具有可调节角的承重粘附材料制造技术

本发明专利技术提供了独特的可剥离粘附装置，其在允许在很宽的范围内调节承重角的同时具有高载荷和高度稳定性，从而大幅扩展了技术应用的范围。本发明专利技术的粘附系统和装置可以被设计为以适合以下范围内的应用：家用承重支架和保持物、运输部件、运动器材、标签和广告贴、汽车内饰、永久或可逆的紧固件以及用于工业、商业、医疗或军事应用的仪器和装置的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调节角的承重粘附材料优先权要求和相关申请本申请要求2013年2月6日提交的美国临时申请第61/761,292号的利益，其全部内容通过引用整体并入本文。
本专利技术一般性涉及用于承重的设计、装置、材料和方法。更具体而言，本专利技术涉及粘附装置，其具有承重铰链的可调节角，其是高度稳定的、易剥离的、高承载的并且适合于在各种应用中的延续/重复使用.
技术介绍
压敏粘附剂(PSA)为当施加压力以使粘附剂与被粘物结合时形成结合的粘附剂。常规PSA在压敏胶带、标签、便签本、汽车内部装饰以及各式各样的其他产品中均有应用。PSA通常依赖普遍存在的表面力相互作用(例如范德华力)来跨界面转移应力。PSA可以粘附到表面，原因是粘附剂足够柔软以流动到被粘物或湿润被粘物。粘附剂需要在将应力施加到界面处的结合时足够硬以阻止流动。PSA呈现出粘弹性(粘性和弹性)特性，粘性和弹性两者均可以用于产生合适的结合。常规PSA主要由独立地或与衬里材料(例如硬膜或布料)结合使用的柔软的粘弹性聚合物材料(例如，涂层)制造。为了控制粘附的水平，PSA通过根据弹性和粘弹性成分两者的复杂配方来改变其堆积性质以精细地平衡使材料形成界面(或“湿润表面”)的能力和一旦形成界面对分离的抵抗。(Benedek，等人，Eds.2009HandbookofPressureSensitiveAdhesivesandProductsSeries，CRCPress：BocaRaton；Pocius，2002，AdhesionandAdhesivesTechnology：AnIntroduction，HanserPubl.：Munich；Crosby，等人，1999J.Poly.Sci.PartB：Polym.Phys.37，24，3455-3472；Creton，2003″MaterialsScienceofAdhesives：HowtoBondThingsTogether.″MRSBulletin28，6，419-421；Creton，2003″Pressure-sensitiveadhesives：Anintroductorycourse.″MRSBulletin28，6，434-439；Creton，等人，2007″StickyFeet：FromAnimalstoMaterials″，MRSBulletin32，6，所有页；Chan，等人，2007″DesigningModelSystemsforEnhancedAdhesion.″MRSBulletin32，6，496-503；Boesel，等人，2010AdvancedMaterials22，19，2125-2137.)。在PSA设计的各个方面中，多个因素通常是相关且重要的：(1)常规PSA为粘弹性的以使得聚合物涂层能够在消耗保形性所需的机械能(即，压力)的同时容易地与粗糙表面一致：(2)强PSA材料的度量为粘性能量，其为在PSA/衬底界面分离期间所消耗的总能量；(3)高粘性PSA通常由于用于产生高水平的粘性的不可逆(即，无弹性)材料工艺而不利于多次负载应用。大量研究关注于壁虎(gecko)状粘附系统的开发，以克服传统PSA的一些劣势。在下表中提供了常规PSA和理想壁虎状粘附剂两者的一些关键属性：另外，壁虎的粘附表面以及自然界中的类似实例通常称为“干式”，就是说，粘附不依赖于液体相互作用、像环氧树脂那样的液体-固体转变，粘附表面摸起来也不会像常规粘弹性粘附剂那样觉得“粘”。尽管这样的属性在自然界是公知且可见的，但是使性质的良好控制成为可能的基本设计因素或机理是未知的且仍是目前世界范围内研究项目的主题。据我们所知，还没有证明已经开发出了与壁虎状粘附剂类似的合成物，尤其是可以在宏观长度范围上使用的合成物。最近的技术突破为一类基于弹性体的粘附装置，该粘附装置具有高载荷量、可再使用、容易剥离且适合于延续和重复使用。(参见例如WO2012/078249(PCT/US2011/057309)，其明确地通过引用整体并入本文用于所有目的。)虽然该技术大幅通过了粘附
的状态，但仍然存在对允许可调节的承重角、高负载且高度稳定的、在成本效益制造的情况下提供简单、无损剥离和重复使用的粘附系统的大量且持续的需要。
技术实现思路
本专利技术提供了一种独特的可剥离的粘附装置，其在允许在很宽的范围内调节承重角，同时具有高载荷和高度稳定性，从而大幅扩展了技术应用的范围。本专利技术的粘附系统和装置可以被设计为以适合以下范围内的应用：家用承重支架和保持物、运输部件、运动器材、标签和广告贴、汽车内饰、永久或可逆的紧固件以及用于工业、商业、医疗或军事应用的仪器和装置的应用。本文所公开的粘附装置通常每个装置具有两个或更多个粘附衬垫，用于粘附至一个或更多个目标表面。该独特的设计在粘附衬垫、栓链部件和承重机构如何相互连接方面考虑到了刚度、位置和自由度。在一个方面，本专利技术一般性涉及可剥离的表面粘附装置。该装置包括：第一粘附衬垫、第二粘附衬垫、栓链部件和附接至栓链部件的铰链部件。第一粘附衬垫包括：具有高面内刚度的第一平面衬里层；和在至少一侧具有用于粘附至第一目标表面的第一粘附表面的弹性材料的第一平面层，其中弹性材料在至少与第一粘附表面的相反的侧上浸渍到第一平面衬里层上。第二粘附衬垫包括：具有高面内刚度(相对于垫的顺从性)的第二平面衬里层；和在至少一侧具有用于粘附至第二目标表面的第二粘附表面的弹性材料的第二平面层，其中弹性材料在至少与第二粘附表面的相反的侧上浸渍到第二平面衬里层上。栓链部件具有近端和远端，分别附接至第一平面衬里层和第二平面衬里层。铰链沿至少一个旋转轴可旋转，导致铰链部件与栓链部件形成约0°至约180°的角。在另一方面，本专利技术一般性涉及可剥离的表面粘附装置。该装置包括：具有高面内刚度的平面衬里层；在一侧具有用于粘附至目标表面的第一粘附表面且在另一侧上浸渍在平面衬里层中的弹性材料的第一层；在一侧上具有用于粘附至目标表面的第二粘附表面且在另一侧上浸渍在平面衬里层中的弹性材料的第二层；和直接地或通过刚性基材附接至平面衬里层的铰链。在另一方面，本专利技术一般性涉及用于可剥离地承重的方法。该方法包括：提供根据所公开的可剥离的表面粘附装置；以及将重量附接至该装置。附图说明图1示出粘附衬垫的示例性实施方案的示意图。图2示出某些设计因素和示意图。图3示出示例性制造过程的示意图。图4示出用于衬垫-栓链连接的本专利技术各种实施方案的示意图。图5示出根据本专利技术的双衬垫粘附装置的示例性实施方案的示意图。图6示出根据本专利技术的双衬垫粘附装置的示例性实施方案的示意图。图7示出根据本专利技术的双衬垫粘附装置的示例性实施方案的示意图。图8示出根据本专利技术的双衬垫粘附装置的示例性实施方案的示意图。图9示出根据本专利技术的双衬垫粘附装置的示例性实施方案的示意图。图10示出根据本专利技术的双衬垫粘附装置的示例性实施方案的示意图。图11示出根据本专利技术的双衬垫粘附装置的示例性实施方案的示意图。图12示意性地绘出根据本专利技术的示例性双衬垫粘附装置的可调节承重角。图13示意性地绘出根据本专利技术的具有可调节承重角的多(例如4或5)粘附衬垫组件的示例性实施方案。图14示出根据本专利技术的具有可调节承重角的四粘附衬垫组件的示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可剥离的表面粘附装置，包括：第一粘附衬垫，包括：具有高面内刚度的第一平面衬里层；和弹性材料的第一平面层，所述弹性材料的第一平面层在至少一侧上具有用于粘附到第一目标表面的第一粘附表面，其中所述弹性材料浸渍到在至少与所述第一粘附表面相反的侧上的所述第一平面衬里层上；第二粘附衬垫，包括：具有高面内刚度的第二平面衬里层；和弹性材料的第二平面层，所述弹性材料的第二平面层在至少一侧上具有用于粘附到第二目标表面的第二粘附表面，其中所述弹性材料浸渍到在至少与所述第二粘附表面相反的侧上的所述第二平面衬里层上；栓链部件，所述栓链部件具有分别附接至所述第一和第二平面衬里层的近端和远端；以及铰链部件，所述铰链部件附接至所述栓链部件，其中所述铰链部件沿至少一个旋转轴可旋转，导致所述铰链部件与所述栓链部件形成约0°至约359°的角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.06 US 61/761,2921.一种可剥离的表面粘附装置，包括：第一粘附衬垫，包括：具有高面内刚度的第一平面衬里层；和弹性材料的第一平面层，所述弹性材料的第一平面层在至少一侧上具有第一粘附表面，其中当所述弹性材料的第一平面层被压靠到第一目标表面时，所述弹性材料的第一平面层粘附到所述第一目标表面，其中所述弹性材料的第一平面层被浸渍到在至少与所述第一粘附表面相反的侧上的所述第一平面衬里层；第二粘附衬垫，包括：具有高面内刚度的第二平面衬里层；和弹性材料的第二平面层，所述弹性材料的第二平面层在至少一侧上具有第二粘附表面，其中当所述弹性材料的第二平面层被压靠到第二目标表面时，所述弹性材料的第二平面层粘附到所述第二目标表面，其中所述弹性材料的第二平面层被浸渍到在至少与所述第二粘附表面相反的侧上的所述第二平面衬里层；栓链，所述栓链具有分别附接至所述第一和第二平面衬里层的近端和远端；以及铰链，所述铰链附接至所述栓链，其中所述铰链沿至少一个旋转轴可旋转，导致所述铰链与所述栓链形成0°至359°的角。2.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述装置包括第一粘附衬垫和第二粘附衬垫，其中所述弹性材料的第一平面层浸渍有在与所述第一粘附表面相反的侧上的所述第一平面衬里层；并且所述弹性材料的第二平面层浸渍有在与所述第二粘附表面相反的侧上的所述第二平面衬里层。3.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链附接在所述第一和第二粘附衬垫之间的中心处。4.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链附接在所述第一和第二粘附衬垫之间的中心处以外。5.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链永久性地连接至承重柄。6.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链可剥离地附接至承重柄。7.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链附接至刚性基座，其中所述刚性基座附接至所述栓链。8.根据权利要求7所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链由一种或更多种选自金属、塑料和木材的材料制成。9.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链附接至所述第一粘附衬垫和第二粘附衬垫并且所述第一粘附表面和第二粘附表面位于所述栓链的相同侧上。10.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链附接至所述第一粘附衬垫和第二粘附衬垫并且所述第一粘附表面和第二粘附表面位于与所述栓链相反的一侧上。11.根据权利要求9所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链在所述第一粘附表面和第二粘附表面的相同侧上附接至所述栓链。12.根据权利要求9所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述铰链在所述第一粘附表面和第二粘附表面的相反侧上附接至所述栓链。13.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述第一粘附衬垫的第一平面衬里层、所述栓链和所述第二粘附衬垫的第二平面衬里层一起连贯地形成单个连续平面部件。14.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述第一粘附衬垫的第一平面衬里层和所述栓链一起形成单个连续平面部件，且所述第二粘附衬垫的第二平面衬里层和所述栓链不形成单个连续平面部件。15.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述第一粘附衬垫的第一平面衬里层、所述栓链和所述第二粘附衬垫的第二平面衬里层不一起连贯地形成单个连续平面部件。16.根据权利要求15所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链的近端附接至所述第一粘附衬垫的衬里层的中心处，并且所述栓链的远端附接至所述第二粘附衬垫的衬里层的中心处。17.根据权利要求15所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链的近端离开所述第一粘附衬垫的衬里层的中心而附接，并且所述栓链的远端离开所述第二粘附衬垫的衬里层的中心而附接。18.根据权利要求15所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链的近端附接在所述第一粘附衬垫的衬里层的中心处，并且所述栓链的远端离开所述第二粘附衬垫的衬里层的中心而附接。19.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链是平面的。20.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链是非平面的。21.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链包含织物材料。22.根据权利要求1所述的可剥离的表面粘附装置，其中所述栓链包含非织物材料。23.一种可剥离的表面粘附装置，包括：具有高面内刚度的平面衬里层；弹性材料的第一平面层，所述弹性材料的第一平面层具有在一侧上的第一粘附表面和浸渍在所述平面衬里层中的相反侧，其中当所述弹性材料的第一平面层被压靠到第一目标表面时，所述弹性材料的第一平面层粘附到所述第一目标表面；弹性材料的第二平面层，所述弹性材料的第二平面层具有在一侧上的第二粘附表面和浸渍在所述平面衬里层中的相反侧，其中当所述弹性材料的第二平面层被压靠到第二目标表面时，所述弹性材料的第二平面层粘附到所述第二目标表面；和直接地或通过刚性基材附接至所述平面衬里层的铰链。24.根据权利要求23所述的可剥离的表面粘附装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷德·J·克罗斯比，丹尼尔·R·金，迈克尔·D·巴特利特，邓肯·J·艾尔斯基，
申请(专利权)人：马萨诸塞大学，
类型：发明
国别省市：美国;US