显示在图21中，虽然本发明不限于此。可以提供不同类型的图案。

至少可以使纳米纤维结构的顶部形成图案，以便创伤敷料装置的接触伤口的一面被分隔成多个更小的区。这些区的大小可以全部相同或不同。优选的单个区域的尺寸可以是5cm×5cm，优选2cm×2cm、更优地1cm×1cm。纳米纤维结构或其部分的图案可以以任何合适的方式获得，诸如通过根据待形成的图案用热进行处理。例如，加热的有图案的结构可以用于产生纳米纤维结构或其部分中的图案。由于加热，图案被烧进层中，因为纳米纤维将局部熔化并且粘合在一起。很清楚，在这些部分，结构失去其纳米纤维性质。在这些边界处，液体因此不能容易地从图案中的一个区传输到相邻的区，因此导致减少或防止一个伤口区的被感染的伤口液体与另一个伤口区接触。换句话说，形成横向屏障以便防止伤口液体的侧流。横向屏障的另一个优点是可以防止伤口流体转移到伤口附近的健康皮肤上，所述伤口有利地应该保持干燥。应该注意，在纳米纤维结构中提供横向屏障的观点还可以用于这样的纳米纤维结构，其中，在纳米纤维结构的深度方向，即垂直于纳米纤维结构的接触面的方向不存在纤维直径的变化。

在该具体实施方式的纳米纤维结构中，液体不会从图案的一个区到达另一个区，因此，相互较靠近的区不会因一个液体释放源而湿润。例如对于烧伤创面，这意味着烧伤创面不会被用相同的装置处理的周围的烧伤创面所感染，因为渗出液不能传输至周围区域。

有图案的层(与待处理的表面接触)和如第一个实施方式所述的普通层的组合可能是有益的。然后，通过有图案的层伤口水份被消除并且被给予普通层，在那里，水份较容易地传播和蒸发。后者结合防止伤口之间交叉污染的优点和普通层的大水份吸收容量以及良好的蒸发作用(以便水份能容易地离开纳米纤维结构)的优点。从有图案层传输至无图案区的液体不会流回有图案层，这是因为纳米纤维直径发生变化，直径从液体吸收侧(与有图案层接触)至通过蒸发释放液体的一侧沿横截面减小。

或者，使用具有更大纤维直径的中间无图案区能够将液体储存在有图案层的有图案区，并因此可以选择将液体释放回伤口(如果需要)以便使伤口表面处存在的实际液体维持稳态。根据该构思的创伤敷料装置350的例子显示在图22中。

液体屏障还可以用于防止液体从创伤敷料装置中除去得太多。使用这种图案能促进将伤口释放的流体储存在敷料中以备以后释放回伤口中的可能性。这能够维持伤口表面处实际流体的稳态，通过欧洲的一项关于烧伤创面的调查发现，这有利于伤口治愈过程和动力学。

在第三个具体的实施方式中，公开了如任何一个以上的实施方式中所述的纳米纤维结构，其中，在纳米纤维结构中还加入了抗菌的和/或杀菌的性质。通过这样做，纳米纤维结构有利地能够提供抗菌和/或杀菌作用，如果待处理的表面在应用结构前被感染，这将特别有用。由于纳米纤维结构中的孔径可能较小，所以细菌可以保留在伤口处，由于孔径原因，细菌不可能被吸收。根据本发明的实施方式，通过提供包含抗菌和/或杀菌性质的纳米纤维层，可以提供抗菌和/或杀菌性质。这种层可以通过用抗菌和/或杀菌物质涂布纳米纤维或通过静电纺织这种物质的纤维来获得。包含这种物质的纳米纤维层有利地可以位于液体吸收侧，因此，该层可以直接接触待处理的表面。因此，该层可以包含具有抗菌和/或杀菌性质的活性化合物的纳米纤维，例如含有I2的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。当应用于表面时，纤维可以溶解在表面释放的液体中，这会激活能杀死细菌的设想的化合物。在一个优选的实施方式中，可以加入多于一层具有抗菌和/或抑菌性质的纳米纤维，以便可以延长抗菌和/或杀菌效果。后者可以通过一个事实来获得，位于远离伤口的这种层会在更迟的时刻引发抗菌和/或杀菌性质。

在另一个方面，本发明涉及用于创伤敷料应用的本发明的实施方式中所述的纳米纤维结构的用途。这种用途得益于如上关于第一个方面的设备所述的一个或更多个不同的特征和优点。

在另一个方面，本发明涉及创伤包扎的方法，该方法包括获得具有用于接触伤口的接触面的纳米纤维结构，其中，纤维的直径在垂直于接触表面的方向上根据预定的曲线变化。该方法还包括通过使伤口与纳米纤维结构沿预定方向接触，从而设置纳米纤维结构。可以存在其它方法步骤，表现出本发明的第一个方面中所述的创伤敷料装置的一个、多个或全部特征的功能。

根据另一个方面，本发明涉及用于增白牙齿的牙齿增白系统。用于增白牙齿的系统包括两个部分。第一个部分包括一个纳米纤维结构。第二个部分包括含有漂白剂的牙齿增白部分。纳米纤维结构可以用于在使用漂白牙齿的系统时保持牙齿增白部分。换句话说，纳米纤维结构在使用过程中可以用作牙齿增白部分的载体。纳米纤维结构可以提供给多个牙齿用于牙齿增白，也称为牙齿漂白。纳米纤维结构的结构可以设计成使其能够适当地吸收、保持和释放牙齿增白部分，该牙齿增白部分的粘度是10厘泊至1000厘泊、有利地10厘泊至400厘泊、更有利地10厘泊至199厘泊。纳米纤维结构可以使用本申请的其它方面中所述的任何方法来制作。纳米纤维结构可以与本申请的实施方式或方面中所述的任何纳米纤维结构相同或相类似。

纳米纤维结构可以受衬底层的支持，但是本发明不限于此。任选的衬底层可以是证明可用于口腔的任何材料。例如，它可以是能够适应牙齿形状的材料，诸如铝箔，因为它适用于静电纺织法中纳米纤维的沉积并且能够在绕牙齿弯曲后保持其形状。然而，纳米纤维结构自身也可以设计成一定结构，以便当提供在牙齿上时它能保持其形状。

纳米纤维结构可以设计成匹配多个牙齿，例如一排门牙。纳米纤维结构可以基于其高接触表面积担负该层与牙齿表面的粘合作用。纳米纤维结构可以设计成一定结构，使装置对牙齿具有粘合作用。待处理的牙齿可以包括门齿。有利地，结构可以设计成用于同时处理门齿以及犬齿。在一个有利的实施方式中，结构可以设计成用于覆盖犬齿的尖端，例如结合覆盖门齿。纳米纤维结构可以设计成使用第一部分固定在牙齿的前侧、使用第二部分固定在牙齿的背侧。图25中的图指由被纳米纤维结构(例如一种纳米纤维结构)覆盖的任选的衬底组成的系统的示例性的第一部分。在装置的第一部分的一侧，切除三角形以便能够弯曲装置的第一部分，并且使得剩下的部份符合在牙齿背侧的区域。使装置的第一部分的全部区域覆盖在牙齿的前表面上。起初，设备的第一部分是平的，当施加到牙齿上时它变得弯曲并且优选符合牙齿的形状。由于纳米纤维层是一个高度多孔性的、可压缩的和蓬松的结构，因此能完美地围绕各单个牙齿的形状进行包裹，最终可以获得使它在牙齿上贴合并且使三角形配合背侧的特征，最终完美地符合牙齿形状。

装置具有0.5至15.0cm、更优地2至10cm、最优地4至8cm的长度和0.3至5.0cm、更优地0.5至4cm、最优地1至3cm的宽度。在装置的第一部分的一个长度侧，切除三角形片段以便能够在牙齿上容易地弯曲和搭配装置的第一部分。这些三角形片段穿透装置的第一部分，深度为0.1至2.0cm、更优地0.3至1.5cm、最优地0.5至1cm，腿长度为0.13至2.5cm、更优地0.4至2.0cm、最优地0.7至1.3cm。在一个替代的实施方式中，将长条的边缘弄圆以避免对嘴造成伤害。还可以提供其它合适的装置形状。

纳米纤维结构可以包含纳米纤维，以便至少30％、有利地至少50％纳米纤维结构的纳米纤维具有3至2000nm的平均直径。沉积在衬底上的纳米纤维织物结构可以具有1μm至5000μm、有利地1μm至2000μm的平均厚度，有利地10至2000nm、有利地3至800nm、更有利地10至700nm的直径。本发明的纤维结构中包含的大多数纤维(即50％或更多的纤维)的直径可以为3nm或更大、有利地10m或更大。作为一个任选的特征，本发明的纤维结构中包含的大多数纤维(即50％或更多)的直径为2000nm或更小、有利地800nm或更小、更有利地700nm或更小。对于本申请，具有上述建议的直径或处于所述直径范围内的纤维将被称为纳米纤维，相应的结构可以称为纳米纤维结构。在实施方式中，本发明还涉及其中纤维的厚度统一的纤维结构，即整个纤维结构中厚度的标准偏差不超过80％、有利地50％、更有利地20％。纤维直径取决于出口和接收面之间的距离。纤维直径与距离之间的关系曲线可以是对于聚合物和溶剂特异性的。因此，在研究了聚合物溶液或熔体之后可以确定曲线，因为它是对于聚合物和溶剂特异性的。它可以经过试验与误差、实验结果、理论模型等来确定。单根纳米纤维可以具有10μm至50m的长度。

纤维材料可以是任何合适的材料，诸如聚酰胺、聚苯乙烯、聚己内酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乳酸、聚丙烯酸、聚酯酰胺、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚氨酯、胶原、纤维素和相关产品、壳聚糖、甲基丙烯酸酯、丝、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯基丁醛和含有金属的纳米纤维。纳米纤维结构还可以包含含有pH调节物质的纤维，这将在本申请中进一步说明。还可以在纳米纤维结构中引入装置的其它组分，例如通过纺织具体的纳米纤维。纳米纤维结构可以包含由聚酰胺制成的纤维，该聚酰胺使用甲酸和乙酸的混合物、通过静电纺织制成。甲酸和乙酸的比率可以是90/10至10/90(重量％)、优选30/70至70/30(重量％)、更优地40/60至60/40(重量％)。它可以是有利地50/50重量百分率。约50/50重量百分数比率的一个优点是，有可能实现稳态连续生产和高流速。

该结构可以具有至少65％的孔隙率，例如平均孔隙率。孔隙率，例如平均孔隙率可以在65至99％、有利地70至98、更有利地75至95％的范围内。孔径可以在30nm至8μm之间变化。纳米纤维结构可以例如能够吸收相当于其自身重量3-12倍的水、溶液、化合物或凝胶。

纳米纤维结构可以包含至少50％直纤维，其中，这些纤维具有至少在5μm距离上是基本上直的部分。纤维的直线性可以例如从图像分析来推断。优选，包含在纤维结构中的大多数纤维(即50％或更多)是直的，即由大多数具有在5μm的距离上基本上直的部分(即50％或更多)组成。基本上直的必须被理解为，纤维的主轴，即沿纤维方向的轴在小于45°、例如小于30°或例如小于5°的角度内变化，测量角度变化的范围是10微米的距离。该角度是在所考虑的纤维长度上主轴的两个点处的切线之间测量得到的最大的角度。在所考虑的距离上的直线性的标准偏差可以不超过5％。

作为一个有利的特征，本发明的纤维结构可以包含很少交联或没有交联，例如微米纤维或纳米纤维结构，其中包含的大多数纤维(即50％或更多)基本上无交联。由此，无交联可以定义为不存在连接一个纤维的一个聚合物链与相邻纤维的另一个聚合物链的共价键。三个或更多个出口之间的距离还可以设计成可获得至少50％纤维基本上无任何化学结合的纤维结构。它们有利地与相邻纤维不发生交联。因此，交联意味着发生在两根纤维之间的连接，不仅仅是两根纤维的接触。这是出口间的间距至少为1cm的结果。不受理论的约束，相信这种效应是由于在纤维形成过程中溶剂更容易蒸发、因此更快速地蒸发。相信对于小于1cm的出口间距来说，在纤维形成过程中溶剂蒸发占太多时间。这导致相邻纤维的熔合并因此而交联。如果纤维结构由熔体制成，问题可能是未完全消除出口相互靠得太近时发生的热效应。然后，纤维成形不完全，可能存在一种熔体和固体之间的中间相，使得形成交联的纤维。较弱的物理相互作用，诸如范德华相互作用或氢键不属于交联的定义的范围。

纳米纤维结构可以包含至少50％随机取向的纤维。在一个实施方式中，化合物形成小垫。

有利地，可以通过静电纺织一种材料来获得纳米纤维结构。具有所示特征的纤维可以通过使用多喷嘴系统的静电纺织技术来获得。喷嘴可以相隔至少1cm、例如至少4cm的间距。而且，为了控制直径，可以调整喷嘴和接收面之间的距离。在静电纺织过程中改变距离能够实现纳米纤维结构中纤维直径的变化。由于出口至接收器距离的变化而引起的静电纺织的其它参数的变化，诸如待施加的电压可以例如用实验方法来确定。

在本发明的具体的实施方式中，纳米纤维结构可以在一个或更多个维度上具有变化的孔隙率、纤维直径或的纤维的密度，诸如在纳米纤维结构的深度方向，即纳米纤维结构的横截面上和/或表面方向，即在沿适用于接触牙齿的纳米纤维结构的表面的平面中发生这些变化。孔隙率、纤维的直径或纤维的密度的变化可以根据预定的变化曲线，以便提供牙齿增白部分或更具体地其漂白剂的预定释放曲线。这种变化可以根据其它方面中所述的方法的特征来获得，所得纳米纤维结构可以具有本申请的其它方面的实施方式中所述的纳米纤维结构的一个、一些或所有特征。

在一个例子中，纳米纤维结构的孔隙率可以从接触衬底层的一侧至将接触牙齿表面的一侧增加。可以获得连续的或阶式的孔隙率、纤维的直径或纤维的密度的变化。在一个例子中，通过使用包含至少两层具有不同直径的纳米纤维的层状纳米纤维结构，可以获得这种变化。

因此，提供预定的密度、孔隙率或直径曲线可以提供预定的牙齿漂白剂释放速度，这对于提供根据预定曲线，例如漂白剂释放统一的预定曲线是有利地的。还可以提供其它曲线。例如，在初始时期(例如前4分钟)释放大部分(例如约40％至50％)漂白剂，而其余部分可以在更长的时间(例如随后的9分钟)的接下来的时期内释放。在一个方面，本发明还涉及被设计成用于牙齿增白领域的本发明的实施方式中所述的纳米纤维结构。与这些实施方式中所述的相同的关于纳米纤维结构的特征和优点也应用于本发明的这个方面。

如上所示，牙齿增白部分包含漂白剂，它是漂白牙齿或多个牙齿的活性组分或者包含这种组分或能够释放或产生这种组分的试剂。漂白剂，有时称为漂白化合物，可以是过氧化物，诸如过氧化氢或产生过氧化氢的产品、过氧化钙或其组合。漂白剂还可以是产生过氧化物的化合物，诸如过氧化氢脲、过硼酸盐、过碳酸盐、含氧酸和/或这些化学试剂的组合。例如，可以使用的漂白组分浓度，例如过氧化氢浓度可以是牙齿增白部分的0.1至35重量％、优选牙齿增白部分的1至25重量％、更优地牙齿增白部分的3至16重量％。可以以这种方式采用漂白剂的浓度(例如过氧化氢)，活性组分，例如过氧化氢的浓度可以是0.1至35重量％、优选1至25重量％、更优地3至16重量％。

牙齿增白部分可以包含填充化合物。填充化合物可以包含甘油、山梨糖醇、聚乙二醇或丙二醇中的一种或多种。

牙齿漂白结构还可以包含pH调节化合物，它是一种正规的国家技术标准缓冲液。例如，它可以是以下任何一种物质或它们的组合，氢氧化钠、氯化氢、磷酸钠、碳酸氢钠、锡酸钠、柠檬酸或柠檬酸钠，但本方明不限于此。牙齿漂白部分中的pH设定剂可以是0.1重量％至10重量％。在一些实施方式中，可以直接在牙齿漂白部分中提供pH调节剂。由于漂白剂的活性、稳定性和分解通常取决于它存在于其中的牙齿漂白部分的pH，所以，可以加入pH调节剂以便具有最佳的漂白剂活性。然而，立即在牙齿漂白部分中提供pH调节剂导致需要储存过程中漂白剂几乎无活性和使用过程中漂白剂具有足够活性这两个方面相互这种。然而，这种折衷限制牙齿漂白产品的保存期限，或至少会限制系统最有效的期限。

国家本发明的优选的实施方式，可以单独递送pH调节剂和漂白剂。对于漂白剂的储存，选择漂白剂储存于其中的牙齿漂白部分的pH，使得具有低分解速度，诸如牙齿漂白部分的pH约为5，以便漂白剂处于十分稳定的状态。当准备使用时或者使用与pH调节剂混合物后，由于pH调节剂的作用，牙齿漂白部分的pH可以达到7.5-8.0。例如，当牙齿增白剂被具有pH调节剂的纳米纤维结构吸收时，会发生这种情况。在此pH下，漂白剂稳定性较差但是漂白活性更强。因此，漂白时使用约7.5的pH、储存时使用明显低于6的pH是有利的。

在一个实施方式中提供了一个具体的克服储存问题的方案，其中，pH调节剂用作纳米纤维结构上的或携带纳米纤维的衬底(如果存在)上的粉末。作为替代或者附加的形式，漂白剂可以分别被提供给纳米纤维结构或支持它的衬底。在一个更优选的实施方式中，在纳米纤维结构的纤维中提供pH调节剂。例如，后者可以通过向用于制作纳米纤维结构的溶液，例如静电纺织溶液中加入适当量的pH调节物质来实现。这样做的优点是，限制使用者需要实施的不同的操作，可以限制和减少在使用或制备前分别储存的不同组分的需要。

牙齿增白部分可以是凝胶。它可以包含形成凝胶的物质。形成凝胶的物质的浓度可以低于牙齿增白部分的0.1重量％，例如低于牙齿增白部分的0.09重量％。形成凝胶的物质可以包括羧甲基纤维素、羧丙基纤维素、树胶、泊洛沙姆或羧基聚乙烯中的任何一种或它们的组合。本发明的实施方式的一个优点是，使用凝胶减少或防止泄漏的发生。后者可以增加使用者的舒适度。例如，这可以造成减少对牙齿周围部分嘴的刺激。

牙齿增白部分可以包含口味产品以便进行牙齿漂白时产生好口味。这种口味产品的例子可以是例如绿薄荷/薄荷。

本发明的实施方式的一个优点是，牙齿增白剂部分的粘度可以较低。粘度可以是10厘泊至1000厘泊、有利地10厘泊至400厘泊、更有利地10厘泊至199厘泊。本发明的实施方式的一个优点是，能够提供牙齿增白部分可以具有较低粘度(由于纳米纤维结构的流体吸收和释放性质)的方法和系统。本发明的实施方式的一个优点是，限制、减小或甚至避免了从结构中露出，例如泄漏到嘴的齿龈或腭上的风险。或者，不使用凝胶，而是使用水溶液并将水溶液固定在纳米纤维结构中。而且，低粘度造成凝胶中的漂白化合物具有更高的活动性，因此漂白剂能更有效地释放到牙齿中。

牙齿增白系统可以包含牙龈或上腭保护组分，诸如保护牙龈的化学组分或上腭保护组分(像

)，但本发明不限于此。

根据本发明的一个实施方式，牙齿增白系统可以是设计成在使用前的储存过程中使纳米纤维结构和牙齿漂白部分保持分离的试剂盒。当在纳米纤维结构中提供pH调节剂，或至少与牙齿漂白剂分离时，后者导致有可能在优化的pH下进行漂白，使漂白剂产生高效率。牙齿增白系统可以装入泡形罩中，该泡形罩本身可以用作浸泡盘，用于将纳米纤维结构浸泡在牙齿增白部分中。

因此，该设备可以作为两部分递送到使用者手中，其中含有pH调节剂的纳米纤维结构是一个部分，牙齿增白部分是另一个部分。

在另一个方面，本发明涉及用于实施牙齿漂白的方法。本发明的实施方式的方法可以包括使用实施牙齿漂白的纳米纤维结构和牙齿增白部分。该方法可以在任何合适的地方实施，诸如按消费者的选择，即不限于在牙科医务所，例如还可以在家中使用。该方法的优点是，它提供牙齿漂白，这产生美观效果。该方法可以使用本发明的第一个方面的任何实施方式中所述的牙齿漂白系统来实施，但本发明不限于此。牙齿增白部分可以与纳米纤维结构包装在一个整体包装中，但是牙齿增白部分有利地在储存过程中不与直接与纳米纤维结构接触。纳米纤维结构和/或牙齿增白部分可以装入容器中，其中将被倾倒入牙齿增白部分。这类包装可以用塑料膜或硬纸板密封。牙齿增白部分可以存在于初始容器中，该容器可以是密封的。该方法可以包括在所述浸渍纳米纤维结构之前，在适合浸渍纳米纤维结构的容器中提供牙齿增白部分。

根据本发明的实施方式，该方法包括将纳米纤维结构浸泡在牙齿漂白部分中。为了浸渍纳米纤维结构，可以使纳米纤维结构放于容器中，纳米纤维结构面对着所述牙齿增白部分。该方法还可以包括在所述浸渍纳米纤维结构的过程中提供所述pH调节剂和所述漂白剂的初始接触。

根据本发明的实施方式，该方法还包括将浸泡过的纳米纤维结构施用于牙齿一个预定的时间并且之后除去纳米纤维结构。施用浸泡过的纳米纤维结构可以包括使纳米纤维结构的形状适合牙齿的形状。通过使用纳米纤维结构，结构的形状可以恰当地适应牙齿的形状。纳米纤维结构可以具有这样的结构，使得通过结构的粘合性质(例如由于可以与牙齿接触的纳米纤维结构的纤维的表面积)可以固定到牙齿上。施用纳米纤维结构可以包括绕牙齿挤压纳米纤维结构。施用浸泡过的纳米纤维结构可以包括将纳米纤维结构施加到门齿和相邻的犬齿上以便覆盖犬齿的尖端。这样做的优点是，可以获得均匀的漂白，由此可以同时漂白多个牙齿，诸如门齿和犬齿。在本发明的一些实施方式中，纳米纤维结构可以设计成，施加浸泡过的纳米纤维结构后，可按受控的方式(例如受控的流速)将牙齿增白部分释放到牙齿中。例如，这一点可以通过使用所用纤维具有不同直径、孔隙率或密度的纳米纤维结构来实现。而且，本发明的实施方式的方法可以包括一个或更多个表现第一个方面中所述的牙齿增白系统的一个或更多个组分的功能的步骤。

通过举例说明的方式，以下说明一个根据本发明的一个实施方式的示例性的方法，但本发明不限于此。由此，我们说明一种增白牙齿的方法，该方法利用第一个方面中所述的牙齿增白系统。该牙齿增白系统包括纳米纤维结构，在本例子中，它沉积在一个衬底上；和一个牙齿增白部分，在本例子中，它是在塑料或玻璃容器中的牙齿增白凝胶。牙齿增白凝胶的量是1至2ml。在本例子中，这两种组分储存在用塑料膜或纸板密封的塑料泡形罩中。根据该示例性的方法，该泡形罩可以打开，可从中取走纳米纤维结构和牙齿增白部分。然后，该塑料或玻璃容器可以打开，可以将牙齿增白部分倒入所述泡形罩中，该制品可以作为盘子来操作。然后将纳米纤维结构(在本例子中沉积在衬底上)置于泡形罩中。通过向牙齿增白部分提供纳米纤维结构、同时保持衬底(如果存在)朝向远离牙齿增白部分，将有利地操作后者。因此，牙齿增白部分被纳米纤维结构吸收。该过程在2-5分钟内完成。在吸收牙齿增白部分的过程中，优选牙齿漂白剂与pH调节剂初次接触，因为pH调节剂可以一开始就存在于纳米纤维结构中，或者可以与牙齿漂白部分分开储存并且在开始浸泡之前提供给纳米纤维结构。在浸泡过程中，牙齿漂白剂还可以与pH调节剂混合，这将导致pH增加至约7-9。然后，可以从泡形罩中取出浸泡过的纳米纤维结构，然后通过轻压使系统位于门齿上。这种定位可以包括覆盖门齿和犬齿，包括它们的尖部。定位可以包括折叠部分，例如三角形部分翻过牙齿并将它们固定在牙齿背侧上。这种固定可以通过提供轻压来实施，其中通过纳米纤维结构获得粘合作用，不需要添加粘合剂。使沉积在衬底上的纳米纤维结构在牙齿上保持一段预定的时间。处理后，用手除去沉积在衬底上的纳米纤维结构并且用水漂清牙齿或刷牙。

在另一个方面，本发明还涉及上述方面的任何实施方式的牙齿增白系统或纳米纤维结构在牙齿增白领域中的用途。所述系统和/或结构的优点和特征可以导致这种系统和/或结构的有利用途。

通过举例说明的方式，以下显示多个第一具体实施方式的例子，但本发明的实施方式不限于此。

实施例15

设备包括(1)沉积在衬底上的纳米纤维结构，其尺寸是7cm×2cm，(2)填充在塑料或玻璃容器中的牙齿增白凝胶(1ml)或溶液，和包含(1)和(2)、并且用塑料膜或硬纸板密封的泡形罩。打开泡形罩，取出组分1和2。打开塑料或玻璃容器，将凝胶倒入泡形罩中。将沉积在衬底上的纳米纤维结构放置在泡形罩中，使纳米纤维结构朝向凝胶(向下)。凝胶被纳米纤维结构吸收。该过程在2-5分钟内完成。在凝胶或溶液的吸收过程中，它还可以与存在于纳米纤维结构中的pH调节剂混合，这将导致pH约增加至8。从泡形罩中取出沉积在衬底上的纳米纤维结构，通过轻压将完整的元件置于门齿上。然后，折叠三角形部分翻过牙齿，将其固定在牙齿的背侧。由于纳米纤维结构，它们内在地具有粘性。使沉积在衬底上的含有凝胶的纳米纤维结构在牙齿上保持10分钟的时间。处理后，用手除去沉积在衬底上的纳米纤维结构并且用水漂清牙齿和/或刷牙。该过程一天重复两次，持续例如7天。

4个测试人员根据上述的程序使用如上所述的装置。所有测试人员开始时具有对应于色度标准上A₃的牙齿颜色。在7天的处理后，所有牙齿的VITA色度提高到A₁色度，这在视觉上比A₃要白得多。6个月之后，仍然保持A₁值。

实施例16

可用于本发明的实施方式(例如上述的实施例15)的牙齿增白凝胶可以是含有山梨糖醇26、甘油25、过氧化氢(35％溶液)20、羧甲基纤维素0.10、2.50、柠檬酸0.04、柠檬酸钠0.5、嫩叶/薄荷0.10和水以便获得100m/m％的牙齿增白凝胶。该组合物导致过氧化氢的浓度是6％。因此，可以使用本发明的方面的实施例和/或实施方式中所述的装置和程序使用该凝胶。

实施例17

可用于本发明的实施方式(例如上述的实施例15)的牙齿增白凝胶可以是含有山梨糖醇21、甘油20、过氧化氢(35％溶液)40、羧甲基纤维素0.10、

3.50、柠檬酸0.04、柠檬酸钠0.5、嫩叶/薄荷0.10和水以便获得100m/m％的牙齿增白凝胶。该组合物导致过氧化氢的浓度是12％。因此，可以使用本发明的方面的实施例和/或实施方式中所述的装置和程序使用该凝胶。

实施例18

可用于本发明的实施方式(例如上述的实施例15)的牙齿增白凝胶可以是含有山梨糖醇21、甘油20、过氧化氢(35％溶液)50、羧甲基纤维素0.10、

3.50、柠檬酸0.04、柠檬酸钠0.5、嫩叶/薄荷0.10和水以便获得100m/m％的牙齿增白凝胶。该组合物导致过氧化氢的浓度是15％。因此，可以使用本发明的方面的实施例和/或实施方式中所述的装置和程序使用该凝胶。

实施例19

可用于本发明的实施方式(例如上述的实施例15)的牙齿增白凝胶可以是含有山梨糖醇14.5、甘油13.9、过氧化氢(35％溶液)66.7、羧甲基纤维素0.10、2.50、柠檬酸0.04、柠檬酸钠0.5、嫩叶/薄荷0.10和水以便获得100m/m％的牙齿增白凝胶。该组合物导致过氧化氢的浓度是20％。因此，可以使用本发明的方面的实施例和/或实施方式中所述的装置和程序使用该凝胶。

实施例20

可用于本发明的实施方式(例如上述的实施例15)的牙齿增白凝胶可以是含有山梨糖醇6、甘油6、过氧化氢(35％溶液)83.3、羧甲基纤维素0.10、

2.50、柠檬酸0.04、柠檬酸钠0.5、嫩叶/薄荷0.10和水以便获得100m/m％的牙齿增白凝胶。该组合物导致过氧化氢的浓度是25％。因此，可以使用本发明的方面的实施例和/或实施方式中所述的装置和程序使用该凝胶。

实施例21

以上实施例15至20中所述的实施例例如可以与包含聚酰胺制成的纤维的纳米纤维结构组合使用，其中，所述纳米纤维通过使用甲酸和乙酸50/50％作为溶剂来进行静电纺织而制得。

Claims (11)

1.一种用于控制伤口附近的流体的创伤敷料装置，该创伤敷料装置包括包含多个纤维的纳米纤维结构，其中，所述纳米纤维结构包括接触伤口的接触表面，纳米纤维结构的纤维直径在垂直于接触表面的方向上变化，以便控制从伤口吸收流体和/或释放流体到伤口。

2.如权利要求1所述的创伤敷料装置，其中所述的纤维直径从接触面至与接触面相反的纳米纤维结构的表面减小。

3.如权利要求1所述的创伤敷料装置，其中所述的创伤敷料装置包括至少一个纳米纤维的中间层，位于创伤敷料装置的其它纳米纤维层之间，由此，该至少一个中间层包含直径小于其它层中的纳米纤维的直径的纳米纤维。

4.如权利要求1-3中任一项所述的创伤敷料装置，其中所述的纳米纤维结构是静电纺织的。

5.如权利要求1-3中任一项所述的创伤敷料装置，其中所述的纳米纤维结构进一步包含形成凝胶的化合物。

6.如权利要求1-3中任一项所述的创伤敷料装置，其中所述的纳米纤维结构包含至少一个孔径小于150nm的部分，以便用作阻挡细菌的屏障。

7.如权利要求1-3中任一项所述的创伤敷料装置，其中所述的纳米纤维层在接触面一侧的至少一部分纳米纤维层中包含液体运输屏障，该液体运输屏障防止液体在接触面上侧向流动。

8.如权利要求7所述的创伤敷料装置，其中所述的液体运输屏障包含熔化的纳米纤维和/或粘在一起的纳米纤维。

9.如权利要求1-3中任一项所述的创伤敷料装置，其中所述的纳米纤维结构进一步包含含有消毒材料的纳米纤维，所述纳米纤维位于创伤敷料装置中接触面附近的位置。

10.如权利要求1-3中任一项所述的创伤敷料装置，其中所述的纳米纤维结构安装在具有粘合性质的衬底上，以便粘到伤口周围的皮肤上。

11.一种权利要求1-3中任一项所述的创伤敷料装置的用途，它用于创伤敷料。

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