膜结构及制备膜结构的方法技术

本发明专利技术涉及一种有可控接触性的三维膜结构的制备方法，该方法包括在膜结构顶部制备可分离的表面元素并拉伸膜结构表面以分离表面元素，从而获得所需的能提供一定接触性如压敏性的表面结构。可分离表面元素可由切割膜表面、杆状膜和粒子层提供。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于包裹、粘合、固定、密封、标记或分配物品如化学品或药物的单层或多层膜结构。更具体地，本专利技术涉及表面具有多种特性(包括各种表面接触性如粘合性)的膜结构，通过在该膜结构上施压可控制这些性质。
技术介绍
膜结构通过与其它物体的表面接触而广泛用于各种目的。这些目的包括包裹、粘合、固定、密封、标记和分配化学试剂。当操作试剂与目标物表面彼此接触时，膜结构的操作表面可以承载能对目标物体有一定操作效果的该操作试剂。这种膜结构最常见的一个例子是一种具有粘合性操作试剂的片状材料。当粘性侧面被施用到另一个物体表面时，片状材料粘结到物体的接触面，形成粘合体。另一个例子是承载侧面含有化学品或药物的片状材料。当承载面与物体表面接触时，试剂(化学品或药物)分配到目标表面，并在表面起作用。在上述应用中，用户常常希望能控制操作试剂在何时、何地、如何起作用，膜的哪部分起作用及施加的目的操作效果的程度。常规膜结构不具有这些方便特征。例如，在胶带、标签和使用压敏性粘合剂(PSA)的其它物品将粘合剂涂层表面粘结到目标表面的领域中，不时出现过早粘合的问题。也就是说，在粘合剂涂层面被适当放在目标表面上的位置前，由于粘合剂与目标表面不小心接触而在一处或多处引起过早粘合，从而阻止了合适定位。此外，在同一粘合剂涂层表面不同部位之间的不小心接触也会引起问题和浪费。例如，压敏性粘合剂片状结构(由一个膜或片状基质和其表面形成的压敏性粘合剂层构成)有广泛的用途，如用于汽车、建筑物和容器中的招牌、装饰和显示用途。这种压敏性粘合剂层有很强的初始粘合强度，极其不易控制粘合。在需要膜结构精确定位时，即使是熟练工人也很难在一次操作中把这样的压敏性粘合剂层准确粘合到所需要的位置，而且常常需要将压敏性粘合剂层从所需位置移除。但对于常规压敏性粘合剂，一旦开始接触，就很难调整膜结构的位置。希望更多的用户控制的另一个例子是通常用于包裹食物的薄膜。大多数示售食品包装物在分装时都非常讨厌地自粘在一起。这些不良特征使得膜的应用很难控制。人们试图解决上述用户无法控制的问题。例如，授予McGuire等人的美国专利5,965,235公开了一种具有应用面的三维片状材料，从该应用面上向外延伸出多个间隔的三维凸出物。这些凸出物由相邻凸出物之间的互连网状三维空间隔开。McGuire等人公开的片状结构用于防止叠加的层彼此嵌入。这种防嵌入式的三维片状材料是用三维成型结构制得的，所述三维成型结构包括由互相连接的接合区分开的间隔的三维凹陷的无定形模型。为制得这种防嵌入式三维片状材料，引入一种可成型的片状材料到成型结构中，并依照成型结构发生永久变形。PCT专利WO 97/25268公开了一种具有三维结构的物质(如药物)递送体系，该体系具有最外层表面特征和容纳物质的空间。这些物质处在比最外层表面特征低的位置，以防止该物质不小心与外表面接触。该物质直到三维结构充分变形为基本上二维的结构时才脱离保护，从而使该物质暴露出来与外表面接触，而不必与该外表面配合。三维材料的制备包括以下步骤在成型面上涂抹一种物质，将该物质涂层从成型面转移到一片材料上，当该物质与成型面接触时将该片材料在成型面上成型为三维结构。PCT专利WO 98/55109中公开了一种类似于PCT专利WO97/25268所述的三维片状结构，在该专利中，片状结构进一步提供了用于分配和分散一种物质(即药物)到目标表面的可选择性活化的片状材料。片状材料的应用面有许多空心凸出物向外延伸，相互之间由凹槽隔开，而相对侧面有许多凹陷与空心凸出物相对应。一种物质粘合并部分填充到含有凹槽和/或凹陷的地方以免与外界接触。通过使空心凸出物变形以把物质递送到目标表面可选择性地活化片状材料。授予Calhoun等人的美国专利5,240,761公开了一种通过拉伸粘合层以分离覆盖粘合层的导电粒子的致密单层的方法。所得膜具有可移动的底层，移动底层可使具有导电性元素的两层物质电导通。由于具有可控接触性的三维膜结构的重要性，希望能开发出更低廉且效率更高的制备这种膜结构的方法，并提供适合各种应用的可选择的膜结构。专利技术概述本专利技术的一个方面提供了一种制造和应用具有可控表面接触性的膜结构的方法。该方法包括提供具有第一和第二主表面的多层膜结构，其中该膜结构包括操作试剂，所述操作试剂通过膜结构顶端部分与膜结构的第一主表面分开，其中膜结构顶端部分由预定可分离的表面元素形成，膜结构的第一主表面由穿过可分离表面元素的平面形成；非弹性地拉伸多层膜结构以分离穿过膜结构的第一主表面的可分离表面元素，并通过相邻被分离的可分离表面元素之间的间隔增加操作试剂的暴露；将膜结构的第一主表面应用到基质表面；和对膜的第二主表面施压以使操作试剂与基质的结构表面接触。在上述方法的一个实施方案中，多层膜结构的顶端部分包括一粒子层，其中每个粒子形成一个可分离表面元素。在上述方法的另一个实施方案中，膜结构包括一顶部膜层，其中顶部膜层包括通过至少部分地切割顶部膜层形成的可分离表面元素。在上述方法的又一实施方案中，膜组件包括许多从膜结构连续部分延伸出来的杆，每个杆包含一个可分离元素。本专利技术的另一个实施方案提供了一种用上述方法制得的膜结构。本专利技术的另一个方面提供了一种制备和应用具有可控表面接触性的膜结构的选择性方法。该方法包括提供一种具有第一主表面、第二主表面和位于第一主表面下面的顶端部分的膜结构，其中顶端部分包括许多粒子；拉伸膜结构以分离穿过膜结构的第一主表面的粒子，和通过相邻粒子之间的间隔增加膜结构中间表面的暴露；将拉伸的膜结构的第一主表面应用到基质表面；和对膜的第二主表面施压以使中间表面接触基质表面。在上述方法的一个实施方案中，膜结构进一步包括操作试剂，该操作试剂至少部分地形成膜结构的中间表面。在该实施方案的一个方面，操作试剂包括粘合剂。在该实施方案的另一个方面，在拉伸后，暴露的操作试剂的每一部分是处于具有平均厚度的层形式，并且被粒子以等于或大于暴露的操作试剂的相应部分的平均厚度的平均间距与膜结构的第一表面隔开。在上述方法的另一实施方案中，拉伸是非弹性拉伸。在上述方法的另一实施方案中，多个粒子是不导电的。在上述方法的另一个实施方案中，膜结构是多层的。在这个实施方案的一个方面，多层膜结构是由共挤出形成的。在上述方法的另一个实施方案中，在拉伸步骤之前形成膜结构顶层的大量粒子以紧密填充的单层排列。在上述方法的另一个实施方案中，拉伸步骤包括双轴向拉伸膜结构。在该实施方案的一个方面，拉伸步骤包括同时双向拉伸膜结构。本专利技术的另一实施方案提供了一种按上述方法制成的膜结构。本专利技术另一个方面提供了一种形成膜结构的方法。该方法包括提供了一种具有第一主表面、第二主表面和位于第一主表面下面的顶端部分的膜结构；切去膜结构的顶端部分以使顶端部分形成多个可分离表面元素；和拉伸膜结构以分离穿过膜结构第一主表面的可分离表面元素，并通过相邻被分离的可分离表面元素之间的间隔来增加膜结构中间表面的暴露。在上述方法的一个实施方案中，中间表面的暴露部分形成许多凹陷，每个凹陷的凹陷面与第一主表面，且通过在相邻的已分开的表面元素之间的一个间隔而暴露。在上述方法的另一个实施方案中，膜结构进一步包括至少部分形成膜结构中间表面的操作试剂。在该实施方案的一个方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备和应用具有可控表面接触性的膜结构的方法，所述方法包括：　　　　提供一种具有第一和第二主表面的多层膜结构，其中所述多层膜结构包括操作试剂，所述操作试剂通过膜结构的顶端部分与膜结构的第一主表面隔开，顶端部分由预定的可分离表面元素形成，膜结构的第一主表面由穿过可分离表面元素的平面形成；　　　　非弹性地拉伸多层膜结构，以分离穿过膜结构第一主表面的可分离表面元素和通过在相邻的已分离的可分离表面元素之间的间隔增加操作试剂的暴露；　　　　　将膜结构的第一主表面应用到基质表面；和　　　　对膜的第二主表面施压，以使操作试剂与基质的结构表面接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德W奥森，孙达拉韦尔达莫达兰，韩鹤林，大卫W赫格达尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]