背景技术
[0001] 本公开内容涉及图案化表面的方法以及包含该表面的制品
[0002] 具有图案和其它纹理形式(下文中称为“纹理”)的表面可有利地用于使活
生物和其它形式的无生命物质(例如,
冰、尘埃、污垢等)对表面的粘附最小化。所述纹理可具有
选定的尺寸以特异性地防止特定活生物或无生命物质对表面的粘附,同时促进其它生物的生长或其它类型的无生命物质对表面的粘附。
[0003] 例如,为了防止某些类型的活生物的生长,纹理的尺寸可能必须在纳米或微米范围内,而为了防止某些其它类型的生物的生长,纹理的尺寸可能必须在毫米或厘米范围内。在另一个实例中,为了促进某些类型的活生物的生长,纹理的尺寸可能必须在纳米或微米范围内,而为了促进某些其它类型的生物的生长,纹理的尺寸可能必须在毫米或厘米范围内。在大尺寸(例如,面积为几个平方厘米)的表面上或形状复杂的表面(例如,圆形或球形的非平面表面)上复制该纹理是困难的。
[0004] 因此需要可在大尺寸的表面上复制纹理或在复杂形状的表面上产生纹理或在位于难以到达的区域中的表面上产生纹理的方法。
[0006] 本文公开了一种方法,所述方法包括在弯曲表面上放置软模具;所述弯曲表面包5 8
含有机
聚合物;所述软模具具有约10 至约10 帕斯卡的
弹性模量并具有设置在其表面上的图案;将所述弯曲表面加热到高于所述有机聚合物
软化点的
温度;对所述软模具加压以使其
接触所述弯曲表面;在所述弯曲表面上压印图案的图形。
[0007] 本文还公开了一种方法,所述方法包括在表面上放置软模具;所述软模具具有设置在其上的图案;将所述表面加热到高于其软化点的温度;对所述软模具加压以使其接触所述表面;和在所述表面上压印图案的图形。
[0008] 本文还公开了一种方法,所述方法包括在芯轴上设置图案;将聚合物挤出到所述芯轴的表面上;和将所述芯轴上的图案压印到所述聚合物的表面上以制造所述聚合物上的第一图案。
[0009] 本文还公开了一种方法,所述方法包括在表面上放置软模具;所述软模具具有设置在其上的图案;在所述软模具和所述表面之间加入未
固化的热固性聚合物涂层,和加热所述表面至高于所述热固性聚合物的固化温度的温度,以允许所述软模具复制进入所述热固性聚合物涂层中。
[0010] 本文还公开了一种方法,所述方法包括在装置表面放置聚合物;在与其上放置聚合物的表面相反的表面上放置掩模;所述掩模具有图案;照射所述装置以使所述聚合物反应;和移除未反应的聚合物以在所述装置上形成图案;其中所述图案对应于所述掩模上的图案。
[0011] 本文还公开了一种方法,所述方法包括在表面上放置模具;所述模具具有设置在其上的图案;加热所述表面至高于其软化点的温度;对所述模具加压使其接触所述表面;和在所述表面上压印所述图案的图形。
[0012] 本文还公开了一种方法,所述方法包括在表面上放置模具;所述模具具有设置在其上的图案;和对所述表面上未受所述模具保护的那些部分进行蚀刻。
[0013] 本文还公开了一种制品,所述制品包括弯曲表面;所述弯曲表面具有设置在其上的多个图案;每个图案由附着于或嵌入所述弯曲表面的多个空间分隔特征所限定,所述多个特征中的每一个具有至少一个具有基本不同的几何性质的邻近特征,其中在至少部分的弯曲表面上,所述特征的相邻特征之间的平均间隔为约1纳米至约1毫米,其中所述多个空间分隔特征由周期函数表示。
[0014] 本文还公开了一种包括平表面的制品;所述平表面具有设置在其上的多个图案;每个图案由附着于或嵌入所述弯曲表面的多个空间分隔特征所限定,所述多个特征中的每一个具有至少一个具有基本不同的几何性质的邻近特征,其中在至少部分的弯曲表面上,所述特征的相邻特征之间的平均间隔为约1纳米至约1毫米,其中所述多个空间分隔特征由周期函数表示。
[0015] 本文还公开了引入前述制品的制品。
附图说明
[0016] 图1示出利用第一掩模和第二掩模在表面上设置第一图案;
[0017] 图2示出发展第二图案之后的表面;
[0018] 图3示出一个示例性方法,其中通过将管挤出在图案化芯轴上而在管内部设置图案;
[0019] 图4示出另一示例性方法,其中通过将管挤出在部分图案化的芯轴上而在管内部设置图案。然后利用电磁
辐射形成剩余的图案;
[0020] 图5示出在共挤出管的内部设置图案的方法;
[0021] 图6示出在管内部设置图案的方法;和
[0022] 图7示出在管内部设置图案的另一方法。
[0023] 发明详述
[0024] 应注意本文所用术语“第一”、“第二”等不指示任何顺序或重要性,而是用于将一个要素与另一个区分,不指明数量时不对数量进行限制,而是表示存在至少一个所指项目。此外,本文公开的所有范围包括端点并可独立地组合。
[0025] 本发明将在下文中参照示出多种实施方案的附图进行更全面的描述。但是,本发明可以多种不同形式体现,不能认为本文给出的实施方案对本发明进行了限制。提供这些实施方案以使本公开内容全面和完整,并能使本领域技术人员完全领会本发明的范围。全文中相同的附图标记指代相同的要素。
[0026] 应理解当一个要素被称为在另一个要素“上”时,其可直接位于另一个要素上或在两者之间可存在中间要素。与之相反,当一个要素被称为“直接”在另一个要素“上”时,则不存在中间要素。本文所用术语“和/或”包括一个或更多个相关列举项目的任意和全部组合。
[0027] 应理解,尽管术语第一、第二、第三等可在本文中用于描述多种要素、组件、区域、层和/或区段,但是这些要素、组件、区域、层和/或区段不应被这些术语限制。这些术语仅用于将要素、组件、区域、层或区段与另一个要素、组件、区域、层或区段区分。因此,下文讨论的第一要素、组件、区域、层或区段可被称为第二要素、组件、区域、层或区段而不背离本发明的教导。
[0028] 本文所用术语仅是为了描述特定的实施方案并不意图限制。不进行数量限制时意图包括复数形式,除非上下文中明确指明相反情况。还应理解当在本
说明书中使用术语“包含”或“包括”时,是指所述特征、区域、整数、步骤、操作、要素和/或成分的存在,但不排除一个或更多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、要素、成分和/或其组的存在或添加。
[0029] 此外,在本文中可采用如“下”或“底”和“上”或“顶”的相关术语描述一个要素与另一个要素如图所示的相关关系。应理解相关术语旨在涵盖除图中所示方向外的装置的不同方向。例如,如果一张图中的装置被颠倒,被表述为在另一个要素“下”侧的要素的方向应为在另一个要素的“上”侧。因此,示例性术语“下”可根据图的特定方向涵盖“下”和“上”两种方向。类似地,如果一张图中的装置被颠倒,被表述为在另一个要素“之下”或“下方”的要素的方向应为在另一个要素的“上方”。因此,示例性术语”之下”或“下方”可涵盖上方和下方两种方向。
[0030] 除非另有限定,本文所用所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属领域普通技术人员普遍理解的共同含义。还应理解术语(如在普遍使用的字典中定义的那些)应被解释为具有与相关领域背景中和本公开内容中的含义相一致的含义,而不应被解释为理想化的或过度正式的含义,除非本文如此定义。
[0031] 本文参照截面图(为理想化实施方案的示意图)描述了示例性实施方案。因此,可预见到由于如制造技术和/或容许偏差所造成的示例的形状改变。因此不应将本文所述的实施方案理解为被所示的区域的特定形状限制,而应包括由于如制造原因引起的形状的变化。例如,显示或描述为平的区域通常可具有粗糙和/或非线性特征。此外,所示的尖锐
角可为圆角。因此,图中所示区域为示例性质的并且它们的形状不意图说明区域的精确形状并且不意图限制本
权利要求的范围。
[0032] 过渡用语“包含”包括过渡用语“基本由……组成”和“由……组成”。
[0033] 本文公开了一种制造其上设置有纹理的表面的方法,所述纹理可用于控制有或无生命物质的粘附。在一个实施方案中,纹理可用于使有或无生命物质的粘附最小化,而在另一个实施方案中,纹理可用于增加有或无生命物质的粘附。所述制造方法允许具有复杂非平表面、平表面或复杂平表面的大型表面进行纹理化。
[0034] 在一个实施方案中,所述方法有利地包括利用图案纹理化表面。表面的纹理可通过涉及压花、蚀刻等技术进行,以将所述图案设置在表面上。所述方法允许在全部表面上复制图案。在另一个实施方案中,所述方法还允许在不易到达的表面(例如,管或球体的内部)上纹理化在部分表面上可复制的图案。
[0035] 在一个实施方案中,所述方法包括用于在装置的弯曲表面上复制图案的压花技术,其中所述装置的表面包含可
变形材料。压花技术涉及将软模具(具有所需图案的图形)或实心芯轴放置在所述装置的表面上,而后加热所述装置,同时对装置表面上的软模具或实心芯轴施加压
力,使得其在表面上留下图案的图形。对装置表面上的软模具或实心芯轴的施压可通过对软模具加压或使实心芯轴膨胀来进行。所述加压可通过固化软模具中所含的热固聚合物或通过固化
泵入软模具中的磁流变
流体或
电流变流体来进行。
[0036] 在一个实施方案中,在装置表面和软模具或实心芯轴之间设置热固化或热塑性聚合物的涂层。当软模具或实心芯轴压在所述装置的表面上时,使热固性聚合物热固化和/或利用固化辐射而在装置表面形成图案化的表面。
[0037] 在一个实施方案中,所述图案通常具有一些尺寸为约几纳米至几百毫米的特征。在另一个实施方案中,所述图案设置在装置的内表面上。所述内表面可为弯曲的、平的或弯曲和平表面的组合。示例性的装置弯曲表面为球体、空心球、半球体、空心半球、圆柱体、管、锥体、空心锥体等的内和/或外表面。示例性的平表面为棱椎体、立方体、多面体等的平的内和/或外表面。
[0038] 所述装置可包含金属、陶瓷、有机聚合物或包括至少一种金属、陶瓷或有机聚合物的组合。在一个示例性实施方案中,待图案化的装置表面包含有机聚合物。
[0039] 合适的有机聚合物的实例为热塑性聚合物、热固性聚合物、热塑性聚合物共混物、热固性聚合物共混物以及热塑性聚合物和热固性聚合物的共混物。有机聚合物可为均聚物、共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物、交替嵌段共聚物、无规共聚物、无规嵌段共聚物、接枝共聚物、星形嵌段共聚物、离聚物、树状共聚物或包括至少一种以上聚合物的组合。待压花的装置表面的聚合物的实例为热塑性聚合物。
[0040] 热塑性聚合物的实例为聚缩
醛、聚烯
烃、聚
丙烯酸类、聚
碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚
酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并 唑、聚苯酞、聚缩醛、聚酸酐、聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚乙烯卤化物、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸盐/酯、聚硫化物、聚硫酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚磷腈、聚
硅氨烷、苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚对苯二
甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、乙丙二烯
橡胶(EPR)、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟代烷
氧基乙烯、聚氯代三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚硅氧烷等,或包含至少一种以上有机聚合物的组合。
[0041] 适合用于聚合组合物中的热固性聚合物的实例包括环氧聚合物、不饱和聚酯聚合物、聚酰亚胺聚合物、双
马来酰亚胺聚合物、双马来酰亚胺三嗪聚合物、氰酸酯聚合物、乙烯基聚合物、苯并 嗪聚合物、苯并环丁烯聚合物、丙烯酸类、醇酸
树脂、酚醛聚合物、酚醛
清漆、甲阶
酚醛树脂、三聚氰胺甲醛聚合物、脲醛聚合物、羟甲基呋喃类、异氰酸酯类、己二烯酞酸酯、氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、不饱和聚酯酰亚胺等,或包含至少一种以上热固性聚合物的组合。
[0042] 热塑性共混物的实例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/尼龙、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚氯乙烯、聚苯醚/聚苯乙烯、聚苯醚/尼龙、聚砜/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯/热塑性聚氨酯、聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯、热塑性弹性体
合金、尼龙/弹性体、聚酯/弹性体、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯、缩醛/弹性体、苯乙烯-马来酸酐/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚醚酮/聚醚砜、聚醚醚酮/聚醚酰亚胺、聚乙烯/尼龙、聚乙烯/聚缩醛等。
[0043] 用于装置内表面的示例性聚合物为包括聚氯乙烯、聚二甲硅氧烷、聚烯烃或氟化聚合物的热塑性聚合物。
[0044] 在一个实施方案中,在涉及在装置的弯曲表面上压印图案的一个实施方案中,将具有所需图案的图形的软模具或实心芯轴放置在装置表面,而后使其加压或膨胀以在装置表面产生压力。同时将装置表面加热至高于装置表面存在的聚合物的软化点的温度。所述聚合物的软化点可为非晶聚合物的
玻璃化转变温度和/或半结晶聚合物的熔点。当软模具或实心芯轴被加压或膨胀从而
挤压装置表面上存在的经软化聚合物时,其将软模具的图形压印置于装置表面上。然后冷却装置表面至低于其软化点,则在其上设置有软模具或实心芯轴上存在的图案的图形(或相反图形)。在一个实施方案中,可对装置进行照射以固化聚合物从而形成装置表面的图案。所述照射可包含紫外照射、
电子束照射、
X射线照射、可见光照射等,或包含至少一种以上照射形式的组合。而后将所述模具减压,然后从装置表面上移除。可重复使用所述模具以在多个装置上形成类似的图案。对于可膨胀的芯轴,使其塌缩以将其从装置表面上移除。
[0045] 在一个实施方案中,可利用流体对软模具加压,所述流体例如为空气、
水、挥发性
有机溶剂、油等,或包含至少一种以上流体的组合。理想的是,流体易于加热。加热的流体可有利于所述软模具的加热,这进而可使装置表面的温度升至高于软化点。可控制所述流体的压力和温度以改变弯曲表面中图案的深度。
[0046] 在另一个实施方案中,可利用磁流变流体或电流变流体对软模具加压。在
磁场的存在下表观
粘度发生变化的流体组合物被称为Bingham磁流体或磁流变流体,而在
电场的存在下
表观粘度发生变化的流体被称为电流变流体。磁流变流体通常包含分散或悬浮在载运流体中的可磁化颗粒。在磁场的存在下,可磁化颗粒被极化,从而在载运流体中组织成颗粒链或颗粒细
纤维。颗粒链的作用为增加流体组合物的表观粘度或流阻,从而产生具有屈服
应力的固体物质,必须超过该屈服应力以使磁流变流体开始流动。当流体组合物的流动由于颗粒取向形成链而被限制时,则称流体组合物处于“开通状态(on state)”。超过屈服应力所需的力称为“
屈服强度”。在无磁场时,颗粒变回无序或游离状态,因而流体组合物的表观粘度或流阻相应地降低。在无磁场时组合物所具有的状态被称为“关闭状态(off-state)”。
[0047] 在一个实施方案中,在使用磁流变流体或电流变流体的一个方法中,将所述流体倒入软模具中。通常在引入模具前,将所述流体加热至大于或等于约聚合物表面软化点。还可以在被引入模具后加热所述流体。在填充软模具后,对软模具施加磁场或电场或其组合以促进磁流变流体或电流变流体的固化。固化后,可继续加热软模具,以使磁流变流体或电流变流体
热膨胀,并在装置的弯曲表面上留下压印。在形成压印后,将弯曲表面冷却至弯曲表面的软化点以下,并从磁流变流体或电流变流体中移除磁和/或电场。则磁流变流体或电流变流体自由地从软模具中排出,并从压花的弯曲表面上移除模具。可重新利用软模具以及磁流变流体或电流变流体以在另一个弯曲表面复制图案。
[0048] 在另一个涉及在装置的弯曲表面压印图案的实施方案中,将具有所需图案的图形的软模具放置在装置表面。然后在软模具中填充热固性聚合物的未固化前体。升高装置弯曲表面的温度和软模具的温度。随着软模具温度的升高,未固化的前体开始固化以形成包括热固性聚合物的固体。所述热固性聚合物的固化和随之而产生的膨胀导致软模具在装置的弯曲表面上形成图案。因而所述热固性聚合物被置于弯曲表面上。在一个实施方案中,所述热固性聚合物与弯曲表面融合或结合。
[0049] 软模具内的热固性聚合物的固化对模具产生静压力,这有利于微结构化的软模具与装置的弯曲表面的共形接触。在热固性聚合物固化后,将温度降低从而使弯曲表面固化。这使软模具与弯曲表面分离,在装置的弯曲表面留下正确的复制图案。以上提供了热固性聚合物的列表,任何这些聚合物均可用于促进图案的产生。
[0050] 通常期望弯曲表面的软化温度与热固性聚合物的固化温度相近,以便可采用单一热源来同时固化热固性聚合物并软化弯曲表面。在一个实施方案中,热固性聚合物的固化温度与弯曲表面的软化温度相差约±25℃,特别是与弯曲表面的软化温度相差约±20℃,更特别是与弯曲表面的软化温度相差约±15℃。
[0051] 在一个实施方案中,软模具中的所述热固性聚合物的前体可通过照射固化。
[0052] 所述软模具可由弹性体制造。所述弹性体可为化学交联的或物理交联的。所述弹性体可根据需要通过硫或非硫硫化进行固化。根据需要,还可采用不能被硫硫化的饱和橡胶。
[0053] 合适的弹性体的实例为聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(S-EB-S)嵌段共聚物、热塑性聚氨酯、共聚酯-醚(源自对苯二甲酸、聚丁二醇和1,4-丁二醇的嵌段共聚物)、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁二烯橡胶、聚氯丁二烯、乙丙橡胶、乙丙二烯橡胶、氯醚橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶、全氟弹性体、聚醚-嵌段-聚酰胺、氯磺化聚乙烯、乙烯乙烯
醋酸共聚物等,或包含至少一种以上嵌段弹性体的组合。示例性弹性体为聚硅氧烷模具。
[0054] 在一个实施方案中,所述软模具包含弹性模量为约105帕至约108帕的一种材料。在另一个实施方案中,所述软模具可包含用金属(如
铝、
铜、
黄铜等)进行
金属化的表面。
[0055] 在一个实施方案中,所述软模具为可利用流体进行加压的气球形式。尽管上述方法以采用软模具进行表述,但也可使用硬实心芯轴。还可用装有
弹簧或由形状
记忆合金制造的可膨胀芯轴在弯曲表面上压出图案。
[0056] 在所有上述实施方案中,压力的施加足以使软化的管材料流入软模具的内部。
[0057] 在又一个涉及在装置的弯曲表面上压印图案的实施方案中,将具有所需图案的图形的所述软模具放置在装置表面上。然后在软模具的两面(内表面和外表面)装填热固性聚合物的未固化前体。升高装置弯曲表面的温度和软模具的温度。随着软模具温度的升高,未固化的前体开始固化以形成包括热固性聚合物的固体。软模具内和设置在内表面上的未固化前体可通过照射(例如,
微波辐射、
紫外辐射、X射线辐射、电子束辐射)固化。在一个实施方案中,软模具中的未固化前体可热加热,而表面上的未固化前体可利用辐射固化。在另一个实施方案中,软模具中的未固化前体可辐射加热,而表面上的未固化前体可热加热以使其固化。可顺次或同时施用辐射和热加热的组合以将软模具内或外的未固化前体固化。
[0058] 热固性聚合物的固化和随后的膨胀使软模具在软模具和装置弯曲表面之间存在的热固性聚合物薄层上形成图案。在热固性聚合物固化后,降低温度并使软模具与装置表面固化的热固性聚合物薄层分离。这在附着于装置弯曲表面上的固化的热固性聚合物薄层上留下正确的复制图案。在一个实施方案中,当利用流体(例如,磁流变流体、电流变流体)使软模具膨胀时,可通过降低流体压力使软模具坍塌来从弯曲表面上移除软模具。
[0059] 在另一个实施方案中,将在其表面具有图案的图形的圆柱形模具或可膨胀芯轴在聚合物-溶剂分散液中
浸涂以在聚合物硬化时将图案设置在薄壁管的弯曲表面上。聚合物的固化可通过聚合物的干燥(通过去除溶剂、聚合物的交联或其组合)发生。
[0060] 所得的薄壁图案化管可从圆柱形模具上移除并用作管状套;可将所述管状套附着在分离的管的内表面或翻转并附着在分离的管的外表面。所述管状套可用作制作其它图案化表面的模板。在一个实施方案中,所述管状套可用于图案化表面的大量正确复制。
[0061] 此外,可通过利用先前形成的薄壁图案化套的周围或内部的热固性或热塑性聚合物形成管,而利用压缩或挤出成型形成最终的管。此外,所得的薄壁图案化管可直接用作
导管。
[0062] 所得的薄壁图案化管的壁厚可为约5纳米至约1000微米,特别是约10纳米至约500微米,更特别是约20纳米至约100微米。所述薄壁管可由本公开内容列举的一种或更多种聚合物或弹性体制造。
[0063] 所述圆柱形模具可通过包括线式电火花加工(wire electro-dischargemachining,EDM)或计算机数字控制(CNC)技术的机械微加工,利用对应于图案特征尺寸的金刚石头制造。所述金刚石头可用离子束切割技术成型。
[0064] 在另一个涉及在装置的弯曲表面复制图案的实施方案中,将具有所需图案的图形的软模具附着到用于压缩或注射成型所述装置的模具表面。
[0065] 在另一个实施方案中,可通过蚀刻完成弯曲表面的图案化。其中设置有图案的掩模可用作模板。所述掩模具有的形状与待形成图案的装置表面形状互补。因此其可合适地安装在表面上并且表面和掩模之间没有任何空隙。而后使其上设置有掩模的表面暴露以进行蚀刻。适合的蚀刻的实例为化学蚀刻、离子束蚀刻、反应离子蚀刻、机械磨蚀、电子束蚀刻或至少一种以上蚀刻形式的组合。蚀刻使表面的暴露部分下沉或被移除从而在表面上生成图案。对于上述的压花而言,可在非平表面(例如弯曲表面)、平表面和组合非平表面和平表面的表面上进行蚀刻。可在内表面、外表面以及形成内和外表面的表面上进行蚀刻。在一个实施方案中,可采用蚀刻或压花的组合在表面上产生图案。
[0066] 在另一个实施方案中,可利用掩模或多个掩模仅在弯曲表面的选定部分上产生图案。在又一个实施方案中,可利用掩模或多个掩模在弯曲表面的选定部分上产生不同的图案。该实例在图1和2中示出,其中将第一掩模102放置在表面100上,并且将具有第一纹理化表面的第一复制物(或第一复制物的相反图形)的第一软模具(或第一可膨胀芯轴)接触装置表面。在将第一掩模放置在装置表面后,将第一聚合物放置在第一软模具表面或装置表面。在用第一软模具(或第一可膨胀芯轴)接触平表面后,使第一聚合物图案化以在表面上产生第一图案104。可固化、干燥、或固化并干燥第一聚合物以形成第一图案。
[0067] 此后,将第二掩模106放置在表面上。在一个实施方案中,第二掩模可保护表面上已图案化的部分,同时允许利用具有第二复制物(或第二复制物的相反图形)的第二软模具(或第二可膨胀芯轴)图案化表面的其它部分。在将第二掩模放置在装置表面后,可将第二聚合物放置在第二软模具表面或装置表面。在用第二软模具(或第二可膨胀芯轴)接触平表面后,使第二聚合物图案化以在表面产生第二图案108。这在图2中示出。所述表面可为平或弯曲表面。在示例性实施方案中,所述表面为弯曲表面。
[0068] 按照此方式,可在表面100上放置多个掩模,并且可利用多个软模具来设置多个图案,每个图案包含不同的聚合物。
[0069] 在另一个实施方案中,可用第二掩模仅
覆盖第一图案104的一部分以在第一图案上进行二次操作。在一个实施方案中,第一掩模可与第二掩模相同或不同。在另一个实施方案中,第一软模具可与第二软模具相同或不同。在又一个实施方案中,第一聚合物可与第二聚合物相同或不同。
[0070] 在又一个实施方案中,可通过利用芯轴将图案可重复地设置在管的内或外表面,并通过涉及挤出或共挤出的方法处理所述管。所述芯轴可由熔点通常高于管的温度的金属、陶瓷或塑料制成。通常期望使用包含陶瓷或金属的芯轴。期望的是,芯轴所具有的硬度大于用于制造管的材料的硬度。在一个实施方案中,芯轴为实心芯轴(不同于图5中所示的芯轴,其将在以下详细讨论)。当芯轴为实心芯轴时,图案设置在外表面。在另一个实施方案中,芯轴为空心芯轴并且图案设置在内表面。在另一个实施方案中,芯轴为可膨胀芯轴,其可在需要在管的内表面压印图案时膨胀。在压印管的内表面后,可使芯轴塌陷并将其从管中取出。可膨胀芯轴可装有弹簧、具有膨胀线圈等以在需要时膨胀。
[0071] 为了将图案挤出或共挤出在管的内表面上,首先需要将图案设置在芯轴的外表面上。在一个实施方案中,为了在芯轴的外表面上设置图案,将芯轴的外表面上涂覆可变形材料层(例如,热塑性聚合物、热固性聚合物等)。然后使其内表面上设置有所需图案的模板与芯轴的外表面接触。可在所述模板上施加适当的压力以使芯轴外表面上的可变形材料变形。图案设置在可变形材料上。在变形过程中可利用加热和压力帮助图案的形成。而后通
过冷却或交联使可变形材料硬化,从而使图案设置在芯轴的外表面上。
[0072] 在一个实施方案中,芯轴可包含在其中切割或蚀刻出图案的金属或陶瓷。可采用化学蚀刻、反应离子蚀刻等将图案设置在芯轴的外表面。在一个实施方案中,芯轴可包含形状记忆合金,其尺寸可可逆地改变以在管的内部形成图案,而后易于将其从管内部取出。芯轴通常具有比管更大的硬度。
[0073] 图3示出在管内侧上挤出或共挤出图案的方法。可利用十字头挤出将管放置在实心芯轴的外侧或将管放置在实心芯轴的内侧。如图3所示,芯轴200(其上设置有图案)沿垂直于
挤出机400的螺杆轴402的方向行进穿过挤出机的模头。在芯轴200离开模头404后,其包覆有形成管202的聚合物层。芯轴上图案的图形(或相反图形)被转移到管202的内部。可通过对管外侧施加压力来将芯轴图案的图形转移到管202上。在一个实施方案中,可利用滚压将管202压到芯轴200上。
[0074] 可对具有或不具有芯轴的管202进行附加的热和
机械加工。在一个实施方案中,当管202在芯轴200上时,可任选地将管202在炉中进行固化。在被固化后,将管202从芯轴200上移出并切割成所需的尺寸。
[0075] 在图4所示的另一个实施方案中,可利用挤出和暴露在选定方式的
电磁辐射中的组合来在管上形成图案。在挤出过程中,图案的一部分(即,部分图案)被设置在管表面。而后在该部分图案上进行二次处理(如蚀刻、照射等)以形成完整的图案。
[0076] 在图4中,芯轴200在沿纵轴方向具有线性沟槽。纵向沟槽之间的距离等于图案中的特征所需的间隔。芯轴上特征之间的间隔可为约1纳米至约1毫米。在如图4所示进行挤出后,将管202放置在芯轴200上。芯轴外表面上具有的图案的图形(或相反图形)被转移到管202上。为了在管上形成另外的图案,可采用照射源406对管的一部分进行照射。可移动所述照射源406以形成多个图案。可采用任何形式的电磁辐射形成第二图案204。用于进一步处理图案的适合形式的电磁辐射的实例为紫外辐射、X射线辐射、电子束辐射等。
[0077] 可利用电磁辐射在部分图案中交联部分聚合物或降解部分聚合物从而将部分图案转化形成最终图案。管上聚合物的未交联部分或聚合物的未降解部分可通过二次处理(如溶剂提取)移除。对具有或不具有芯轴的管202进行附加的热或机械加工。在一个实施方案中,当管202在芯轴200上时,可任选地将管202在炉中进行固化。在被固化后,将管202从芯轴200上移出并切割成所需的尺寸。
[0078] 可通过使管202膨胀和/使或芯轴200收缩或坍塌而将管202从芯轴200上移出。期望的是,将管202从芯轴200上移出而不损伤图案。当芯轴包含形状记忆合金时,其上设置有管之后的芯轴可被加热至使其回到初始形状的温度。初始形状比管放置在芯轴上时的形状小。芯轴的收缩允许将其从管中移出而对图案基本不造成损坏。在一个实施方案中,可沿纵向对其进行拉伸形变来减小芯轴的直径。
[0079] 在另一个实施方案中,可对挤出的管或多个共挤出的管进行照射以在管的内侧、外侧形成图案。通过利用其上具有所需图案的掩模进行照射来形成图案。在图5中公开了制造图案化管的该方法,其中对包括外管502和内管504的共挤出管500进行照射。内管通常包含在被照射后化学性质可发生变化的材料。将具有所需图案的掩模600放置在管的外侧或内侧。而后通过掩模照射管500。而后用于内管504的材料发生化学变化(例如,其发生形成交联的反应或发生断裂或降解)。
[0080] 还可采用双
光子技术在管的内侧或外侧或其间任意点处形成图案700。双光子技术基于光催化和在极小体积内通过集中施加多个光子而产生的增强激活的组合。
波长为光敏催化剂的激活或激发状态倍数的两个
激光束同时增加焦点体积中的光子数,焦点体积中积聚的强度极大。因此
单体或可聚合聚合物的聚合被增强并快速发生。通过激光系统或在激光焦距内的物质的选择性移动,使可聚合材料的图案形成具有微米和纳米尺寸的
分辨率。另外,可利用易于穿透可为UV吸收、可见光吸收或IR吸收的材料的X射线或其它波长来进一步加强对管的内腔的处理。在如此小的体积中聚焦单束或多束
能量并移动焦点的能力结果实现了大尺度下快速聚合并具有微米或纳米的分辨率。因而所得的聚合材料在弯曲内表面上形成图形并粘附。残留的未聚合材料可随后清洗掉或作为分隔图案化材料的第二材料组合物。
[0081] 而后对内管进行二次处理以移除未交联或降解的部分,从而在内管504上形成图案700。二次处理可包括用适合的溶剂清洗、机械降解、蚀刻等。
[0082] 图6示出在管内侧上设置图案的一种方法。为了设置所述图案,首先需要将其设置在芯轴的外表面上。在一个实施方案中,在对芯轴外表面设置图案时,将芯轴的外表面包覆可变形材料层(例如,热塑性聚合物、热固性聚合物等)。而后将具有所需图案的模板与可变形材料层接触。可在所述模板上施加适当的压力以使芯轴外表面的可变性材料变形。使图案设置在可变形材料上。可在变形过程中利用热和压力帮助形成图案。而后通过冷却或交联使可变形材料变硬,因而在所述芯轴的外表面上设置图案。
[0083] 在一个实施方案中,可变形材料可被压在硅晶片上。所述硅晶片具有设置在其上的所需图案。在固化后,可将其上设置有图案的可变形材料包裹在所述芯轴周围。如上所述,所述芯轴可为可膨胀芯轴。
[0084] 将其上设置有图案的芯轴引入需要被图案化的管的内部。所述管的内部可用热固性聚合物包覆。通过同时加热和/或照射管使所述芯轴膨胀,图案可设置在管内部的热固性聚合物上。图案化的热固性聚合物可为膜形式。而后使所述芯轴坍塌以将其从管内移出。可重复此过程。然后可将图案化的膜从管内移出并放置在另一个管的内部或外部。
[0085] 在一个示例性实施方案中,所述图案可在装置的整个弯曲表面上重复设置。在又一个示例性实施方案中,图案可重复地设置在整个弯曲内表面上。在又一个示例性实施方案中,所述图案可在装置的整个平内表面上重复地设置。在又一个示例性实施方案中,所述图案在整个平内表面和平外表面上可重复地设置。
[0086] 所述装置或制品具有包含多个图案的表面形态。每个图案由附着于或嵌入所述弯曲表面的多个空间分隔特征形成。所述表面上的多个特征中的每一个具有至少一个具有基本不同的几何性质的邻近特征。在至少部分的弯曲表面上,相邻特征之间的平均间隔为约1纳米至约1毫米。在一个实施方案中,所述多个空间分隔特征由周期函数表示。在另一个实施方案中,所述多个空间分隔特征形成图案。每个图案通过周期性的轨道与邻近图案分隔开。该轨道的周期性可为正弦的。
[0087] 在一个实施方案中,所述制品可包括含有多个空间分隔特征的图案。空间分隔特征可排列成多个组。所述特征组包含重复的单元,其可在整个表面上横向地重复。所述组中的空间分隔特征以约1纳米至约500微米的平均距离分隔。每个空间分隔特征具有与邻近特征所在表面基本平行的表面。每个特征均与邻近特征分隔,并且特征组相对于彼此排列以形成弯曲的轨道。
[0088] 在又一个实施方案中,所述制品包含多个空间分隔特征。所述特征被排列成多个组,以使所述特征组包含重复的单元。组中的空间分隔特征以约1纳米至约500微米的平均距离分隔。特征组相对于彼此排列以形成弯曲的轨道,其中弯曲轨道的切线与空间分隔特征相交。空间分隔特征与每个最接近的特征在几何性质(形状或尺寸)上不同。
[0089] 在又一个实施方案中,所述表面具有包含图案的表面形态,所述图案由附着于或嵌入所述装置的基底表面(即所述制品的基底表面)的多个空间分隔特征形成。所述多个特征包含至少一个具有基本不同的几何性质的特征,其中邻近图形具有共有的特征,所述多个空间分隔特征具有至少一个约1纳米至约1,000微米的尺寸。邻近的空间分隔特征可以约5纳米至约500微米,尤其是约10纳米至约100微米,尤其是约1微米至约50微米,并更尤其是约2微米至约25微米的距离分隔。
[0090] 在又一个实施方案中,纹理化后的表面包含多个空间分隔特征;所述特征被排列成多个组;所述特征组包含重复的单元;组中的空间分隔特征以约1纳米至约200微米的平均距离分隔;所述特征组相对于彼此排列以形成弯曲的轨道。在一个实施方案中,所述弯曲轨道的切线与至少一个特征相交。在另一个实施方案中,所述弯曲轨道可由周期函数代表。所述周期函数可为正弦的。
[0091] 在一个实施方案中,当沿第二方向观察时,特征之间的轨道可为非线性的或非正弦的。也就是说,轨道可为非线性的和非周期的。在另一个实施方案中,特征之间的轨道可为线性的但其厚度发生变化。所述多个空间分离特征可从表面突出或嵌入表面中。在一个实施方案中,所述多个空间分隔特征可与表面具有相同的化学组成。在另一个实施方案中,所述多个空间分隔特征可与表面具有不同的化学组成。
[0092] 表面和/或基底制品的组成包含聚合物、金属或合金、陶瓷。还可在表面或基底制品中使用聚合物、金属和陶瓷的组合。所述表面具有包含多个图案的表面形态;每个图案通过附着于或嵌入所述基底制品的多个空间分隔特征所限定。应注意所述多个特征中的每个特征彼此分隔开并不彼此接触。
[0093] 在一个实施方案中,表面与所述基底制品单片式整合,其中所述基底制品的组成与所述表面的组成相同。在另一个实施方案中,所述表面包含位于基底制品上的涂层。在又一个实施方案中,所述涂层的组成与所述基底制品的组成不同。在一个实施方案中,所述聚合物包括非导电聚合物。
[0094] 在另一个实施方案中,表面形态的平均粗糙因子(R)为2至50。所述表面可包含弹性模量为约10kPa至约10MPa的弹性体。
[0095] 如上所述,图案通过弯曲轨道与邻近图案分隔。弯曲轨道可由周期函数表示。每个弯曲轨道的周期函数可不同。在一个实施方案中,所述图案可通过由两种以上的周期函数表示的弯曲轨道彼此分隔。周期函数可包含
正弦波。在一个示例性实施方案中,所述周期函数可包含两种以上的正弦波。
[0096] 在另一个实施方案中,当多个不同的弯曲轨道分别利用多个周期函数表示时,对应的周期函数可通过固定相差来区分。在又一个实施方案中,当多个不同的弯曲轨道分别利用多个周期函数表示时,对应的周期函数可通过可变相差来区分。
[0097] 在一个实施方案中,多个空间分离特征具有基本平的上表面。在另一个实施方案中,可在部分表面上放置多要素平台层,其中在所述平台层的要素之间的间隔距离提供第二特征间隔;所述第二特征间隔与第一特征间隔基本不同。
[0098] 在一个实施方案中,图案的每个特征具有至少一个具有不同几何性质(例如,大小或形状)的邻近特征。图案的特征为单个要素。图案的每个特征具有至少2、3、4、5或6个与所述特征几何性质不同的邻近特征。在一个实施方案中,至少2个或更多个不同特征形成所述图案。在另一个实施方案中,至少3个或更多个不同特征形成所述图案。在又一个实施方案中,至少4个或更多个不同特征形成所述图案。在又一个实施方案中,至少5个或更多个不同特征形成所述图案。
[0099] 在另一个实施方案中,图案的至少2个相同特征具有至少一个具有不同几何性质(例如,大小或形状)的邻近特征。图案的特征为单个要素。在一个实施方案中,图案的2个相同特征具有至少2、3、4、5或6个与所述相同特征具有不同几何性质的邻近特征。在另一个实施方案中,图案的3个相同特征具有至少2、3、4、5或6个与所述相同特征具有不同几何性质的邻近特征。
[0100] 在另一个实施方案中,每个图案具有至少一个或更多个具有不同大小或形状的邻近图案。也就是说,第一图案可具有这样的第二邻近图案,即其包含与第一图案相同的特征,但具有与第一图案不同的形状。在又一个实施方案中,每个图案具有至少两个或更多个具有不同大小或形状的邻近图案。在又一个实施方案中,每个图案具有至少三个或更多个具有不同大小或形状的邻近图案。在又一个实施方案中,每个图案具有至少四个或更多个具有不同大小或形状的邻近图案。
[0101] 如以上指出的,空间分隔特征的化学组成可与表面的化学组成不同。空间分隔特征和这些特征突出或嵌入的表面还可包含有机聚合物或无机材料。
[0102] 在一个实施方案中,所述图案包含位于所述基底制品上的涂层。也就是说,涂层包含所述图案并位于所述基底制品上。
[0103] 本文公开的纹理化方法可有利地用于图案化具有非平几何性质的表面。可在管、球、圆柱、圆锥、多边形等的外侧或内侧产生弯曲表面。
[0104] 还可通过压印而非涂覆进行纹理化。例如,其可通过将其
冲压在加工表面上而产生。在一个实施方案中,其可在已有装置的表面上注射成型。在另一个实施方案中,其可在所述装置的生产过程中直接注射成型。其还可在吹塑、
真空成型、挤出、模塑等过程中在表面上产生。可在包含金属、玻璃、聚合物、陶瓷、
复合材料或包含至少一种金属、玻璃、聚合物、陶瓷和/或复合材料的组合的表面上进行压印和注射成型。
[0105] 本文件中附有如何在管内侧上纹理化弯曲表面的
实施例。其上设置有图案的弯曲表面可用在多种制品中。
[0106] 按照本方法制成的制品(例如,其上设置有图案的弯曲表面)可用于类型广泛的应用中。其上设置有图案的制品或弯曲表面可用于:生物医学
植入物(如乳房植入壳或其它装填流体的植入壳);生物医学仪器(如
心脏瓣膜);医院表面(可在手术间歇容易地替换的(静电)施加至表面的护理膜(consider film));服装/个人防护服;生物医疗
包装(如灭菌包装的外表面);无尘室表面(如
半导体或生物医疗工厂的表面);食品工业(例如
食品包装;食物制品表面);船运工业(如包括
船舶和相关水舱;污水舱和进水/出水管的水运工具的外表面;
水处理工厂(如泵站);
发电厂;航空工业;家具制造业(例如
婴儿床、训练器械把手和训练器械);运输业(例如救护车、大客车、公共运输车);游泳池和其它用于水环境的结构等。以下提供了其上可设置图案的制品和表面的类型的其它细节。
[0107] 可使用所述图案的制品包括:用于活体内部或外部的医疗装置、医疗植入物、医疗器械。术语“活体”可包括温血动物、冷血动物、树木、
植物、
哺乳动物、鱼、爬行动物、两栖动物、甲壳类动物等。所述医疗装置、医疗植入物和医疗器械可临时或永久地植入活体体内。医疗装置、医疗植入物和医疗器械的实例为气管内导管;
支架;用于包封植入物的
外壳(如乳房植入物壳);乳房植入物;
耳管;耳蜗植入物;心脏瓣膜;
骨植入物表面;移植组织表面;接触镜表面;
透析管理装置的组件和表面(如透析管线);排尿管理装置的组件和表面(例如排尿导管);中央静脉装置的组件和表面(例如排尿导管);植入装置的表面(例如起搏器、人工胰腺);骨科植入物的组件和表面(例如髋、膝盖、
肩膀、肘);假肢的组件和表面(如腿、臂、足、手);导管
接口(如送食管接口、植入静脉入口)。应注意图案可变化以允许生物附着或抗生物附着。这些变化包括几何变化、大小变化、表面化学性质变化等。这些变化可为静态或动态变化。
[0108] 如上所述,所述图案可设置在骨植入物表面(如骨科植入物或髋关节替换或修复、膝盖替换或修复、肩膀替换或修复、肘替换或修复和脚踝替换或修复的其它植入物)。所述图案还可用作可植入医疗装置的表面,其目的是使细胞(例如,祖细胞和/或干细胞)自身区别;图案化表面的表面形态使这种区别发生。如上所述,可永久或临时地植入这些医疗设备。
[0109] 可采用所述图案的制品包括装置、仪器、家具等的外和内表面,这些装置、仪器、家具等用在医院、保健中心、牙科诊所、诊疗室、体育馆、康复中心、浴室、等候室等中。如以下列出的,所述图案可用在医院、保健中心、牙科诊所、诊疗室、体育馆、康复中心、浴室、等候室等中。所述图案可用在手术间歇施用在
手术室表面的静电膜表面上;用于覆盖患者和/或为医生防护流体的手术单表面上;等候室椅子和等候室家具的表面上;手术室仪器表面上;手术室仪
表盘表面上;医院房间的高强度表面上;
床头柜表面上;床
栏杆开关板(例如控制板)表面上;覆盖物表面(多种厚度和大小的聚合物,例如床单)或其它保持表面清洁很重要的表面上。上述装置、仪器和家具的表面可纹理化,或者可将具有纹理化表面的膜附着在所述装置、仪器和家具上,使用永久或暂时的附着方法,如粘贴、静电、机械互
锁装置(如钉、螺丝、螺帽、夹子、斜坡接合、鸠尾接合等)。
[0110] 所述图案还可用于保护所有需要保持表面清洁的
触摸屏的表面,例如,电脑显示屏盖,尤其是触摸屏盖。用于保护所述触摸屏的膜可采用以上讨论的永久或临时附着方法与屏幕或其
框架接触。
[0111] 所述图案还可设置在医疗包装的内和外表面,例如灭菌包装的表面。其还可设置在例如医院所有床栏杆、医疗设施和护士站的覆盖物上。所述图案还可设置在所有浴室、更衣室和等候室的表面,尤其是医院、办公楼、学校、大学、体育馆和其它大量人群聚集并且
疾病传播可能性增加的地点的表面上。
[0112] 例如,在浴室、更衣室和等候室表面,其可设置在厕所、水池、洗手区、干手区、镜子、
门、
门把手、门锁、门表面上的推板、浴室的
扶手栏杆、
光源表面(例如,牙科诊所的检视灯表面)等的表面上。
[0113] 所述图案还可设置在救护车的所有表面上。例如,其可设置在医护人员(例如,急救技术人员、医生、护士、实验室技术人员)或患者接触的所有工作表面上。在另一个实施方案中,所述图案还可设置在所有I类医疗装置的表面上,例如,医护人员所用的
温度计探头、笔、文具、医生/护士服和/或衣物上。
[0114] 在一个实施方案中,所述图案可设置在实验室培养皿的表面上,其中皿内所有表面不需要附着生物体(例如,图案导致的附着率低于没有该措施时的附着率)。在另一个实施方案中,所述图案可设置在实验室培养皿的表面,其中皿内所有表面需要附着生物体(例如,图案导致的附着率高于没有该措施时的附着率)。
[0115] 在一个实施方案中,所述图案可设置在可用于携带或运输医疗仪器或医疗组件的装置的表面(例如,接触镜携带盒、导管包装、
导线包装、针包装、
注射器包装等)上。
[0116] 在另一个实施方案中,所述图案可设置在活体接触的医院或医护设施内外的表面上。所述表面可为金属或非金属的。例如,其可设置在浴室固定设施的表面,如马桶座、淋浴砖、毛巾架、淋浴帘等上。其还可设置在厨房和餐厅(例如,饭店、家、医院等的厨房)以及厨房所用器具(如厨台、水槽、
冰箱表面、
微波炉表面、
烤箱表面、炉顶表面、在飞机、船舶和大客车上所用的餐盘表面、刀表面、叉表面、勺表面、
风扇表面等)的表面上。
[0117] 所述图案还可设置在运输或储存液体以控制与表面接触的液体的流动特性的弯曲表面上。这些表面可包括,如,洗发香波或护发素瓶、液体肥皂瓶、
调味剂瓶、罐装食品容器、罐装液体容器等。
[0118] 所述图案还可设置在用于办公室、健身房或实验室环境的仪器和/或表面上,例如,办公桌表面(例如,金属或非金属的)、椅子表面、椅子扶手、电脑表面、
键盘、
鼠标表面、记忆棒表面、无尘室表面、训练器械表面、公共
汽车和列车表面(例如,活体接触的扶栏或其它表面,如门推手)等上。
[0119] 所述图案还可设置在运送食物的器具表面,如塑料品、纺织品、网状纺织品、锯齿状塑料品等。所述图案还可设置在食物包装、水果和蔬菜(例如,胡萝卜、蕃茄、马铃薯、玉米、苹果、葡萄、芒果、花椰菜、橘子、桃、蜜桔、蜜桃、生菜、卷心菜、茄子、菜秋葵、洋葱、干果、海枣、无花果、柠檬、椴、葡萄柚、胡桃、漆树、山核桃等)的包装上。
[0120] 所述图案还可设置在用于新鲜水和盐水处理厂的水
过滤器表面上。例如,其可用在用于运送水或其它流体的管和软管的内和外表面、过滤器、
喷嘴、
阀、加热器、颗粒等上。
[0121] 其还可用于将流体从第一状态转化为第二状态的装置中。例如,其可用在将液体转
化成气体、气体转化成固体、固体转化成液体和气体转化成液体的装置的表面上。其还可用于接触流动流体的表面上。其可用在以下的表面上:
制冰机、
蒸发器、
加湿器、
空调、风扇、螺旋桨、翼剖面(飞机机翼的前沿或后沿)、风洞、汽车的外部面板、船、飞机、
太阳能电池板、风轮机、
涡轮页片、
建筑物内外表面所用的墙体(例如金属墙体(如铝、
钢制墙体)、木制和塑料墙体)、在建筑物内输送空气的管道等。所述图案可用于在结构(例如建筑物、飞机、船舶等)内部、建筑工地表面(例如,木梁、金属梁、塑料梁、砖、干墙等)等所用的绝热包装上,以防止这些表面在长时间接触潮湿后积累孢子和霉菌。
[0122] 所述图案还可用在用于娱乐、通信、
信号传输、捕获图像和传输
音频信号等的电子装置的内和外表面。娱乐设备的实例包括固态
电路音乐设备(例如,iPods )、固态电路游戏设备和电玩(例如Nintendo DS ,Leapster )等。通信设备的实例包括
移动电话(例如Motorola i870,iPhone等)、
个人数字助理(PDA)电话(例如,黑莓手机)、
笔记本电脑、iBook等。图像捕获装置的实例为数字
照相机、红外照相机、红外监视器、夜视镜等。捕获音频信号的装置的实例包括蓝牙耳机、耳机等。
[0123] 包含图案的制品或包含图案的表面可包括接触活体粘膜的表面。例如,其可用在人口部接触的所有表面上,尤其是用在婴儿口部接触的那些表面上。婴儿口部接触的表面的实例包括高背椅座、
奶嘴、换尿布垫、婴儿床框架和栏杆、重复使用的或一次性的水瓶、杯和马克杯、咖啡保温瓶、玩具、积木、硬币等。
[0124] 含图案的制品或包含图案的表面可包括各种各样的物件,例如,服装及衣物配件、太阳镜镜片、太阳眼镜架、眼镜镜片、水族箱的表面和框架、户外服装、防水夹克、大衣、运动服装、泳衣、潜水衣、冲浪板、户外设备、帐篷、灯笼、灯、票(例如赛事门票、飞机票、火车票、船票)、衬衫和礼服领口或接触腋下和身体的其他私密处的纺织品表面、医院房间经常被碰触的表面;床头柜表面;床栏杆表面;呼叫按钮表面;床栏杆开关面板表面;控制板或
薄膜开关表面;用于维持或支持身体机能的医疗监控仪器或医疗仪器表面;新生儿支持单元;孵育器单元;人造心脏或
肺机;覆盖物表面;或床单表面等。这些表面可被标记为抗菌表面、抑菌或自清洁表面。
[0125] 含图案的制品或包含图案的表面还可设置在野营装备(例如,帐篷、杆,灯等)、野营用品、运动器材(例如,
降落伞、降落伞帆、降落伞袋、
鞋的内部和外部、
鞋垫等)等的表面上。这种设备可被标记为防
微生物聚集的防水设备。其还可被标记为防臭鞋和防臭内衣。
[0126] 含图案的制品或包含图案的表面还可设置在水运工具或其它接触水的装置表面。例如,其可用在船体、工厂和发电厂的进入和排出管道、水面下
钻头、鱼缸和水族箱、船表面(船体以上)、舱底水箱、水处理厂和泵站表面,生物体生长和占据会造成问题的水处理厂和泵站内的表面上。所述图案还可设置在用于培养藻类的袋子上,例如,其可用在用于培养任意微生物而防止微生物在袋子表面附着的袋子上(医疗或海洋用途--例如需要阻止生物体附着在袋上的血袋)。或者,通过改变表面纹理或纹理的尺寸,其可用在培养任意微生物并促进微生物对袋表面的附着的袋表面(例如,需要促进生长和表面附着的干细胞培养物)上。
[0127] 含图案的制品或包含图案的表面还可设置在多种其它物件上:袋、手袋、垃圾袋、用于携带活体的组织、体液,活体的
排泄物和其它副产物的袋等。活体的组织、体液,活体的排泄物的实例为尿、血、盐水、
葡萄糖、
粪便、粘膜液等。
[0128] 所述图案可用于在进行手术的身体部位表面上,例如在
结肠造口术中等。其还可被用在替换关节;增强组织适应性的板、肌
腱和韧带末端;血管植入物;移植物;分流物;附属物等。所述图案还可用在牙周
敷料的内和外表面;静脉导管和导管孔;foley导管;接触组织的表面如盘;
胶带;贴片;绷带等;电引线;牙科植入物;正牙装置;人工晶体(iol,intraocular lense);增强组织的水凝胶膜;
皮肤移植物;组织中细菌的分离;心-肺机的表面(以减少感染);
凝块/血栓(增强流动);器官/组织生成的组织构建物;透析机组件;管和控制板;耳蜗/耳鼻喉植入物和电子设备;起搏器引线和
机身;
原纤化器引线和机身;
心瓣膜流表面和固定表面;脊椎植入物;颅/面部植入物;生物医学仪器如心脏瓣膜;手术刀;
钳子,
镊子;锯;铰刀;夹持器;撑开器;钳子;锤子;
喉镜;气管镜;食道镜;
听诊器;镜子;
口腔/
耳镜;X射线板/架;X射线设备的表面;
磁共振成像(MRI)表面;回声
心电图表面;CAT扫描表面;尺;书写板等上。
[0129] 含图案的制品或包含图案的弯曲表面还包括医院表面。例如,所述图案可用作施加在表面上的膜,所述膜可在手术间歇时方便地替换。例如,所述图案可采用静电粘附、机械互锁或
粘合剂施用于以下列举的表面上。所述膜可用在以下物品上:
工作台台面、MRI/CAT扫描表面、X-射线表面、尺、操作桌、门推板、人接触的装置或制品如灯开关、控制板、床、孵化器、监控器、遥控器、呼叫按钮、门把手、制备表面、仪表盘、药物表面、病理工作台、垫盘外表面、墙上的识别表面、医务/防护服、手套、在公共休息室/区域临时贴附的贴膜、婴儿
尿片更换贴膜、用于粘附在钱包/包/手提箱底部的贴膜、生物医疗用包装(如灭菌包装的外表面);真空盘或膜、短期或长期使用的贴膜、无尘室表面如在半导体或生物医学工业中使用的无尘室、工作台台面、推手、门板、控制板、仪器、进/出口、食品工业,包括包装、食品准备表面、台面、切板、盘、进/出口、开关、控制板、尺、包装仪器操作接触点、水运工业、水运工具(包括船舶)外表面、水舱、污水箱、进水/出水管、动力系统、
推进器、喷口、水处理工厂(包括泵站)、入/出管、控制板表面、实验室表面、发电厂、入/出管、控制表面、航空工业、椅背桌、进/出推
手表面、卫生间门、服务车、扶手、家具制造业、婴儿床、训练器械把手、训练器械接触面、尿布更换桌、高背椅、台面、食物制品表面、运输业、救护车、大客车、公共运输车、游泳池。实施例
[0130] 实施例1
[0131] 实施以下实施例以示出在管内侧制造图案的方法。在本实施例中,利用聚二甲基硅氧烷弹性体制造软模具。用Silastic T-2硅树脂以及得自Dow Corning的固化剂制造所述聚二甲基硅氧烷弹性体。在1000毫升的烧杯中以10∶1的重量比放置和混合聚二甲基硅氧烷树脂和所述固化剂。用刮刀将聚二甲基硅氧烷和固化剂混合均匀。然后将混合了固化剂的聚二甲基硅氧烷放置在真空箱内并除气15分钟。
[0132] 图6和7示出在管内侧制造图案的方法。将聚二甲基硅氧烷(在图中称为PDMS)和固化剂倒入图案化的硅晶片模具中。用足以在固化的聚二甲基硅氧烷上产生图案的图形的力将聚二甲基硅氧烷压入所述模具。在室温下进行固化24小时,同时持续施加压力。然后从晶片表面取下聚二甲基硅氧烷膜。切去每张膜表面凸起的边缘以利用卡尺测量厚度。然后用丙酮和
乙醇清洁每张膜并用氮气干燥。将图案化和固化的聚二甲基硅氧烷包裹在芯轴周围。如图6所示,在一个实施方案中,示例性芯轴可由金属线制成。芯轴为圆柱状芯轴,其形成
支撑聚二甲基硅氧烷膜的框架以使聚二甲基硅氧烷被可固化
环氧树脂填充。芯轴在底部具有金属盘,允许图案化和固化的聚二甲基硅氧烷包裹在其周围并形成圆柱状图案。
[0133] 然后将安装在芯轴上的圆柱状图案放置在待图案化的聚氯乙烯管内部。芯轴支撑聚二甲基硅氧烷膜并使膜的外表面保持与聚氯乙烯管内表面接触。然后将具有管形状的聚氯乙烯膜用可固化环氧树脂填充。
[0134] 将包含EPON 815C 和Jeffamine D400 (重量比1.50至1)的环氧树脂混合在一起并放置在图案化的聚二甲基硅氧烷圆柱体内部的芯轴中。然后将其内部放置有环氧树脂的图案化聚二甲基硅氧烷圆柱体放置在聚氯乙烯管中,加热聚氯乙烯管至约55℃持续约16小时。在固化过程中环氧树脂膨胀并将图案压入聚氯乙烯壁中,在聚氯乙烯壁的内表面形成图案。
[0135] 实施例2
[0136] 实施本实施例以示出聚氯乙烯管内表面上环氧树脂图案的形成。该实施例示于图7中。在本实施例中,将聚二甲基硅氧烷膜如以上在实施例1中详细描述的那样放置在芯轴上。包含EPON 815C 和Jeffamine D400 (重量比1.50至1)的环氧树脂混合在一起并放置在图案化的聚二甲基硅氧烷圆柱体内部的芯轴中。还在聚氯乙烯管内部放置一层环氧树脂。然后将聚二甲基硅氧烷圆柱体(放置在芯轴上)插入聚氯乙烯管。将其中包含聚二甲基硅氧烷圆柱体的聚氯乙烯管放置在炉中并在约80℃下加热约120分钟。
[0137] 在固化后,将其中包含固化的环氧树脂的聚二甲基硅氧烷圆柱体从聚氯乙烯管中移出。在聚二甲基硅氧烷和聚氯乙烯管之间放置的环氧树脂层被固化形成图案并附着在聚氯乙烯管的表面上。
[0138] 尽管对涉及本发明的多个实施方案进行了详细描述,但是本发明不受这些公开的实施方案的限制。本发明可被
修改以引入前文没有记载的任意数目的变化、改变、替换或等同排列,但这些仍在本发明的范围之内。此外,尽管描述了本发明的多个实施方案,但应理解本发明的方面可只包括部分所描述的实施方案。因此,不应将本发明理解为前述说明所限制,本发明只被权利要求的范围限制。