[发明专利]聚合物表面的转移材料

说明书

本发明涉及用于将材料应用于聚合物制品表面上的方法和由此生产的聚合物制品。

在特定的实施方式中，本发明提供将热敏材料应用于由聚合物制备的聚合物制品的表面上的方法，所述聚合物制品被加热至破坏或至少负面影响所述热敏材料，而同时保持该热敏材料完整性的足够高温度。

在特定的实施方式中，本发明提供将材料应用于批量生产的聚合物制品的网纹化表面(textured face)的限定区域上的方法。

用于批量生产聚合物制品的典型方法是注射模塑法和压延法，后者通常与挤压法组合使用。

通过如下方式进行注射成型，即通过加热适合的聚合物直到熔融，并将熔融聚合物注入模具中，使聚合物冷却并硬化，从模具中取出模型制品。该方法可以自动化进行，因此可以用于相同制品的快速连续生产。所使用的模具可以具有冷却设备以增加聚合物硬化的速度。可以将可移动的垫片(shim)引入模具中，在成型过程中，该垫片可以输送要转移到聚合物制品上的表面结构和/或网纹。或者，这种结构可以存在于模具中。

压延法是用于制造聚合物压片的方法。加热适合的粒状聚合物，并强迫通过一系列加热辊直到聚合物片达到所想要的尺寸。然后该压片经过冷却辊以进行冷却和固化聚合物。通常，在该过程期间将网纹应用于聚合物片上，或者将织物带压入聚合物片的背面，使两者熔合在一起。

压延法可以与挤出法组合使用，挤出的聚合物形状可以经过如上述的压延机加热辊，直到获得所想要的尺寸，然后经过冷却辊以固化该聚合物的形状。

在生物技术应用中，所希望的是，将功能性涂层应用于实验室用制品，例如多孔板的限定区域，以减少样品交叉污染的可能性。以低成本生产这种制品的方法将是特别希望的，因为许多这种制品必须仅使用一次。可以设想的是，所述功能性涂层可以是一种如下涂层，该涂层增加表面的限定区域对重要试剂的亲和力，或者对生物标记或粘合剂如抗体或其合适片段的亲和力。或者，这种生物分子可以直接应用于聚合物制品上作为功能性涂层。

通过将通道模塑成型到聚合物表面，可以批量生产微流通道(微全分析系统的例子，在该系统中，流体聚集在一起反应，并且随后进行监控)。将影响和监控该系统状态的功能引入的一种方法是，在聚合物表面上集成可与外部电子器件连接的电子电路。在用于制备聚合物通道的方法期间将用于生产这些集成电子器件的设备引入是所希望的。

申请人已经发现，模拟在熔融聚合物注入期间注射成型设备中的模具的温度表明，在模具与熔融聚合物接触的1μs内熔融的聚合物从大约300℃冷却至高于模具温度的5-10℃。因此增加了将热敏材料应用于模具表面或者其它的聚合物成型设备的冷却成型表面上，以及将该材料完整地转移到所述聚合物制品的表面上的可能性。

因此，首先，本发明提供在由加热聚合物形成的聚合物制品的至少部分表面上提供至少一种热敏材料的方法，所述聚合物制品的温度足够高以负面影响至少一种热敏材料，其中，

提供成型表面，该成型表面具有光滑表面或至少部分网纹化的表面；

将至少一种热敏材料应用于至少部分成型表面，该成型表面处于对所述热敏材料没有负面影响的温度下；

将加热的聚合物与所述成型表面进行接触；

通过成型表面的表面形状形成加热聚合物；以及

至少一种热敏材料从成型表面转移到聚合物表面上；并且所述成型表面的温度保持足够低，使得通过加热或者在与加热聚合物接触之后对所述至少一种热敏材料基本没有负面影响。

至少一种热敏材料保持在如下温度，使得它通过与加热的聚合物接触不多于30％退化或变性，例如不多于20％退化或变性，或者不多于10％退化或变性。优选地，没有检测到所述至少一种热敏材料由于加热的聚合物而退化或变性。优选地，所述至少一种热敏材料具有选择性粘合性能。优选地，在与加热的聚合物接触后，所述至少一种热敏材料保持该选择性粘合力。

根据本发明的优选实施方式，通过注射成型来形成聚合物制品，所述成型表面形成模具的内表面。或者，使用不同的成型方法，例如压塑成型法或压延法。典型用于注射成型或压延法中的聚合物熔熔解温度通常在100-250℃之间。因此用于注射成型的熔体的合适温度可以为至多300℃，例如250℃。通过压延成型的熔体的合适温度可以为至多300℃，例如250℃。

优选地，冷却所述成型表面的冷却设备保持该成型表面的温度在或小于30℃。这可以例如是经过模具中冷却通道的冷却流体或冷却压延辊。