CN101489762B - 改变形状记忆聚合物制品的表面形状的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于改变制品的表面形状的方法。所述方法可包括：提供液态聚合物前体；将所述前体浇铸在第一工具组件上；固化所述前体，从而形成形状记忆聚合物基板；使所述基板的一个或多个表面变形；以及活化所述形状记忆聚合物，从而使所述基板的所述变形表面从变形的形状变回预设形状。

Description

改变形状记忆聚合物制品的表面形状的方法
相关专利申请的交叉引用
本专利申请涉及与本申请同日提交的、Mazurek等人的共同转让、共同待审的、名称为“shape Memory Polymer Articles With a Microstructured Surface”(具有微结构化表面的形状记忆聚合物制品)的美国专利申请No.11/460,685；同时涉及与本申请同日提交的、Dunn等人的共同转让、共同待审的、名称为“Microlens Sheeting With Floating Image Using A Shape Memory Material”(采用形状记忆材料的具有浮动图像的微透镜片材)的美国专利申请No.11/495,999。
技术领域
本发明涉及一种形成和使用形状记忆聚合物的方法，并且尤其是涉及一种改变形状记忆聚合物的表面形状的方法。
背景技术
形状记忆材料具有“记忆”预设形状的独特能力，并且一旦受到适当的刺激，则会从变形的或改变的形状变回预设的形状。已开发出形状记忆材料的一些商业上的重要用途。例如，形状记忆金属合金通常用于多种医疗领域、牙科领域、机械领域以及其它技术领域的多种产品。
形状记忆聚合物和这些材料的用途是新兴事物。然而，这些材料的基本前提是相同的-即该材料可被预设成特定的形状、发生变形、然后当受到适当的刺激时回复成预设的形状。
发明内容
本公开整体涉及一种改变制品的表面形状的方法，包括以下步骤：
提供固化性液态聚合物前体；
将所述前体浇铸在具有第一表面结构的第一工具组件上；固化所述前体，从而形成具有一个或多个表面的形状记忆聚合物基板，所述一个或多个表面具有对应于所述第一表面结构的预设形状，所述基板包含形状记忆聚合物；
从所述第一工具组件上移除所述基板；
使所述基板的所述一个或多个具有预设形状的表面中的至少一者在具有第二表面结构的第二工具组件上变形，从而在所述基板上形成变形表面，所述变形表面具有对应于所述第二表面结构的变形的形状；
其中所述变形步骤包括向所述基板施加热量和压力；
其中所述第一表面结构和所述第二表面结构中的至少一者包括微结构；以及
活化所述形状记忆聚合物，从而使所述变形表面从所述变形的形状变回所述预设形状。
在一个实施例中，描述了一种示例性方法，该方法包括提供固化性液态聚合物前体、浇铸并固化该前体以形成形状记忆聚合物基板、使该基板变形、以及活化形状记忆聚合物(例如)以促使其回到初始形状。浇铸可包括在具有第一表面结构的第一工具组件上浇铸。固化该前体可形成具有一个或多个表面的形状记忆聚合物基板，所述表面具有对应于第一表面结构的预设形状。使基板变形可包括使该基板的一个或多个具有预设形状的表面中的至少一者在具有第二表面结构的第二工具组件上变形，从而在该基板上形成变形表面，该变形表面具有对应于所述第二表面结构的变形的形状。
在另一个实施例中，描述了一种示例性方法，其包括提供固化性液态聚合物前体、浇铸并固化该前体以形成形状记忆聚合物基板、使该基板变形、移除该基板的部分变形表面、以及活化形状记忆聚合物。
在另一个实施例中，描述了一种示例性方法，其包括提供固化性液态聚合物前体、浇铸并固化该前体以形成形状记忆聚合物基板、使该基板变形、将薄膜或套管设置在该基板的变形表面上、以及活化形状记忆聚合物。
本发明的上述发明内容并非旨在描述本发明的每个公开的实施例或每种实施方式。以下附图、具体实施方式和实例将更具体地举例说明这些实施例。
附图说明
考虑到本发明的各种实施例的以下详细描述并结合附图，可更全面地理解本发明，其中：
图1为表面具有微结构的示例性制品的侧视图；
图2a-2d示出一种改变制品的表面形状的示例性方法；
图3a-3b示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法；
图4a-4e示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法；
图5a-5c示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法；
图6a-6d示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法；
图7a-7e示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法；
图8a-8d示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法；
图9a-9e示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法；以及
图10a-10b示出另一种改变制品的表面形状的示例性方法。
虽然本发明可具有多种修改形式和替代形式，但其具体形式已经在附图中以示例的方式示出，并且将进行详细的描述。然而应当理解，其目的并不是将本发明限制于所描述的具体实施例。相反，其目的在于涵盖属于本发明的精神和范围之内的所有修改形式、等同物和替代形式。
具体实施方式
一般来讲，本公开涉及改变具有微结构化表面的形状记忆聚合物制品的形状的方法。虽然本发明并非仅限于此，但通过讨论以下提供的各种结构和组分将获得对本发明各方面的认识。
选择的定义
在本文中，无论是否明确表明，所有数值均认为由术语“约”修饰。术语“约”通常指本领域技术人员认为与所引用的值等同的数值范围(即，具有相同的功能或结果)。在许多情况下，术语“约”可包括四舍五入成最接近的有效数字的数值。
重量百分比、重量％、wt％、wt-％、重量％等为同义词，均指物质的重量除以组合物的重量并乘以100所得到的物质浓度。
由端点表述的数值范围包括包含在该范围内的所有数值(如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
如本说明书以及所附权利要求书中所使用的，除非该内容明确指出为其它含义，否则“一种”、“该”和“所述”包括复数指代。如本说明书以及所附权利要求书中所用，除非该内容明确指出为其它含义，否则术语“或”通常包括“和/或”的含义。
如本文所用，术语“烷基”指直链或支链的单价烃基，该烃基可任选地包含一个或多个独立地选自S、O、Si或N的杂原子取代基。烷基通常包括具有1-20个原子的那些烷基。烷基可为未取代的，或被不妨碍本发明组合物的具体功能的取代基取代。取代基包括(例如)：烷氧基、羟基、巯基、氨基、烷基取代的氨基或卤素。本文所使用的“烷基”的实例包括(但不限于)：甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异丁基、以及异丙基等。
如本文所用，术语“芳基”指具有单环的单价不饱和芳香族碳环基团(例如苯基)、或具有多个稠合环的单价不饱和芳香族碳环基团(例如萘基或蒽基)。芳基可为未取代的，或被不妨碍本发明组合物的具体功能的那些取代基取代。取代基包括(例如)：烷氧基、羟基、巯基、氨基、烷基取代的氨基或卤素。这种芳基环可任选地与一个或多个另外的杂环、杂芳基环、芳基环、环烯基环或环烷基环中的一个或多个稠合。本文所用的“芳基”的实例包括(但不限于)：苯基、2-萘基、1-萘基、联苯基、2-羟基苯基、2-氨基苯基、2-甲氧基苯基等。
本文所用的术语(甲基)丙烯酸酯和/或(甲基)丙烯酸酯单体用于同时定义丙烯酸酯(和/或丙烯酸酯单体)和甲基丙烯酸酯(和/或甲基丙烯酸酯单体)。
术语远螯硅氧烷指具有2个活性基团的硅氧烷，所述活性基团分别位于硅氧烷链的两端。
如本文所用，术语形状记忆聚合物指刺激-响应性聚合物材料。施加外部刺激后，它们能够改变形状。由温度变化引发的形状变化可称为热致形状记忆效应。虽然不受理论约束，但形状记忆效应可起因于聚合物的结构，即其形态以及某些处理技术和程序化技术的结合。因此，在一些化学成分显著不同的聚合物中都可观察到形状记忆行为。
方法
一般来讲，本文所述的方法涉及改变形状记忆聚合物制品的形状。在至少一些实施例中，所述方法的步骤可包括(a)用于提供原料的提供步骤、(b)浇铸步骤、(c)固化步骤、(d)变形步骤、以及(e)活化步骤。下文对其中每个步骤以及同样可作为所述方法的部分的其它步骤进行更详细的描述。
提供步骤
原料可包括这样的固化性液态聚合物前体，该固化性液态聚合物前体最终可被固化(例如，在下述固化步骤期间被固化)以形成形状记忆聚合物基板或包括形状记忆聚合物层的基板。任何固化性液态聚合物前体均可用于形成形状记忆聚合物。通常这些形状记忆聚合物为具有弹性体相和热塑性相的共聚物。
固化性液态聚合物前体可包括具有多于一个自由基聚合性官能团的自由基聚合性硅氧烷和至少一种(甲基)丙烯酸酯单体。自由基聚合性硅氧烷可溶解到(甲基)丙烯酸酯单体中。
各种原料的相对比例可以是变化的。例如，在至少一些实施例中，固化性液态聚合物前体可包含约10-70重量％的自由基聚合性硅氧烷。在其它实施例中，固化性液态聚合物前体可包含约10-60重量％的自由基聚合性硅氧烷。在又一些其它实施例中，固化性液态聚合物前体可包含约20-60重量％的自由基聚合性硅氧烷。
自由基聚合性硅氧烷
用于共聚物网络的自由基聚合性硅氧烷可由下式表示：
Figure GSB00000531362200051
其中：
X为烯键式不饱和基团；
Y为二价连接基团；
m为0至1的整数；
D选自由氢、具有1至约10个碳原子的烷基、芳基以及取代的芳基组成的组；
R为二价烃基；
R1为选自由烷基、取代的烷基、芳基以及取代的芳基组成的组的、相同或不同的单价基团；
R2为选自由烷基、取代的烷基、芳基以及取代的芳基组成的组的、相同或不同的单价基团；
R3为选自由烷基、取代的烷基、乙烯基、芳基以及取代的芳基组成的组的、相同或不同的单价基团；
R4为选自由烷基、取代的烷基、乙烯基、芳基以及取代的芳基组成的组的、相同或不同的单价基团；以及
n为约10至约2000的整数。
一些适用于本文所述制品的自由基聚合性硅氧烷的例子可包括美国专利No.5,091,483中描述的那些硅氧烷，该专利的全部内容以引用的方式并入本文。
在至少一些实施例中，自由基聚合性硅氧烷包括远螯硅氧烷。远螯硅氧烷可包括(例如)：(甲基)丙烯酰氧基脲硅氧烷(MAUS)、丙烯酰胺基酰氨基硅氧烷(ACMAS)、甲基丙烯酰胺基酰氨基硅氧烷(MACMAS)、以及甲基苯乙烯基脲硅氧烷(MeStUS)。一般来讲，这些远螯硅氧烷通过使有机硅二胺分别与封端剂反应而形成，该封端剂例如为甲基丙烯酸异氰酸基乙酯(IEM)、乙烯基二甲基吖内酯(VDM)、异丙烯基二甲基吖内酯(IDM)以及间-异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯(m-TMI)。这些远螯硅氧烷的数均分子量可在约1,000至200,000的范围内。一些关于合成的其它细节将在下文提供。特别优选的远螯硅氧烷是包含聚二甲基硅氧烷链、并且也可称为聚二甲基硅氧烷的那些。
远螯硅氧烷具有自由基聚合性端基。由于氢键键合的端基的极性和聚二甲基硅氧烷链的非极性，因此会形成瞬态网络，其中极性端基往往会互相缔合。各种远螯硅氧烷的端基缔合的相对强度反映在其粘度方面，在端基缔合越强的情况下，粘度越高(例如，ACMAS和MeStUS)。
这些远螯硅氧烷之类易于固化成弹性体的官能化聚合物通常被称为“液体橡胶”。实际上，通过使具有自由基聚合性端基的远螯硅氧烷暴露于低强度的UV辐射(当体系包含光引发剂时)，可获得具有可控性能的硅氧烷弹性体。
一般来讲，远螯硅氧烷可从胺-官能化硅氧烷中间体获得。适合的聚二有机硅氧烷二胺和制备该聚二有机硅氧烷二胺的方法的描述见于(例如)美国专利No.3,890,269(Martin)、No.4,661,577(Jo Lane等人)、No.5,026,890(Webb等人)、No.5,276,122(Aoki等人)、No.5,214,119(Leir等人)、No.5,461,134(Leir等人)、No.5,512,650(Leir等人)、以及No.6,355,759(Sherman等人)，其全文以引用方式并入本文。一些聚二有机硅氧烷二胺可从(例如)Shin Etsu Silicones of America，Inc.(Torrance，CA)和Gelest Inc.(Morrisville，PA)商购获得。特别有用的聚二有机硅氧烷二胺包括双(3-氨丙基)聚二甲基硅氧烷。
具有丙烯酰胺基酰氨基端基的聚二甲基硅氧烷(ACMAS)可通过使聚二甲基硅氧烷二胺与2当量的乙烯基二甲基吖内酯(VDM)反应来制备。同样地，具有甲基丙烯酰胺基酰氨基端基的聚二甲基硅氧烷(MACMAS)可以以相同的方式，通过使聚二甲基硅氧烷二胺与2当量的异丙烯基二甲基吖内酯(IDM)反应来制备。
具有甲基丙烯酰氧基脲端基的聚二甲基硅氧烷(MAUS)可使用相同的工序，通过使聚二甲基硅氧烷与2当量的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯(IEM)反应来制备。
具有α-甲基苯乙烯基脲端基的聚二甲基硅氧烷(MeStUS)可通过使聚二甲基硅氧烷与2当量的间-异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯(m-TMI)反应来制备。
在其它实施例中，自由基聚合性硅氧烷包括非远螯硅氧烷。这些硅氧烷为根据上式的硅氧烷，其中至少一些R3和/或R4基团包含乙烯基。
(甲基)丙烯酸酯单体
一般来讲，(甲基)丙烯酸酯单体为非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯，其烷基包含约1至约20个、或约1至约18个碳原子。适合的(甲基)丙烯酸酯单体包括(例如)甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、1-甲基环己基甲基丙烯酸酯、2-甲基环己基甲基丙烯酸酯、3-甲基环己基甲基丙烯酸酯、4-甲基环己基甲基丙烯酸酯、以及2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯。
特别适合的(甲基)丙烯酸酯单体为均聚化后形成其玻璃化转变温度、熔融温度、或两者均大于约40℃的均聚物的那些。这些单体适于与自由基聚合性硅氧烷形成共聚物网络。优选的(甲基)丙烯酸酯单体的例子包括丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、三甲基环己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸叔丁酯。可使用一种(甲基)丙烯酸酯单体或(甲基)丙烯酸酯单体的组合。
玻璃化转变温度(和/或熔融温度)可通过诸如差示扫描量热法(DSC)或动态力学分析法(DMA)之类的传统技术来进行测量。下文将更详细地描述一些关于共聚物网络的这些组分的其它细节。
浇铸步骤
浇铸步骤可包括在第一工具组件上浇铸液态聚合物前体。在至少一些实施例中，底层结构或制品可设置在液态聚合物前体附近或在该液态聚合物前体“下方”，从而使得浇铸步骤将液态聚合物前体层浇铸在底层结构上。作为另外一种选择，液态聚合物前体可基本上形成整个最终制品，从而使得浇铸步骤包括浇铸成整个结构。
第一工具组件可以有显著的变化。例如，第一工具组件可包括涂层部分和“顶部”或相对部分。涂层部分大致对应于第一工具组件在浇铸步骤期间涂覆有液态聚合物前体的部分。涂层部分可包括基板(如，玻璃、金属、聚合物、薄膜等)、衬垫、模具、工具、模制工具等。顶部通常相对于涂层部分设置，并且可类似地包括(例如)衬垫、基板、模具、工具、模制工具等。
当浇铸液态聚合物前体时，其被设置在涂层部分上。例如，在涂层部分为模具的实施例中，液态聚合物前体可设置在模具中。一旦液态聚合物前体设置在模具中，顶部就可设置在该液态聚合物前体上。例如，在顶部为衬垫的实施例中，衬垫可设置在液态聚合物前体上。在一些实施例中，衬垫可包括易于从浇铸材料上移除的润滑材料(例如有机硅等)、亲水性聚合物(例如高密度聚乙烯(HDPE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚亚芳基氧化物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羟基烷基纤维素、褐藻胶、糖类、己内酯等)以及它们的混合物和组合。考虑这一实例，值得注意的是，在构思的许多其它实施例中，涂层部分和顶部与所描述的不同。例如，在一些实施例中，涂层部分可包括基板，并且顶部可包括模具或模制工具。可以在不脱离本发明精神的情况下构思出多种其它构造并利用这些不同的构造。
在至少一些实施例中，第一工具组件具有第一表面结构。第一表面结构可沿着涂层部分、顶部、或这两者设置。第一表面结构可大致为平面的。作为另外一种选择，第一表面结构可包括微结构。下文可见一些关于微结构的其它细节和讨论。通常，接触第一工具组件的第一表面结构的液态聚合物前体的表面最终可形成这样的基板，该基板具有对应于第一工具组件的第一表面的表面特征或形状。例如，如果第一表面结构大致为平面的，则第一工具组件将在浇铸材料上限定对应的平面。反之，如果第一表面结构包括微结构，则浇铸步骤将在浇铸材料的表面上限定对应的微结构(如其复制品)。
在第一表面结构同时沿着涂层部分和顶部设置的实施例中，浇铸材料可包括对应于第一表面结构的多个(如，相对的)表面，所述表面包括大致平的表面、微结构化表面、平的表面和微结构化表面的组合等。例如，第一工具组件可包括沿着涂层部分的第一微结构和沿着顶部的第二微结构。从该工具组件获得的浇铸材料将具有对应的表面，其中所述表面具有第一微结构和第二微结构。第一微结构和第二微结构可相同或不同。可以理解，在仅沿着涂层部分或顶部中的一者设置第一表面结构的实施例中，第一工具组件也可依靠使液态聚合物前体与工具的该部分接触来限定浇铸材料的表面。
同样如上所示，制品包括具有微结构的表面。一般来讲，具有微结构的表面与“平坦”或非结构化的表面不同。如本文所用，术语“微结构”是指其中在特征物的至少2个维度上是微观的特征物构造。因此，该部件的局部视图和/或剖视图是微观的。如本文所用，术语“微观”是指尺寸小的特征：尺寸足够小以致当从任何观察平面观察时，肉眼需要光学辅助器才能确定其形状。在W.J.Smith，McGraw-Hill的Modern Optic Engineering(现代光学工程)，1966年，第104-105页中可找到一个标准，其中视觉灵敏度是“...根据可识别的最小特征物的角度大小来进行定义和测量的”。正常视觉灵敏度被认为是在最小的可识别的特征物对应视网膜上5弧分的角高度时的情况。在250mm(10英寸)的典型工作距离处，得出该物体的横向尺寸为0.36mm(0.0145英寸)。
本领域的技术人员知道众多用于提供微结构的适当工具(例如，第一工具组件或第二工具组件，下文将对其进行描述)的制备方法。这些方法的例子包括(但不限于)照相平版印刷法、蚀刻法、放电加工法、离子铣削法、显微机械加工法和电铸法。微结构化模制工具还可通过以下方法制备：利用可模压材料复制多种微结构化表面(包括不规则形状和图案)，所述可模压材料选自(例如)由可交联的液态硅橡胶、辐射固化性聚氨酯等组成的组；或通过电铸来复制多种微结构，以产生复制阴模或复制阳模的中间或最终压印模具。此外，具有随机和不规则形状和图案的微结构化模具可通过化学蚀刻法、喷砂法、喷丸法或在可模压材料中下沉离散的结构化粒子的方法而产生。另外，任何微结构化模制工具均可根据美国专利No.5,122,902中教导的工序进行改变或改进，该专利的全部公开内容以引用方式并入本文。
如果第一表面结构包括微结构，则微结构可沿着任何数目的第一表面结构的部分或整体、以及浇铸材料的对应表面而形成。例如，一些第一表面结构的表面可包括具有微结构的部分和不具有微结构的部分。作为另外一种选择，第一表面结构的一个或多个表面可以基本上均包括微结构。另外，微结构的形状和/或构造也可以有差别。例如，微结构可包括一个或多个凸起、一个或多个凹陷、凸起和凹陷的组合、脊、柱、棱锥、半球体、锥体、突出物、或任何其它合适的结构。所述多种凸起和/或凹陷的形状也可以有差别。例如，一些凸起和/或凹陷的实施例可为圆形(例如，圆形、半圆形、球形、半球形、椭圆形、丸形、局部丸形等)或包括圆形部分、多边形(例如，三角形、正方形、正方体(包括立方角)、四面形、矩形、平行六面体、五边形、六边形等)或包括多边形部分、不规则形状、规则形状、尖的形状、截去的形状、这些形状的组合或任何其它适合的形状。在至少一些上述实施例和其它实施例中，凸起和/或凹陷可包括或限定一个或多个通道、谷、凹陷、脊等、它们的组合、或任何其它构造。
固化步骤
固化步骤通常包括固化液态聚合物前体以形成具有一个或多个表面的形状记忆聚合物基板，所述表面具有对应于第一工具组件的第一表面结构的预设形状。该固化步骤固化了浇铸的液态聚合物前体材料，随后将浇铸和固化的基板中的材料限定为形状记忆聚合物。固化也将形状记忆聚合物基板的一个或多个表面的形状“设定”为对应于第一工具组件的第一表面结构的形状的形状。因此，固化的形状记忆聚合物基板的一个或多个表面具有对应于第一表面结构的预设形状。
如上所述，形成形状记忆聚合物基板的形状记忆聚合物可为包括和/或由自由基聚合性硅氧烷与至少一种(甲基)丙烯酸酯单体的反应产物组成的共聚物网络，所述自由基聚合性硅氧烷具有多于一个的官能化自由基聚合性基团。所述反应可包括(例如)使液态聚合物前体聚合(例如使(甲基)丙烯酸酯单体和自由基聚合性硅氧烷共聚)。固化可在无氧条件下(例如在诸如氮气的惰性气氛中)进行，或通过利用具有低透氧性的辐射透明材料的屏蔽而进行。固化还可在惰性流体(例如水)的条件下进行。
当使用可见光或紫外线辐射进行固化时，所述反应也可包含光引发剂。适合的光引发剂包括安息香醚、二苯甲酮及其衍生物、苯乙酮衍生物、樟脑醌等。一些市售的光引发剂的例子包括可从Ciba Geigy商购获得的DARACUR 1173、DAROCUR 4265、IRGACURE 651、IRGACURE 1800、IRGACURE 369、IRGACURE 1700和IRGACURE 907。光引发剂可以在浓度为可聚合组合物总重的约0.1重量％至约5重量％的条件下使用，并且如果固化在惰性流体下进行，则优选地，为了避免光引发剂从反应中滤去，所用的一种或多种光引发剂在流体中是饱和的。这些材料表现出的快速固化允许使用相对低含量的光引发剂，从而使辐射的穿透更深，以此对较厚部分实现均匀固化。如果需要，固化也可通过加热来实现，这可包括使用浓度大致为可聚合组合物总重的约1重量％至约5重量％的热引发剂(诸如过氧化物、偶氮化合物或过硫酸盐)。在至少一些实施例中，反应组分自身可以溶解所利用的任何引发剂(热引发剂或光引发剂)，从而无需另加的溶剂。液态引发剂可为优选的。
固化后，形状记忆聚合物基板可从第一工具组件上移除。这可包括从第一工具组件的涂层部分、顶部、或这两者上移除基板。一般来讲，从第一工具组件上移除形状记忆聚合物基板暴露了至少一个可在变形步骤中变形的表面，或换句话讲，使该表面可用于在变形步骤中变形。
变形步骤
变形步骤(通常包括施加热量和压力)可包括在具有第二表面结构的第二工具组件上使具有预设形状的一个或多个表面中的至少一者变形。使具有预设形状的一个或多个表面中的至少一者变形会在基板上形成变形表面，该基板的变形的形状对应于第二表面结构的形状。在至少一些实施例中，变形步骤也可包括使基板的附加表面或不同表面(即除具有预设形状的一个或多个表面之外的表面)变形。
第二工具组件可包括(例如)平面压印机、柔韧的或不可挠曲的束带、辊等，或采取类似于第一工具组件的工具形式，从而使得任何关于第一工具组件的公开内容都可应用于第二工具组件。如同第一工具组件的第一表面结构，第二工具组件的第二表面结构可大致为平面的或包括微结构。因此，变形的形状可大致为平面的或包括微结构。一般来讲，第一工具组件的第一表面结构和第二工具组件的第二表面结构中的至少一者包括微结构，从而使得预设形状或变形的形状包括微结构。
活化步骤
通常，形状记忆聚合物基板中所包含的形状记忆聚合物被配置成从变形的形状变成预设形状。为了触发这种改变，可使形状记忆聚合物暴露于适当的刺激。所述刺激可为(例如)温度的增加、溶剂的施加(如包括同时直接施加溶剂和暴露于溶剂蒸气等)或任何其它适当的刺激。因此，适当的刺激可活化形状记忆聚合物。
通常，形状记忆聚合物可被归类为弹性体。在分子水平上，它们代表包括通过网格点连接的链段的聚合物网络。网格点可通过聚合物链的缠结或某些聚合物嵌段的分子间相互作用而形成。这些交联被称为物理网格点。共价键形式的交联形成化学网格点。如果材料可在与具体应用相关的温度范围内在变形状态下是稳定的，则弹性体显示出具有形状记忆功能。这可通过将网络链用作一种分子开关来实现。为此，将链段的柔性限制为根据温度而变化是可行的。该过程应该是可逆的。将控制功能引入到材料中的能力在具体应用所关注的温度范围内提供网络链的热转变温度T转变。在T转变以上的温度下时，链段为柔性的，而在此热转变温度以下时，链的柔性被至少部分地限制。在从橡胶弹性(即粘性)态转变到玻璃态的情况下，整个链段的柔性被限制。
不受理论限制，据信共聚物网络包括弹性体相或组分和“玻璃”相(或高玻璃化转变温度相)或组分。玻璃相保持或约束弹性体组分，使得基板可变形为变形的形状并且保持该变形的形状。为了使弹性体组分“回弹”或换句话讲改变成最初的预设形状，从变形的形状改变成预设形状通常包括活化形状记忆聚合物的玻璃相。根据该理论，活化形状记忆聚合物被理解为通过施加适当的外部刺激来活化形状记忆聚合物的玻璃相。
在至少一些实施例中，弹性体相包含的自由基聚合性硅氧烷具有多于一个的官能化自由基聚合性基团。玻璃相可包含至少一种这样的(甲基)丙烯酸酯单体，均聚化后该单体会形成玻璃化转变温度、熔融温度、或这两者均大于40℃的均聚物。根据这些实施例，使形状记忆聚合物暴露于大于40℃的温度下可活化玻璃相并使基板的变形表面从变形的形状改变成预设形状。在其它实施例中，诸如烷基醇、丙酮等的溶剂可部分地溶解或增塑玻璃相并且实现相同的变化。在一些实施例中，(甲基)丙烯酸酯单体与自由基聚合性硅氧烷反应时可结晶，其中所述自由基聚合性硅氧烷具有多于一个的官能化自由基聚合性基团。在这些实施例中，使共聚物网暴露于高于(甲基)丙烯酸酯单体均聚物的熔融温度可活化玻璃相。
取决于方法的具体情况或应用，期望可以活化基板中基本上所有的形状记忆聚合物。根据这些实施例，基板中基本上所有的形状记忆聚合物都可暴露于外部刺激(如热、溶剂等)，以使基本上整个变形表面从变形的形状改变成预设形状。在其它实施例中，期望可以仅活化形状记忆聚合物基板中的部分形状记忆聚合物。例如，热和/或溶剂可仅施加到基板的部分变形表面，从而仅活化这些部分。
附加步骤
除了上述步骤之外，还可进行许多附加步骤。例如，所述方法可包括移除部分基板。这可包括从变形表面上移除基板的第一部分。根据此实施例，活化步骤可活化变形表面的其余部分(即，未移除的部分)，从而使其回到预设形状。然而，接近将移除部分移除的位置处的变形基板的部分也在活化步骤期间改变。然而，由于部分基板被移除，因此移除基板处的变形表面部分将活化或改变成不同于预设形状和变形的形状的可供选择的形状。例如，可供选择的形状可为具有与被移除的基板形状相对的形状的负表面(negative surface)。
构思的一些其它步骤可包括在变形的表面上设置薄膜或套管。在一些实施例中，薄膜或套管可为导电层或导电材料(例如，喷涂或蒸涂的银)。根据此实施例，活化步骤可使变形表面从变形形状改变成预设形状，同时也可破坏导电层。在其它实施例中，薄膜或套管可为设置在变形表面上以支持(例如)该变形表面附近的流体(其可设置在变形表面附近处)的覆盖物。
方法的应用
本发明整体涉及改变制品的表面形状的方法。构思的制品覆盖众多技术领域并基本上包括任何结构，只要这种结构能利用结合于其构造中的形状记忆聚合物或换句话说，从该聚合物获益即可。这可包括多种不同的装置、设备、装置的组件或部分、装置上的层或表面等、或任何其它合适的结构。例如，本发明的制品可包括粘合剂、包含粘合剂的条带或基板、热活化条带、微结构化条带、背衬元件、泡沫条带、其中设置或封装有流体的装置、微流体装置、电路或电路板、印制电路、薄膜(包括多层光学薄膜)、微机械加工制品、压印制品、用于生成3D印刷物的印刷板或薄膜、用于图案涂布和/或图案印刷的基板、电极、具有立体角(其具有回射特性)的装置、安全识别制品、安全许可证或牌照、定向有机发光二极管、传感器、指示器、开关等或任何其它合适的装置。应该指出的是，该制品清单并非旨在进行限制，因为构思的制品可以是任何合适的结构、设备或装置的形式。
如上所述，实例制品可包含形状记忆聚合物。在一些实施例中，整个制品均由形状记忆聚合物制成。在其它实施例中，仅部分制品由形状记忆聚合物制成。这可包括形状记忆聚合物层、形状记忆聚合物表面、形状记忆聚合物部分或任何其它合适的构造。当仅部分制品由形状记忆聚合物制成时，形成制品的其余材料可包括金属、金属合金、聚合物、陶瓷、玻璃等、或任何其它合适的材料。不管制品是完全还是部分地由形状记忆聚合物制成，本文所描述的制品均可被描述为“形状记忆聚合物制品”。
已知形状记忆聚合物具有这样的独特能力：其被设定为预设形状，变形为改变的形状，然后在受到适当刺激(例如，改变温度、施加溶剂等)时回复成预设形状。由于本文所公开的制品包含形状记忆聚合物，因此可配置具有形状记忆聚合物的制品部分(或整个制品，如果制品完全由形状记忆聚合物制成的话)以利用该性质。例如，制品可包括经浇铸或经其它方式而成形为具有预设形状或构造的形状记忆聚合物表面。该表面可被变形成改变的形状或变形的形状，然后在受到适当刺激时回到预设形状。所述触发从变形的形状到预设形状的变化的方法可随着所使用的具体聚合物或其它参数的不同而改变。然而，本文所公开的形状记忆聚合物中的至少一些可通过暴露于升高的温度和/或适当的溶剂而改变。
为了便于说明，提供图1以示出实例制品10的一部分。制品10包含形状记忆聚合物，例如本文所述形状记忆聚合物中的任何一种。制品10可包括聚合物构件，该聚合物构件包括具有多个形成于其上的表面结构或微结构14的表面12。在此实例中，微结构14示出为从表面12向外延伸的凸起。然而，该构造并非旨在进行限制，已构思出包括上述那些构造的众多不同构造。例如，图1也可以看作是表示在表面12中形成的多个凹陷。
根据应用，制品10可处于“预设”形状或可处于“变形”的形状。如图1所示，如果制品10处于预设形状，则可使表面12变形。这可(例如)通过改变微结构14的构型来完成。例如，可使微结构14变平。变形的制品10可在暴露于(例如)升高的温度、溶剂或任何其它合适的刺激时变回预设构型(对于该实例，即图1中所示的构型)。作为另外一种选择，如果制品10在以图1所示的方式布置时处于变形的形状或构型，则暴露于适当的刺激可使制品10变回预设形状。在后一个实施例中，预设形状可包括表面12基本为平坦的或平面的构造或任何其它合适的形状。
其余的附图示出更多实例，这些实例阐释了本发明的方法可如何应用于其它相关或类似的制品。例如，图2a-2d示出改变另一实例制品110的表面形状的实例方法。制品110可包括可被浇铸和固化(例如，通过上述浇铸和固化步骤)以具有表面112(其具有预设形状)的条带构件或基板。在此实例中，预设形状大致为平面，如图2a所示。可使制品110变形，从而使得表面112限定多个凹陷114，如图2b所示。物质或流体116可被设置在凹陷114中，如图2c所示。物质或流体116可能包括(例如)粘合剂。活化形状记忆聚合物使表面112变回预设形状，如图2d所示。这可沿着表面112暴露出物质或流体116。
图3a-3b示出改变另一种制品210的表面形状的另一种实例方法。制品210可包括可施加到基板上的薄膜。制品210的表面212可具有限定多个通道214的变形的形状，如图3a所示。通道214可为排放空气或流体的通道，当制品210被粘附到基板218上时，该通道能够使空气或流体流出。表面212的预设形状可大致为平面。粘合剂216可沿表面212设置。活化表面212中的形状记忆聚合物可使其改变成预设的平面形状，从而在有效地将制品210密封在基板218上的同时，允许空气和/或流体通过通道流走，如图3b所示。
图4a-4e示出改变另一种制品310的表面形状的另一种实例方法。制品310可包括微流体装置。微流体装置在许多不同技术中都有许多用途。例如，微流体装置可用于(例如)印刷、图案涂布和/或成形、产生三维图形和/或设计、生物检测、药物研究、流体药物的输送等。制品310包括表面312，该表面可具有大致为平面的预设形状，如图4a所示。可使表面312变形以限定多个凹陷314，如图4b所示。凹陷314可填充有流体316(例如，油墨或着色剂、药物、试剂、粘合剂等)，如图4c所示。薄膜或涂层320可施加到表面312和流体316上，如图4d所示。薄膜320可在表面312上捕获或保持流体316。活化可使表面312变回平坦的预设形状，如图4e所示，该过程可向薄膜320施力。
图5a-5c示出改变另一种制品410表面形状的另一种实例方法。制品410可包括电路或电路板。制品410可具有表面412，该表面具有包括多个微结构的预设形状，如图5a中所看到的。在此实例中，微结构为多个通道414。可使表面412变形为平坦的构型，如图5b所示。导电层422可施加到变形表面412上。导电层可为(例如)喷涂或蒸涂到表面412上的金属(如银等)层。活化可使表面412变回微结构化形状，如图5c所示。这种改变可破坏导电层422(即，造成导电层中的中断)，从而使得导电层422的第一部分422a被设置凹陷414的顶部附近，而第二部分422b则被设置在凹陷414中。可任选地，可移除第一部分422a(或在其它实施例中，第二部分422b)。
图6a-6d示出改变另一种制品510的表面形状的另一种实例方法。制品510可具有表面512，该表面具有大致为平面的预设形状，如图6a所示。可使表面512变形以限定多个凸起524，如图6b所示。在此实施例中，将凸起524中的一些从表面512移除。表面512的该改变部分(在图6c中以参考号512’表示)的形状与表面512上其余的未改变部分的变形的形状不同。活化使表面512的未改变部分变回平面的预设形状，如图6d所示。然而，表面512的改变部分也发生变化并限定负表面512’，该负表面对应于被移除的表面512的“负”的或相反的形状。该方法可以是理想的，因为(例如)它可在制品510中形成难于进行机械加工的结构。
在一些其它实施例中，可利用图6a-6b所示的方法的改变形式。现在参见图7a-7e，其中示出另一种改变制品610的形状的方法。在此实例实施例中，制品610包括具有多个凸起624的表面612，如图7a所示。可使凸起624中的一些变平，如图7b所示。因此，可在表面612中的凸起624变平的区域处形成改变的表面612’，如图7c所示。在此实例中，以每隔一个凸起的方式将凸起624变平。此时，(例如)可实施附加步骤以移除表面612的某些部分。例如，可在整个凸起624上切割出多个行626，如图7d所示。活化可恢复制品610的形状，使得表面612包括多个未改变的凸起624(即其中没有切割出行626)和多个凸起624’(其包括在整个凸起上切割出的行626)，如图7e所示。
图8a-8d示出改变另一种制品710的表面形状的另一种实例方法。制品710可包括具有表面712的印刷板，该表面具有多个凹陷714的预设形状，如图8a所示。可使表面712变形为(例如)平坦的构型，如图8b所示。活化可使表面712变回预设形状。在此实施例中，活化可仅沿着表面712的一部分发生，如图8c所示。例如，这可以通过对表面712的所需部分进行选择性加热来进行，该部分可用于印刷。油墨或着色剂728可施加到表面712和制品710的可用于印刷的这些选择的部分上。使用后，制品710可被热恢复，从而使得表面712再次具有(例如)可包括凹陷714的预设形状，如图8d所示。为了循环或再利用制品710，热恢复可包括“再次浇铸”(即第二次浇铸限定表面712的液态聚合物前体)制品710以及“再次变形”和“再次活化”。
图9a-9e示出改变另一种制品910的表面形状的另一种实例方法。制品910可包括安全牌照组件。制品910可包括预设形状具有回射特性的表面912，如图9a所示。回射特性可通过在表面912中形成立体角来形成。可将制品910变平(从而破坏回射特性)并附接到牌照930上，如图9b所示。继而(例如)可用粘合剂934将该结构粘附到牌照安装板932上，如图9c所示。可选择性地对制品910的某些部分进行加热以选择性地恢复回射图案936，如图9d所示。任何通过施加热量(或溶剂或任何其它合适的刺激)来从安装板932上分离牌照930的尝试都将导致表面912完全恢复，如图9e所示。这将破坏牌照的功能。能够理解，可以采用类似的方法，其中表面912是平坦的，并且使其选择性地变形以具有回射特性。在这些实施例中，可选择性地破坏回射特性以在牌照930上产生特殊图像。
图10a-10b示出改变另一种制品1010的表面形状的另一种实例方法。制品1010可包括传感器。在此实施例中，制品1010可包括表面1012，该表面具有限定于其中的微结构。微结构可包括(例如)多个行或凹陷1014。此构型可为表面1012的预设形状。可使表面1012变形为(例如)基本上平坦的变形的形状。例如在制品1010相对侧面(在图10b中表示为制品1010’)上的第二表面1012’可具有基本上平坦的预设形状，可使该预设形状变形以具有包括或限定其中的六边形图案的微结构。活化可同时恢复表面1012/1012’。例如，表面1012可变回预设形状(参见图10a)并且相对表面1012’可变回基本上平坦的形状。在此实施例中，活化可包括向表面1012和/或表面1012’中的一者或两者施加热量、或使表面1012和/或表面1012’中的一者或两者暴露于溶剂或溶剂蒸气。例如，表面1012/1012’可暴露于热并恢复其形状。作为另外一种选择，表面1012/1012’可暴露于溶剂或溶剂蒸气。后一个实施例可使制品1010用作可“闻到”溶剂的传感器。例如，为了观察到传感器已闻到特定的溶剂，使用者可在视觉上观察制品1010的形状变化(其一侧或两侧的形状变化)。
图10a-10b除了示出制品1010可用作传感器之外，还表明具有预设形状的表面可形成于制品的多个侧面上。例如，图10a-10b示出制品1010的表面1012具有包括微结构的预设形状，而表面1012’则具有大致为平面的预设形状。在这些实施例或具有相同精神的实施例中，可使表面1012/1012’中的一者或两者变形。例如，可使表面1012变平，而可使表面1012’变形以具有微结构。因此，制品1010可被视为具有带微结构的第二表面1012’。能够理解，作为另外一种选择，第二表面1012’可具有包括图10b所示微结构在内的预设形状，并且可使它变形以具有另一种形状。此外，可沿制品1010的任何区域限定第二表面1012’(或具有预设形状的其它表面)，无需仅限于与表面1012相对的表面。不论表面1012/1012’的构型如何，活化均使表面1012/1012’变回其预设形状。应当理解，构思中的其它制品具有多个有预设形状的表面(包括多个平坦的表面和/或多个具有微结构的表面)。此外，在构思的其它实施例中，一个或多个表面具有在其中形成的微结构，并且可使这些表面中的一者或多者变形以具有不同的微结构。
实例
这些实例仅仅是用于示例性目的，并且无意于限制所附权利要求的范围。除非另外指明，实施例中的所有份数、百分比、比率等和其余的规格均为按重量计。除非另外指明，否则所用的溶剂和其它试剂均购自威斯康星州密尔沃基的西格玛奥尔德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company；Milwaukee，Wisconsin)。
缩写表
实例1
将40份5K MAUS溶解于60份IBA中的固化性前体溶液(包含0.5重量％的DAROCUR 1173)倾倒在第一工具上，所述工具为放置在玻璃板表面上的非结构化的PET薄膜。第一工具以3毫米厚的适形的粘合剂薄膜作为边界，该粘合剂薄膜用作固化性粘合剂前体的障碍物，并且用作控制固化的薄膜的厚度的垫片。用覆盖片(非结构化的UV透过性薄膜)覆盖固化性前体的液体层，并且通过以下方法将多余的流体挤出：将刚性玻璃板放置在该覆盖片上并且挤压所形成的夹层构造物，直到玻璃板接触到垫片为止。将夹层构造物暴露于透过覆盖片的低强度UV光10-15分钟。所得固化的薄膜(板)具有从第一工具和从覆盖片(第二工具)复制而得的两个表面，然后将该薄膜从第一工具和覆盖片上移除。修剪基板的边缘。
实例2
在加热/加压(在110℃下加热10分钟、在4.1百万帕斯卡(600lbs/in2)的条件下预压10分钟、在30百万帕斯卡(2ton/in2)高压下压加10分钟)的条件下，在金属工具的结构化表面和抛光钢板上挤压实例1中制备的板，从而使板发生变形，并且对该板进行淬火(25分钟，直至温度降至60℃为止)。部分复制了工具的结构：毫米级尺寸的斜三角棱柱阵列，所复制的结构约为棱锥高度的60-70％。
实例3
在加热板上将实例2中制备的部分薄膜加热到约110℃。暴露于热的区域变得基本上平坦，并且一些压印的微结构的痕迹仍清晰可见。
实例4
如实例2中所描述的方法制备形状记忆基板。对样品的一部分进行二次处理，刮掉其临时性表面特征，如图6c所示。将样品加热到120℃时，刮掉材料的样品部分显示出圆形腔体，该圆形腔体具有对应于所刮掉的元件的拓扑结构。
实例5
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是第一工具为具有矩形槽(底部为200微米、顶部为100微米、高为200微米)线性阵列的微结构化薄膜、并且使用了1毫米的垫片。在如实例2中所描述的条件下使样品在两个抛光钢板间变平，不同的是使用了平的工具。用金属银粉漆对一部分薄膜进行喷洒以形成金属银薄层。使用Fluke 87 III RMS万用表(Fluke 87 III RMS Multimeter)检查样品的电导率(x向和y向导电性)，其与电极位置无关。将样品的一部分在加热板上加热到120℃，以恢复表面的初始形状。再次检查样品的电导率。虽然样品沿通道的电导率保持不变，但在横向的传导性则基本上被破坏和/或中断，如图5c所示。
实例6
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是第一工具为具有如实例2中所描述的结构化表面的金属工具。随后，在实例2所描述的条件下，使具有明显宏观特征的基板在两个抛光钢板间经受加热和加压，不同的是使用了平的工具。基板变得基本上平坦，棱锥部分变平并且部分弯曲。通过选择性地聚焦日光并使其穿过透镜射到一些棱锥上而恢复部分初始结构。
实例7
在整个制造、变形和恢复阶段中对形状记忆基板进行测试。如实例1中所描述的方法制备样品，不同的是第一工具为如美国专利No.5,706,132中所描述的、具有一系列立体角的金属工具。棱锥的高度为87微米(3.5密耳)。使用的垫片为125微米。在样品保持在平坦的PET覆盖件上的同时，将其从第一工具上移除。使用回射检查器对样品进行分析时，其显示出回射性(样品“制造”阶段)。在实例2所描述的条件下使样品的一部分在两个抛光钢板间变平，不同的是工具为平的。值得注意的是，虽然棱锥的高度降低，但却保持了变平的微观特征物的棱锥形状(样品“变形”阶段)。样品在回射检查器中未显示回射性。将样品的一部分加热到120℃，这会恢复棱锥的初始形状和样品的回射性(样品“恢复”阶段)。
实例8-13
如实例7所述对一系列样品进行制造、变形和恢复，不同的是使用了固化性前体的不同组合物(包含单体1、IBA和DAROCUR 1173)，如表1所示。测试结果在表2中示出。
表1
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表2
  实例   样品颜色   制备时的外观   变形   变形后的外观   恢复时的外观
  8   透明   回射立方体   变平至0.6微米   没有回射   回射立方体
  9   透明   回射立方体   变平至1.0微米   没有回射   回射立方体
  10   蓝色浑浊   回射立方体   变平至2.0微米   没有回射   回射立方体
  11   透明   回射立方体   变平至1.0微米   没有回射   回射立方体
  12   透明   回射立方体   变平至1.5微米   没有回射   回射立方体
  13   透明   回射立方体   变平至7.8微米   没有回射   回射立方体
实例14
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是使用了125微米的垫片。通过在金属工具间挤压样品使基板的一个表面变形，以形成对应的微腔体阵列，该金属工具具有规则排列的正方形柱(底部为150微米、顶部为150微米、高为50微米)。用水性PSA涂布基板。在25℃下24小时来干燥水分后，薄膜包含分布在微结构凹处的PSA，并且未显示出粘性/显示出较少的粘性。将样品的一部分在加热板上加热到120℃，使基板恢复至初始平面度，并且通过在如图2d所示的表面上暴露PSA层而使样品发粘。
实例15
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是使用了1毫米的垫片。通过在金属工具间挤压样品使基板的一个表面变形，以形成可见的腔体阵列，该金属工具具有三角形柱(深420微米)阵列。使基板充满有色水性流体以填充腔体。将有机硅压敏粘合剂条带(如美国专利No.6,569,521的实例28中所述)层合到基板上以密封填充有流体的腔体。当将基板加热至120℃时，基板恢复其初始形状，并且向层合的条带施加压力，从而使条带也发生变形，并且使粘合剂边缘密封破裂。
实例16
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是第一工具为具有规则排列的正方形腔体(底部为150微米、顶部为150微米、高为45微米)的金属工具(该工具为实例14中用以使基板变形的工具的复制品)，并且使用了1毫米的垫片，以形成对应的微柱阵列。在如实例2中所描述的条件下使样品在两个抛光钢板间变平。在加热板上将该样品加热到120℃以恢复表面的初始结构(柱)。所述柱能够吸收转印到纸张上的水性油墨。
实例17
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是使用了125微米的垫片。通过在金属工具间挤压样品使基板的一个表面变形，以形成对应的微腔体阵列，该金属工具具有如实例14中所述的规则排列的正方形柱。将溶解于乙二醇中的一小滴染料(溴百里酚蓝、钠盐)溶液沉积在薄膜表面上时，会自然地呈现出沿图案线的清晰边缘，并且溶剂基本上使“印刷”区域恢复其平面度，并且清晰可见的高浓度染料位于与其最初沉积的腔体排列对应的位置处。
实例18
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是使用了125微米的垫片，并且第一工具为具有如实例14所述的正方形柱阵列的金属工具。使用实例2中所描述的技术在两个平坦表面间挤压固化的样品。将溶解于乙二醇中的一小滴染料(溴百里酚蓝、钠盐)溶液沉积在薄膜表面上时，会自然地呈现出沿图案线的清晰边缘，并且溶剂基本上使“印刷”区域恢复成将油墨吸入腔体的微腔体形式。
实例19
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是使用了125微米的垫片。通过在用于实例16的金属工具间挤压样品使固化的基板的一个表面变形。将一小滴染料(溴酚蓝指示剂溶液)水溶液沉积在形状记忆基板的微结构化表面上并进行挤压。溶液主要地分布在柱之间的槽内，以及分布在具有一些较小微槽的柱的顶部上。当暴露于加热条件(120℃)时，溶剂(水)被蒸发并且基板的第一表面的平面度基本上得以恢复，从而在表面上留下染料的规则图案。
实例20
如实例1中所描述的方法制备形状记忆基板，不同的是使用了125微米的垫片。如实例2中所述，通过在金属工具(其具有如美国专利No.5,706,132中所描述的立体角阵列，棱锥高度为87微米)间挤压样品使基板的一个表面变形。在塑料基板上形成粘合剂的边界，并且将微结构化的表面置于该边界内和该边界上。当微结构化表面与粘合剂边界接触时，其回射性消失，但边界内的微结构化表面仍保持回射。
本发明不应被视为限于上述的具体实例，而应当被理解为涵盖所附权利要求书中明确阐述的本发明的所有方面。对于本发明所涉及的领域的技术人员来说，一旦阅读本说明书后，本发明适用的多种修改形式、等同工艺和多种结构将是显而易见的。

Claims (9)

1.一种用于改变制品的表面形状的方法，包括以下步骤：
提供固化性液态聚合物前体；
将所述前体浇铸在具有第一表面结构的第一工具组件上；
固化所述前体，从而形成具有一个或多个表面的形状记忆聚合物基板，所述一个或多个表面具有对应于所述第一表面结构的预设形状，所述基板包含形状记忆聚合物；
从所述第一工具组件上移除所述基板；
使所述基板的所述一个或多个具有预设形状的表面中的至少一者在具有第二表面结构的第二工具组件上变形，从而在所述基板上形成变形表面，所述变形表面具有对应于所述第二表面结构的变形的形状；
其中所述变形步骤包括向所述基板施加热量和压力；
其中所述第一表面结构和所述第二表面结构中的至少一者包括微结构；以及
活化所述形状记忆聚合物，从而使所述变形表面从所述变形的形状变回所述预设形状。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述变形表面包括多个凹陷，并且该方法还包括将流体设置在所述凹陷中的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述流体包括粘合剂。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括将薄膜设置在所述凹陷上的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述变形表面具有回射立体角结构。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板包括背衬元件，并且所述方法还包括将所述背衬元件设置在粘合剂组件上的步骤，所述粘合剂组件包括粘合剂基板和设置在所述粘合剂基板上的自支承粘合剂。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括将导电层设置在所述变形表面上的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一表面结构具有回射立体角结构。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包含共聚物网络，所述共聚物网络包含自由基聚合性硅氧烷与至少一种(甲基)丙烯酸酯单体的反应产物，所述自由基聚合性硅氧烷具有多于一个的官能化自由基聚合性基团，其中所述至少一种(甲基)丙烯酸酯单体在均聚化时会形成玻璃化转变温度、熔融温度或这两者均大于40℃的均聚物。
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