ES2306475T3 - Material en laminas activables de manera selectiva para dispensar y dispersar una sustancia sobre una superficie objetivo. - Google Patents

Abstract

La invención suministra un material en forma de lámina selectivamente activable para dispensar y dispersar una sustancia (16) sobre una superficie de objetivo (20). El material en forma de lámina comprende una lámina tridimensional de material que tiene un primer lado y un segundo lado. El mencionado primer lado tiene una serie de partes sobresalientes huecas (14) que se extienden hacia el exterior y que están separadas entre sí por unas cavidades, mientras que el segundo lado tiene una serie de depresiones que se corresponden con las zonas sobresalientes huecas. Una sustancia (16) se adhiere y parcialmente llena una posición protegida del contacto externo que comprende las cavidades y/o las depresiones. El material en forma de lámina (10) puede activarse selectivamente deformando las partes sobresalientes huecas (14) para suministrar una sustancia (16) a una superficie de objetivo (20), la sustancia tiene una viscosidad efectiva después de su activación que permite que la sustancia se libere de su posición protegida y sea dispensada sobre la superficie de objetivo. Sustancias adecuadas incluyen agentes limpiadores, agentes medicinales, emolientes, lubricantes, colorantes, conservantes, protectores, condimentos, adhesivos, fragancias, antitranspirantes, desodorantes y combinaciones de los mismos. La invención también incluye materiales que tienen dos o más sustancias de composición diversa, y sustancias que sufren un descenso en la viscosidad efectiva después de su activación (tales como sustancias que disminuyan el esfuerzo cortante). También pueden emplearse capas adicionales de material poroso sobre el lado opuesto a la sustancia del material en forma de lámina de manera que la sustancia pueda dispensarse a través del material poroso. Los materiales porosos pueden suministrar una interacción adicional beneficiosa con la sustancia, incluyendo la mejora de la distribución y de la dispersión.

Description

Material en láminas activable de manera selectiva para dispensar y dispersar una sustancia sobre una superficie objetivo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a materiales tipo lámina que contienen una sustancia para aplicar a una superficie objetivo. Más especialmente, la presente invención se refiere a estos materiales en donde la sustancia puede ser liberada del material en forma de lámina y distribuida sobre la superficie objetivo.

Antecedentes de la invención

En la técnica de la dispensación se han desarrollado artículos que están recubiertos o impregnados con sustancias útiles previstas para ser utilizadas cuando el artículo se pone en contacto con una superficie objetivo. Aunque existen ciertas ventajas cuando la sustancia está presente o cerca de la superficie de estos artículos, a menudo existe el inconveniente de que la sustancia útil no está protegida y puede sufrir un contacto accidental antes de su uso previsto. El contacto accidental puede tener como resultado la contaminación de la sustancia, la pérdida de sustancia sobre superficies que no sean las superficies objetivo deseadas y/o la contaminación de estas otras superficies con la sustancia.

Un método para resolver este problema implica el uso de un envasado protector para el artículo, tal como un manguito, un recubrimiento u otro tipo de envoltura. Por ejemplo, en US-3.396.894 (Raychem) se describe un aplicador para aplicar simultáneamente una pluralidad de cuerpos de soldadura o de otro material termofundible en donde los cuerpos del material están dispuestos en copas térmicamente recuperables formadas a partir de, o colocadas sobre, una lámina de material, en donde cuando se aplica calor a las copas, estas se recuperan, el material termofundible se funde y el material de recuperación de las copas empuja al material termofundible fuera para que entre en contacto con los objetos que deben ser soldados o de otra manera unidos. Aunque este envasado protector ha resultado ser eficaz para mantener la integridad y el estado de la sustancia, en función de la naturaleza de la sustancia con frecuencia ocurre que diferentes cantidades de la sustancia permanecen sobre las superficies opuestas al artículo del envasado después de ser retirada del artículo, dando lugar a un uso ineficiente de la sustancia. Además, este envasado añade un coste adicional sin valor añadido al precio total del artículo. Este enfoque tampoco proporciona un método para controlar la uniformidad del espesor de la sustancia dado que el producto (sustancia) puede estar distribuido de forma irregular sobre la superficie vehículo mientras está en tránsito o durante el almacenamiento o al abrir el manguito, el recubrimiento u otra envoltura.

En la técnica de las cintas, etiquetas y otros artículos donde se utiliza adhesivo sensible a la presión para adherir una superficie recubierta con adhesivo a una superficie objetivo, se ha observado el problema de un pegado prematuro a la superficie objetivo. Es decir, antes de poder colocar adecuadamente la superficie recubierta con adhesivo sobre una superficie objetivo, el contacto accidental del adhesivo sobre la superficie objetivo produce un pegado prematuro en uno o más puntos impidiendo así un adecuado posicionamiento. El pegado prematuro también puede producir una contaminación o degradación del adhesivo antes del posicionamiento final sobre la superficie objetivo.

Un método para resolver este problema implica el uso de separadores sobre una superficie de material entre los que se colocan adhesivo o elementos adhesivos. Los separadores incluyen cualquier medio que se extiende hacia fuera desde una superficie adhesiva que se pone primero en contacto antes de que la superficie adhesiva sea expuesta al contacto con otra superficie. Estos separadores pueden ser deformables o pueden estar basados en la deformación de la superficie objetivo para proporcionar un contacto entre el adhesivo y la superficie objetivo. La solicitud de patente japonesa publicada JP-A-03002292 (Masaya) describe un dispositivo adhesivo que comprende una pluralidad de salientes y cavidades lineales paralelos sobre un sustrato de papel. Se forma una capa de adhesivo pegajosa dentro de las cavidades entre o alrededor de los salientes. Además, los salientes tienen una punta no adhesiva y la superficie expuesta de la capa adhesiva pegajosa está situada por debajo del nivel de la punta. Cuando este dispositivo se coloca débilmente contra una superficie, no se adhiere a ella; sin embargo, cuando el dispositivo es comprimido fuertemente contra una superficie, la capa adhesiva pegajosa entra en contacto con la superficie y adhiere el dispositivo a la misma.

La solicitud de patente japonesa publicada JP-A-07246216 (Masaki y col.) describe un fijador de cinta compuesto por una parte de cinta y una parte de adhesivo pegajoso. La parte de adhesivo pegajoso a su vez comprende una superficie que tiene una pluralidad de salientes y cavidades dispersados entre sí y en donde las cavidades tienen zonas que están recubiertas con adhesivo pegajoso. Los salientes son comprimidos y aplanados y las zonas de adhesivo pegajoso son expulsadas hacia la superficie frontal cuando el fijador de cinta es empujado hacia la otra parte, quedando el fijador de cinta pegado de forma desprendible. En este caso, la cinta se forma de manera que la suma de la fuerza de recuperación elástica de las partes de proyección plural comprimidas no superan la suma de la adhesividad pegajosa de las zonas adhesivas pegajosas. Al encontrarse las partes de proyección delante de las zonas adhesivas pegajosas, se reduce la adhesión innecesaria de la materia extraña con las zonas adhesivas pegajosas.

Aunque métodos de este tipo han resultado tener éxito con los adhesivos, estos materiales están de forma típica diseñados de manera que el adhesivo permanezca unido a la superficie de material en lugar de desplazarse al menos parcialmente sobre la superficie objetivo. Además, el adhesivo de forma típica permanece prácticamente en su colocación original con respecto a la superficie objetivo, de manera que una capa de adhesivo discontinua o interrumpida no consigue contactar o cubrir de forma uniforme la superficie objetivo.

Por tanto, sería deseable proporcionar un material tipo lámina que fuera capaz de proporcionar y dispensar una sustancia sobre una superficie objetivo para tratar la superficie objetivo mientras el material está en contacto con la superficie objetivo y/o para dejar la sustancia sobre la superficie objetivo incluso después de ser retirada del material en forma de lámina.

También sería deseable proporcionar este material protector de la sustancia frente al contacto accidental antes de colocarlo sobre la superficie objetivo deseada.

También sería deseable proporcionar este material que facilita la dispersión de la sustancia sobre la superficie objetivo más allá de la zona de la colocación inicial.

También sería deseable proporcionar este material que facilita la dispersión de la sustancia sobre la superficie objetivo sin que el usuario entrara en contacto con la sustancia.

También sería deseable proporcionar este material que pudiera ser producido fácilmente y de forma rentable utilizando un proceso continuo.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un material en forma de lámina activable de forma selectiva para dispensar y dispersar una sustancia sobre una superficie objetivo. El material en forma de lámina comprende una lámina de material tridimensional que tiene una primera cara y una segunda cara. Dicha primera cara tiene una pluralidad de salientes huecos que se extienden hacia fuera a partir de los mismos y separados entre sí por valles, mientras que la segunda cara tiene una pluralidad de depresiones que se corresponden con los salientes huecos. Una sustancia se adhiere y llena parcialmente una ubicación protegida frente al contacto externo que comprende los valles y/o las depresiones. El material en forma de lámina puede ser activado de forma selectiva deformando los salientes huecos para suministrar la sustancia a una superficie objetivo, en donde la sustancia tiene una viscosidad eficaz al ser activada que permite que la sustancia sea liberada fuera de su ubicación protegida y dispensada sobre la superficie objetivo. Las sustancias adecuadas incluyen agentes limpiadores, agentes medicinales, emolientes, lubricantes, colorantes, conservantes, protectores, condimentos, adhesivos, fragancias, antitranspirantes, desodorantes, y combinaciones de los mismos.

La presente invención también incluye aquellos materiales que tienen dos o más sustancias de diferente composición, siendo aquellas sustancias que sufren una reducción de la viscosidad eficaz al ser activadas (tales como las sustancias de reducción de la viscosidad por cizallamiento) especialmente preferidas. También pueden utilizarse capas de material poroso adicionales sobre la cara opuesta a la sustancia del material en forma de lámina de manera que la sustancia pueda ser dispensada a través del material poroso. Los materiales porosos pueden proporcionar una interacción beneficiosa adicional con la sustancia, incluyendo mejor distribución y dispersión.

Breve descripción de los dibujos

Aunque la memoria descriptiva concluye con reivindicaciones que describen de forma particular y reivindican de forma específica la presente invención, se cree que la presente invención será mejor comprendida a la vista de la siguiente descripción de realizaciones preferidas junto con los dibujos que la acompañan, en donde los números de referencia iguales identifican elementos idénticos y en donde:

La Figura 1 es una vista en planta superior de una realización preferida de la presente invención que muestra una pieza de material que tiene salientes cónicos truncados rodeados por un diseño interconectado de sustancia;

La Figura 2 es una vista en planta superior parcial aumentada del material de la Figura 1 que muestra una disposición ordenada de salientes;

La Figura 3 es una vista en sección en alzado del material de la Figura 2, tomada a lo largo de la línea de corte 3-3, que muestra los salientes que actúan como separadores para una capa de sustancia entre salientes de manera que una superficie objetivo en contacto con los extremos más externos del saliente no está en contacto con la capa de sustancia;

La Figura 4 es una vista en sección en alzado similar a la Figura 3 que muestra el efecto de comprimir el material contra la superficie objetivo de manera que los salientes se deforman prácticamente mediante inversión y/o aplastamiento para permitir que la capa de sustancia entre los salientes entre en contacto con la superficie objetivo;

La Figura 5 es una vista esquemática de un método adecuado para fabricar un material de la presente invención que muestra un tamiz conformador como una correa envuelta alrededor de un tambor de vacío y una polea de
motor;

La Figura 6 es una vista esquemática de otro método adecuado para fabricar el material de la presente invención, que es similar al método mostrado en la Figura 5 salvo que se extruye una película directamente sobre el tambor conformador y en donde un dispositivo de chorro de tinta (una pluralidad de boquillas presurizadas) inyecta partes diferenciadas de sustancia en las depresiones de los salientes huecos desde el exterior del tambor;

La Figura 7 es una vista en sección en alzado del material según la presente invención resultante del método de la Figura 6 que muestra las partes de sustancia unidas a ambas caras del material conformado, estando ambas sustancias protegidas por los mismos salientes de separación;

La Figura 8 es una vista en sección en alzado de otro material según la presente invención que puede obtenerse por el método de la Figura 6;

La Figura 9 es una vista en sección en alzado del material formado por el método de la Figura 5 o por el método de la Figura 6 que muestra relaciones dimensionales preferidas de salientes; y

La Figura 10 es otra realización de un material de acuerdo con la presente invención que incluye un material poroso que abarca la sustancia protegida.

Descripción detallada de la invención

En la presente memoria, el término "activable de forma selectiva" se utiliza para designar materiales que presentan propiedades prácticamente no activas cuando entran en contacto con superficies objetivo hasta que el usuario adopta alguna acción para "activar" el material y exponer y dispensar una sustancia. Por tanto, las propiedades activables de forma selectiva difieren de las tiras permanentemente activas de material que mantienen la sustancia en una orientación permanente o están basadas en la retirada de materiales de cubierta (de forma típica tiras de papel recubiertas con silicona) o envolturas para exponer la sustancia al uso.

La activación selectiva de estos materiales permite al usuario posicionar adecuadamente superficies opuestas antes de realizar la activación así como minimizar la probabilidad de contaminación de la sustancia. Esta característica permite manipular el material en cualquier modo deseado evitando las dificultades de contacto prematuro de la sustancia con si misma o con otras partes del material en forma de lámina o superficie objetivo sin necesidad de colocar láminas de liberación, cubiertas, separadores independientes, o similares.

Aunque los materiales de acuerdo con la presente invención pueden estar provistos de dos caras o superficies activas, en el caso de aplicaciones particulares de acuerdo con la presente invención actualmente se prefiere proporcionar este material con una única cara activa y una cara inactiva o inerte. En algunas circunstancias puede ser aceptable o deseable diseñar el material en forma de lámina de manera que forme una capa intermitente o discontinua de sustancia sobre su superficie activa, mientras que en otras circunstancias el material en forma de lámina puede ser diseñado de manera que presente una capa continua de sustancia sobre su cara activa. Para algunas aplicaciones también puede ser deseable proporcionar múltiples productos sobre una única cara del material, depositados en celdas o regiones diferenciadas discontinuas (p. ej., epoxis de co-dispensación, reacciones catalizadas, etc.).

Se contemplan diferentes medios de activación que están dentro del ámbito de la presente invención, tales como: activación mecánica por compresión, activación mecánica por fuerzas de tracción y activación térmica. Sin embargo, se contempla que pueden existir o pueden desarrollarse otros medios de activación que dispararían una activación del material que sería capaz de actuar como se describe en la presente memoria. En una realización preferida, la cara activa es activable por una fuerza aplicada de forma externa sobre la lámina de material. La fuerza puede ser una fuerza de compresión aplicada de forma externa en una dirección prácticamente perpendicular a la lámina de material, una fuerza de tracción aplicada de forma externa en una dirección prácticamente paralela a la lámina de material, o una combinación de las mismas.

Un material de este tipo de interés para usar de acuerdo con la presente invención, comprende una banda tridimensional adaptable que comprende una sustancia activa sobre al menos una superficie protegida frente al contacto externo por la topografía tridimensional de la superficie del material de base. Tras la activación, estos materiales forman un sistema de suministro de sustancias que proporciona la sustancia a la superficie objetivo. Estos materiales comprenden un material en forma de lámina polimérico u otro material, que está estampado/grabado en bajorrelieve para formar un diseño de "rebajes" elevados en al menos una superficie y que sirven como separadores para evitar que una sustancia entre ellas entre en contacto con superficies externas, hasta que los separadores son deformados para hacer que la estructura sea más bidimensional. Las estructuras representativas incluyen las descritas en la solicitud de atribución común codependiente (autorizada) US-08/584.638, presentada el 10 de enero de 1996 en nombre de Hamilton y McGuire, titulada "Composite Material Releasably Sealable to a Target Surface When Pressed Thereagainst and Method of Making", US-08/744.850, presentada el 8 de noviembre de 1996 en nombre de Hamilton y McGuire titulada "Material Having A Substance Protected by Deformable Standoffs and Method of Making", US-08/745.339, presentada el 8 de noviembre de 1996 en nombre de McGuire, Tweddell y Hamilton, titulada "Three-Dimensional, Nesting-Resistant Sheet Materials and Method and Apparatus for Making Same" US-08/745.340, presentada el 8 de noviembre de 1996 en nombre de Hamilton y McGuire, titulada "Improved Storage Wrap Materials".

La estructura tridimensional comprende una pieza de material deformable que tiene una primera cara conformada para tener una pluralidad de salientes huecos separados por valles. La pluralidad de salientes huecos tiene extremos más externos. La pieza de material tiene una segunda cara. La segunda cara tiene una pluralidad de depresiones en la misma que se corresponden con la pluralidad de salientes huecos en la primera cara. La sustancia se adhiere y parcialmente llena los valles entre la pluralidad de salientes huecos. En el caso límite la sustancia llena los valles hasta, o ligeramente por debajo, del punto máximo de los salientes, especialmente cuando se forma un menisco y la sustancia reduce su espesor a medida que aumenta la distancia desde la superficie de los salientes. La sustancia tiene una superficie por debajo de los extremos más externos de la pluralidad de salientes huecos de manera que cuando una parte de la primera cara de la pieza de película deformable se coloca frente a una superficie objetivo, la pluralidad de salientes huecos impide el contacto entre la sustancia y la superficie objetivo hasta que la parte se deforma en la superficie objetivo. Preferiblemente, la pluralidad de salientes se deforma en modos que son seleccionados del grupo que consiste en inversión, aplastamiento y elongación.

Las Figuras 1-4 ilustran una realización preferida de un material según la presente invención, que comprende una estructura tipo lámina tridimensional generalmente indicada como 10. El material 10 incluye un material deformado 12 que tiene salientes huecos 14 y una capa de sustancia 16 situada entre los salientes 14. Los salientes 14 tienen preferiblemente forma cónica con los extremos más externos truncados o abovedados 18. En la realización de las Figuras 1-4, los salientes 14 están uniformemente separados en un diseño triangular equilateral y todos se extienden desde la misma cara del material. Preferiblemente, los salientes 14 tienen alturas que son inferiores a su diámetro de manera que cuando se deforman, se deforman prácticamente invirtiéndose y/o aplastándose a lo largo de un eje que es prácticamente perpendicular a un plano del material. Esta forma del saliente y este modo de deformación evitan que los salientes 14 se replieguen en una dirección paralela a un plano del material de manera que los salientes no puedan evitar que la sustancia entre ellos entre en contacto con una superficie objetivo.

La Figura 3 muestra una superficie objetivo 20, que es suave pero que puede tener cualquier topografía superficial, estando separada de la capa de sustancia 16 por extremos 18 más externos de salientes 14. Las superficies objetivo de acuerdo con la presente invención comprenden cualquier superficie a la que se desee aplicar la sustancia que debe ser suministrada. La Figura 4 muestra una superficie objetivo 20 que está en contacto con la capa de sustancia 16 después de que los salientes 14 se hayan deformado parcialmente bajo la presión aplicada a la cara sin sustancia del material 12, según indica la fuerza F. La superficie externa objetivo o de contacto puede ser amoldable o rígida y plana o no plana. La deformación de la estructura tridimensional descrita en la presente memoria preferiblemente se utiliza con una superficie objetivo rígida.

Cuantos más salientes haya por unidad de superficie, más fina puede ser la pieza de material y las paredes de los salientes con el fin de resistir una determinada fuerza de deformación. El tamaño y la separación de los salientes puede seleccionarse para proporcionar una trayectoria continua de la sustancia que rodea a los salientes (como se muestra en la realización de las Figuras 1-4) de manera que se pueda proporcionar un diseño continuo de la sustancia a una superficie objetivo y al mismo tiempo proporcionar el diseño óptimo de separadores para una activación selectiva.

Los materiales en forma de lámina utilizados como material portador pueden ser realizados a partir de películas que comprenden resinas homogéneas o mezclas de las mismas. Se contemplan capas simples o múltiples dentro de la estructura de película, ya sean co-extruidas, recubiertas por extrusión, laminadas o combinadas por otros medios conocidos. El atributo clave del material en forma de lámina es que sea conformable para producir salientes y valles. Las resinas útiles incluyen polietileno, polipropileno, PET, PVC, PVDC, estructuras de látex, nylon, etc. Generalmente se prefieren las poliolefinas debido a su bajo coste y su facilidad de conformación. Otros materiales adecuados incluyen láminas de aluminio, papeles recubiertos (encerados, etc.) y sin recubrir, materiales no tejidos recubiertos y sin recubrir, bucaranes, mallas, materiales tejidos, materiales no tejidos y películas perforadas o porosas, y combinaciones de los mismos.

Las diferentes aplicaciones para el material en forma de lámina activable de forma selectiva dictarán el tamaño y la densidad ideales de los salientes así como la selección de las sustancias utilizadas con el mismo. Se cree que el tamaño, la forma y la separación de los salientes y las propiedades del material en forma de banda tales como módulo de flexión, rigidez del material, espesor del material, dureza, temperatura de deflexión y proceso de conformación determinan la resistencia del saliente. Una rigidez "umbral" del saliente es necesaria para evitar una prematura activación del medio de cierre debido al peso de las capas superpuestas de lámina o de otras fuerzas tales como fuerzas inducidas por vibraciones del transporte, manejo incorrecto, caídas y similares.

La inversión de los salientes minimiza el retroceso del saliente de manera que la activación del material en forma de lámina puede sostenerse sola con fuerzas continuamente aplicadas de nivel reducido o nulo. Podría utilizarse un saliente resiliente, por ejemplo, cuando está previsto que la activación sea permanente, donde el adhesivo agresivo supera al retroceso o cuando está previsto que la activación sea instantánea. Además, un saliente resiliente puede ser deseable cuando está previsto el uso repetido del material.

En la presente invención, el término "sustancia" puede significar una sustancia fluida que es prácticamente no fluida antes de su suministro a una superficie objetivo. El término "sustancia" también puede significar un material que no fluye en absoluto, tal como un material fibroso u otro material de entrelazado. El término "sustancia" puede significar un fluido o un sólido. El término "sustancia" se define en esta invención como cualquier material capaz de ser mantenido en valles y/o depresiones abiertos de una estructura tridimensional. Pueden utilizarse adhesivos, fuerzas electrostáticas, enclavamiento mecánico, atracción por capilaridad, adsorción superficial, fuerzas de van der Waals y fricción, por ejemplo, para contener la sustancia dentro de los valles y/o depresiones. Las sustancias están previstas para ser al menos parcialmente liberadas de las mismas cuando son expuestas al contacto con superficies externas o cuando la estructura tridimensional es deformada, calentada o de otra manera activada. Las sustancias de interés en la presente invención incluyen sustancias tales como geles, pastas, espumas, polvos, partículas aglomeradas, pellets, líquidos microencapsulados, ceras, suspensiones, líquidos y combinaciones de los mismos.

Los espacios en la estructura tridimensional de la presente invención son normalmente abiertos; por tanto es deseable que las sustancias se mantengan en su lugar y no salgan fuera de la estructura sin una etapa de activación. La etapa de activación de la presente invención es preferiblemente una deformación de la estructura tridimensional por compresión. Sin embargo, una etapa de activación para que la sustancia fluya podría ser calentar el material por encima de la temperatura ambiente o enfriarlo por debajo de la temperatura ambiente. O podría incluir proporcionar fuerzas superiores a las de la gravedad. También podría incluir otras fuerzas de deformación, tales como fuerzas de tracción y combinaciones de estos fenómenos de activación.

El término "material deformable" está previsto que incluya láminas, hojas poliméricas, bayetas, materiales tejidos o no tejidos, papel, láminas de fibra celulósica, co-extrusiones, laminados y combinaciones de los mismos. Las propiedades de un material deformable seleccionado pueden incluir, aunque no de forma limitativa, combinaciones o grados que sean: porosos, no porosos, microporosos, permeables a los gases o a los líquidos, no permeables, hidrófilos, hidrófobos, higroscópicos, oleófilos, oleófobos, con alta tensión superficial crítica, con baja tensión superficial crítica, con superficie texturizada previamente, conformables elásticamente, conformables plásticamente, conductores eléctricos y no conductores eléctricos.

Cuanto mayores y menos separados están los salientes, mayor es la probabilidad de que se produzca el estiramiento de un determinado material. El hecho de reducir la separación de los salientes a la separación menor posible que se puede fabricar, puede aumentar el estiramiento del material, pero puede ser ventajoso para reducir el volumen de sustancia existente entre salientes. Las diferentes aplicaciones del material conformado de la presente invención dictaminarán el tamaño y la densidad ideales de los salientes, así como la selección de las sustancias que se utilicen con ellos.

De acuerdo con la presente invención, la sustancia utilizada junto con el material deformable presenta una selección de propiedades físicas que la permiten ser dispensada desde su orientación protegida dentro de la estructura tridimensional y aplicada a la superficie objetivo. Esta dispensación puede ser de tipo parcial o práctica o totalmente completa.

Para facilitar esta dispensación, las propiedades de la sustancia que se cree son importantes incluyen la afinidad relativa de la sustancia por la superficie objetivo frente a la afinidad relativa por el material deformable y la viscosidad aparente o fluidez de la sustancia después de la activación de la estructura tridimensional. Actualmente se cree que la sustancia debería preferentemente adherirse a la superficie objetivo en mayor grado que al material deformable y/o en mayor grado que a otras partes de la propia sustancia. En otras palabras, la sustancia tiene una mayor afinidad para la superficie objetivo que por sí misma y/o por el material deformable en forma de lámina.

Las sustancias pueden de forma inherente poseer unas características de viscosidad y flujo que permitan su liberación desde su ubicación protegida dentro del material en forma de lámina o pueden requerir una modificación de la viscosidad para permitir la liberación y la dispersión. La modificación de la viscosidad puede conseguirse mediante la selección de sustancias que sufren un cambio de viscosidad como respuesta al modo de activación seleccionado. Por ejemplo, para una activación mecánica tal como una fuerza de compresión puede ser deseable, y preferible, utilizar sustancias que son habitualmente conocidas como sustancias "de reducción de la viscosidad por cizallamiento" (pseudoplásticas). Ejemplos de estas sustancias incluyen soluciones poliméricas, muchos geles y pastas como dentífricos y cremas corporales, pinturas, tintes para madera gelificados, etc. Otros materiales actúan como materiales de reducción de la viscosidad por cizallamiento sólo después de alcanzar o superar una cierta cizalla umbral (tensión de fluencia). Estos materiales son habitualmente mencionados como plásticos de Bingham y un ejemplo común de una sustancia que presenta este comportamiento es el tipo de condimento conocido como ketchup.

Algunos de los factores que se cree que afectan a la adhesión o afinidad de la sustancia por la superficie objetivo incluyen: cargas electrostáticas o eléctricas; enlaces químicos mediante enlace de hidrógeno, enlaces covalentes, enlaces iónicos, enlaces iónicos parciales (atracción dipolar parcial), fuerzas de van der Walls, fuerzas osmóticas, etc.; presión capilar (succión); adsorción; absorción; vacío/succión; etc. Otros factores importantes incluyen la humectabilidad de la sustancia sobre la superficie objetivo, reflejado por el ángulo de contacto de la sustancia sobre la superficie objetivo.

Para facilitar la difusión o dispersión de la sustancia sobre la superficie objetivo, especialmente para contrarrestar la tendencia de la sustancia a permanecer en un patrón de distribución localizado en función de la orientación localizada en la sustancia deformable, actualmente se prefieren utilizar sustancias adaptadas de forma que sean humectables en la superficie objetivo. Otros factores que pueden mejorar la dispersión o la distribución de la sustancia en la superficie objetivo incluyen el uso de sustancias que presentan un comportamiento seudoplástico y la acción mecánica de dispersión proporcionada por el usuario del material compuesto en forma de lámina para transmitir un movimiento lateral mecánico tras la activación pero antes de la eliminación del material deformable de la superficie objetivo. Esta acción mecánica lateral también puede proporcionar una interacción adicional con la sustancia, como en el caso de las sustancias de reducción de la viscosidad por cizallamiento, y puede proporcionar ventajas adicionales tales como acciones de enjabonado, generación de espuma, frotado/abrasión, etc.

La dispersión es correcta cuando una parte de la sustancia depositada o dispensada a continuación cubre una parte de la superficie objetivo donde la sustancia no fue originalmente depositada. Cuando se elimina el material en forma de lámina de la superficie objetivo, al menos parte de la sustancia permanece sobre la superficie objetivo, preferiblemente de manera básicamente uniforme.

Como se ha descrito anteriormente, puede seleccionarse una amplia variedad de sustancias para usar de acuerdo con los principios de la presente invención. Las sustancias representativas a título ilustrativo incluyen agentes limpiadores tales como jabones y detergentes, emolientes tales como lociones, agentes medicinales tales como ungüentos, cremas antiinflamatorias, etc., productos para la salud y de belleza, incluyendo antitranspirantes, desodorantes, productos cosméticos, fragancias, y similares. Otras aplicaciones diferentes para este material en forma de lámina incluyen aplicadores para vehículos y para productos domésticos tales como lubricantes, colorantes, protectores tales como aceites y ceras, adhesivos, conservantes y similares, así como aplicaciones orientadas a los alimentos tales como condimentos (mostaza, ketchup, etc.).

También pueden utilizarse múltiples sustancias que no sólo están protegidas frente al contacto accidental sino segregadas unas de otras inicialmente (en la misma cara, o en caras opuestas, del material en forma de lámina) y mezcladas durante el proceso de activación o durante operaciones posteriores de dispensación y/o dispersión. Este tipo de disposición puede ser especialmente útil para sustancias que de forma ventajosa interactúan entre sí (p. ej., epoxis de co-dispensación, reacciones catalizadas, etc.) para proporcionar una funcionalidad adicional entre sí y/o con la superficie objetivo.

La Figura 5 muestra un método adecuado para fabricar un material tal como el material 30 útil de acuerdo con la presente invención, que es generalmente indicado como 180 en la Figura 5.

La primera etapa comprende recubrir un tamiz conformador con una primera sustancia. El tamiz conformador tiene una superficie superior y una pluralidad de cavidades en la misma. En la etapa de recubrimiento se aplica la primera sustancia a la superficie superior sin puentear las cavidades. Una segunda etapa incluye introducir una pieza de material que tiene una primera cara y una segunda cara sobre el tamiz conformador de manera que la primera cara esté en contacto con la primera sustancia sobre la superficie superior del tamiz conformador. La primera sustancia preferentemente se adhiere a la primera cara de la pieza de material. Una tercera etapa incluye conformar la pieza de material para crear una pluralidad de salientes huecos que se extienden desde la primera cara hasta las cavidades del tamiz conformador. La pluralidad de salientes huecos están separadas por valles a los que se transfiere la primera sustancia desde el tamiz conformador. La pluralidad de salientes huecos son registrados con exactitud con la primera sustancia utilizando una superficie de transferencia y conformación común. La primera sustancia forma una capa interconectada en los valles entre los salientes.

El tamiz conformador 181 se enrosca sobre una polea-guía 182 y un rodillo por vacío accionado 184. El tamiz conformador 181 es preferiblemente una correa de acero inoxidable que tiene el diseño deseado de salientes grabado al ácido como cavidad en la correa. Para cubrir la superficie exterior del rodillo 184 por vacío se encuentra un tamiz de níquel sin costuras que sirve como una superficie de soporte porosa para el tamiz conformador 181.

Para fabricar una sustancia que contiene material se recubre una sustancia 186 sobre el tamiz conformador 181 mediante un aplicador 188 de sustancia mientras que el tamiz conformador 181 gira más allá del aplicador. Una banda 190 de material se pone en contacto con el tamiz conformador recubierto de sustancia en el rodillo 192 de tensión de alimentación de material. Se dirige aire caliente en dirección radial hacia el material 190 mediante una fuente 194 de aire caliente a medida que el material pasa sobre el rodillo 184 por vacío y que el vacío es aplicado al tamiz conformador 181 a través del rodillo 184 por vacío mediante el sistema 196 de vacío fijo desde una fuente de vacío (no representada). Se aplica un vacío mientras el material se calienta con una fuente 194 de aire caliente. Las películas poliméricas son termoconformadas con mucha facilidad mientras que en el caso de otros materiales tales como láminas o papeles lo mejor es el estampado o la conformación hidráulica y no es aconsejable calentar el material antes de la conformación. Se desprende un material conformado recubierto con sustancia 198 del tamiz conformador 181 en el rodillo desprendedor 200. Dado que se utiliza el mismo tamiz conformador común para transferir la sustancia al material tal cual para conformar los salientes, el diseño de la sustancia se registra adecuadamente con los salientes.

El tamiz conformador de acero inoxidable 181, es una correa fabricada con costuras. Se fabrica en varias etapas. El diseño de las cavidades se realiza mediante un programa informático e impreso sobre una transparencia para obtener una fotomáscara para fotograbado. La fotomáscara se utiliza para crear áreas grabadas y áreas no grabadas. El material grabado es de forma típica acero inoxidable pero también puede ser latón, aluminio, cobre, magnesio y otros materiales incluyendo aleaciones. De manera adicional, el diseño de las cavidades puede ser grabado en polímeros fotosensibles en lugar de en metales. Las estructuras de conformación adecuadas se describen con mayor detalle en las solicitudes de patente de Hamilton y col. y McGuire y col. anteriormente mencionadas e incorporadas en la presente memoria.

La superficie exterior de la estructura de conformación se trata de forma que tenga una baja tensión superficial crítica de manera que la sustancia 186 no se adhiera fuertemente a ella tras el enfriamiento o el secado. En una realización preferida, la superficie exterior está recubierta con un recubrimiento patentado de la serie 21000 fabricado y aplicado por Plasma Coatings of TN, Inc., Memphis, TN. Se cree que este recubrimiento es principalmente un epoxi de organosilicona. Este recubrimiento, aplicado a un tamiz conformador de acero inoxidable utilizado en el método de la presente invención proporciona una tensión superficial crítica de 0,0002 N/cm (18 dinas/cm). Otros materiales que pueden resultar adecuados para proporcionar una reducida tensión superficial crítica incluyen parafinas, siliconas, PTFEs y similares.

La banda 190 de material es preferiblemente atraída hacia la capa de sustancia 186, al menos de manera suficiente como para que la sustancia tenga más afinidad por la banda 190 de material que por el tamiz conformador 181. Por ejemplo, si la banda 190 de material es una película de poliolefina, el tratamiento corona de la película mejorará la adhesión haciendo que la película resulte más fácilmente humedecida. De forma alternativa, como se muestra en la Figura 6, el material puede ser extruido directamente sobre la superficie exterior del tamiz encima de la capa de sustancia 108.

Las alternativas para calentar y conformar al vacío los salientes en una banda de material son bien conocidas en la técnica. Por ejemplo, si se aplica gas comprimido calentado a la cara sin sustancia de la banda de película deformable mientras que la banda de material permanece contra el tamiz conformador pueden crearse salientes. También, el estampado en relieve mecánico de la banda de material contra el tamiz conformador proporciona otro método de conformación para usar con estructuras de conformación hembra.

A medida que el tamiz conformador 181 gira, las operaciones de termoconformado al vacío, conformado hidráulico, estampado en relieve, o combinaciones de los mismos, son completadas y una banda de material conformado 198 es a continuación descargada alrededor de un rodillo 200 de tensión de descarga. El proceso automático 180 también puede tener un pulverizador (no representado) situado corriente arriba del sistema 188 de aplicación de sustancia. Este pulverizador puede utilizarse para aplicar un agente antiadherente renovable a la superficie exterior de la estructura de conformación de manera que la sustancia 186 sea preferentemente atraída a la banda 190 de material. De forma alternativa, puede aplicarse un agente antiadherente permanente a la superficie exterior para reducir la necesidad de este pulverizador.

Las cavidades cónicas en el tamiz conformador pueden tener paredes laterales con ángulos cónicos que varían de 0º a 60º, es decir, las cavidades pueden tener paredes laterales rectas o paredes laterales estrechadas. Las paredes laterales rectas pueden encontrarse, por ejemplo, en tamices que tienen en los mismos orificios punzonados. Los métodos de preparación de tamices metálicos por fotograbado se describen en más detalle en las patentes de propiedad conjunta US-4.342.314, concedida a Radel y Thompson, US-4.508.256, concedida a Radel y col., y US-4.509.908, concedida a Mullane, Jr.

El secado se consigue aplicando aire templado o calor radiante, por ejemplo. Algunas sustancias pueden no requerir un secado, tal como los polvos o los líquidos microencapsulados. La sustancia 186 preferiblemente no puentea las cavidades sino que permanece sólo sobre la superficie superior del tamiz conformador entre las cavidades. El hecho de aplicar un bajo nivel de vacío a través de las cavidades durante la pulverización de la sustancia sobre la superficie superior ayuda a evitar que la sustancia puentee las cavidades.

Debido a la adhesión preferencial, la sustancia permanece unida al material conformado 198. Pueden obtenerse formas de los salientes que no sean cónicas con cavidades de tamiz con diferente forma. Las cavidades pueden ser piramidales, hemisféricas, cilíndricas, poligonales y alargadas, por ejemplo, aunque los salientes con forma cónica se cree que proporcionan una resistencia a la inversión y/o al aplastamiento prácticamente coherente. Pueden producirse cavidades para obtener diferentes formas, tamaños y alturas de salientes dentro de un determinado diseño, pero de nuevo generalmente se prefiere que los salientes sean uniformes de manera que la fuerza de deformación sea predecible y coherente.

También se ha descubierto que la forma del saliente afecta al apilado de las láminas de material o a la laminación de las bandas de material en los rodillos. Si la misma forma de saliente se repite una y otra vez en la misma separación, por ejemplo, las láminas de material adyacentes en una pila y las capas adyacentes en un rodillo tienden a encajarse, contrarrestando así las ventajas de los separadores para proteger la sustancia en el interior de los separadores. En los casos en los que el encajamiento es un problema, los salientes de forma no uniforme o con diferente tamaño o separación pueden ser ventajosos frente a un diseño normal de salientes cónicos. Los salientes con una forma, un tamaño o una separación no uniformes se describen en las solicitudes de patente de McGuire y col. antes mencionadas e incorporadas en la presente memoria.

Dado que se utiliza el mismo tamiz conformador común para transferir la sustancia al material que para conformar los salientes, el diseño de la sustancia se registra adecuadamente con los salientes. En la realización preferida, la superficie superior del tamiz conformador es continua salvo para las cavidades; por tanto, el diseño de la sustancia está totalmente interconectado en esta configuración. Sin embargo, si se recubre con un diseño de sustancia discontinuo sobre el tamiz conformador, se obtendría un diseño discontinuo de sustancia entre los salientes.

Se cree que el tamaño, la forma y la separación de los salientes y las propiedades del material en forma de banda tales como módulo de flexión, rigidez del material, espesor del material, dureza, temperatura de deflexión y proceso de conformación determinan la resistencia del saliente. El proceso de conformación es importante en las películas poliméricas por ejemplo, dado que la "conformación en frío" o el estampado en relieve genera tensiones residuales y diferentes distribuciones de espesor de pared que las producidas por termoconformado a elevada temperatura. Para algunas aplicaciones es deseable proporcionar una rigidez (resistencia a la deformación) que sea suficiente para soportar una presión de al menos 0,69 kPa (0,1 libras por pulgada cuadrada) sin deformar prácticamente los salientes situados donde la sustancia entra en contacto con una superficie externa. Un ejemplo de este requisito sería la necesidad de enrollar la banda sobre un rodillo para su transporte y/o dispensación. Incluso con presiones de enrollado muy bajas de 0,69 kPa (0,1 libras por pulgada cuadrada), una presión de enrollado residual en el interior del rodillo puede deformar los salientes en la banda suficientemente como para poner las capas de banda superpuestas en contacto con la sustancia. Se requiere una rigidez "umbral" de los salientes para evitar que se produzca este daño en el enrollado. De forma similar, cuando la banda es almacenada o dispensada como láminas diferenciadas, esta rigidez "umbral" es necesaria para evitar una activación prematura del producto debido al peso de las capas superpuestas de láminas u otras fuerzas tales como las fuerzas inducidas por las vibraciones durante el transporte, el manejo incorrecto, las caídas y similares.

La Figura 6 ilustra otro método para conformar un material, generalmente indicado como 80. En este método 80 un material deformable 82 está colocado sobre un tamiz conformador 84. El tamiz conformador 84 tiene una superficie superior 86 y cavidades 88. La superficie superior 86 está recubierta con una sustancia 90 de manera que la sustancia 90 no puentee las cavidades 88. El material 82 se coloca encima de la sustancia 90 como en la realización ilustrada en la Figura 5. Sin embargo, la Figura 6 muestra una fuerza de conformación H de presión positiva aplicada al material 82 desde encima del tamiz en lugar de una fuerza de vacío aplicada desde debajo del tamiz. La fuerza de conformación H puede provenir de un líquido aplicado bajo presión contra un material 82, tal como se produce en la conformación hidráulica. La fuerza de conformación H también puede ser generada aplicando un gas presurizado, tal vez calentado. Un fluido preferido para usar en una aplicación de conformación de presión positiva es agua caliente y su uso se describe en más detalle en las patentes de atribución común US-4.695.422, concedida a Curro y col., US-4.778.644, concedida a Curro y col., y US-4.839.216, concedida a Curro y col.

La Figura 6 describe un proceso alternativo generalmente indicado como 100. El proceso 100 tiene un tamiz conformador 102 que está curvado para formar un tambor. Una fuente de sustancia y un sistema de aplicación 104 son colocados corriente arriba de un extrusor 106. El sistema 104 de aplicación de sustancia deposita un fino recubrimiento de una sustancia 108 sobre una superficie exterior 110 del tamiz conformador 102. La superficie exterior 110 es tratada para que tenga una baja tensión superficial crítica de manera que la sustancia 108 preferentemente se adherirá a un material introducido sobre la sustancia 108 en lugar de a la superficie exterior 110 cuando la sustancia 108 se seca o enfría. El proceso 100 se diferencia del proceso 30 en que un material 112 es creado extruyendo directamente el material 112 sobre el tamiz conformador 102 en lugar de dosificar una banda previamente conformada sobre el mismo. El material 112 se coloca encima de la capa de sustancia 108 y el material 112 tiene una mayor afinidad por la sustancia 108 que por la superficie exterior 110 de manera que la sustancia 108 es de forma eficaz transferida al material 112 cuando se produce el contacto entre ellas.

Cuando el tamiz conformador 102 gira por delante del extrusor 106, se forma el material 112 como se muestra en la Figura 5. Un sistema 116 de vacío es ilustrado con el tamiz conformador 102 para llevar el material 112 alrededor de la capa de sustancia 108 hasta las cavidades en el tamiz conformador 102 para conformar salientes huecos. Una vez formados, los salientes huecos preferiblemente pasan por debajo de un sistema de suministro de inyección de sustancia tipo "chorro de tinta" 120 (disposición ordenada de boquillas presurizadas que comprende una pluralidad de boquillas presurizadas), que deposita una cantidad de sustancia 122 en la depresión de cada saliente hueco desde el exterior del tamiz conformador 102, dando lugar a un material conformado 121. Aunque se requiere un registro entre el sistema 120 de inyección de sustancia y los salientes huecos, el sistema 120 puede ser registrado directamente desde las cavidades en el tamiz conformador 102 que define la ubicación de los salientes. Esto es mucho menos difícil que el registro con una banda transitoria de material, especialmente bandas muy finas. El material conformado 121 es después descargado alrededor de un rodillo 118 de tensión de descarga.

La Figura 7 muestra el material conformado 121 después de abandonar el proceso 100. El material conformado 121 tiene salientes 124 y valles 126 rodeando a los salientes 124. Situada en los valles 126 se encuentra preferiblemente una capa continua interconectada de sustancia 108. Aunque, como se ha descrito anteriormente, la aplicación discontinua de sustancia al tamiz conformador produce un diseño discontinuo de sustancia en el material 121. Dentro de las depresiones de los salientes huecos 124 se encuentran manchas diferenciadas de sustancia 122. La sustancia 108 y la sustancia 122 pueden ser iguales, como por ejemplo un adhesivo sensible a la presión. Si se utiliza un adhesivo sensible a la presión, las sustancias 108 y 122 se encuentran en caras opuestas de material conformado 121 protegidas del contacto con superficies externas adyacentes al material 121 al estar situadas en dos tipos diferentes de ubicaciones protegidas, a saber, los valles y dentro de los salientes huecos. En esta situación, el material conformado junto con los adhesivos 108 y 122 pueden actuar como una cinta de doble cara. Sin embargo, las sustancias 108 y 122 podrían ser diferentes entre sí y servir para fines diferentes. De forma alternativa, como se muestra en la Figura 8, podría obtenerse un material 155 similar con la sustancia 152 situada sólo dentro de los salientes cónicos 158.

Podrían utilizarse otros procesos de fabricación, incluyendo aquellos en los que una estructura de conformación de tipo macho sustituye a la estructura de conformación de tipo hembra mostrada en las Figuras 5 y 6 con sus cavidades acompañantes. Estos procesos alternativos incluyen aquellos descritos con mayor detalle en la patente antes mencionada US-08/744.850, presentada el 8 de noviembre de 1996 en nombre de Hamilton y McGuire y titulada "Material Having A Substance Protected by Deformable Standoffs and Method of Making".

Puede utilizarse cualquier otro método de fabricación adecuado que proporcione resultados satisfactorios para la sustancia y el material en forma de lámina utilizados, incluyendo de forma no excluyente métodos manuales para unir la sustancia y el material en forma de lámina. Uno de estos métodos alternativos sería un método similar al de la Figura 6 pero en el que la lámina de material entrante ya exista como una banda de material en lugar de ser extruida en el tamiz conformador 84.Otra adaptación del método de la Figura 6 sería utilizar una cuchilla o un dispositivo limpia cristales que sustituiría el sistema 120 de suministro de boquilla presurizada para dosificar la sustancia en las depresiones que se corresponden con los salientes huecos y garantizar que la sustancia en el material en forma de lámina acabado esté en la ubicación protegida por debajo de las superficies más externas del material en forma de lámina.

La Figura 9 muestra una forma preferida de los salientes y valles de la presente invención que permite que los salientes prácticamente se inviertan y/o aplasten como un modo de deformación. La forma preferida minimiza el replegamiento del saliente y la interferencia con la sustancia colocada en los valles entre salientes o dentro de los salientes huecos, o ambos. Asimismo, la forma preferida ayuda a garantizar una resistencia repetible predecible a la deformación del saliente. La Figura 9 muestra que cada saliente está definido por una dimensión de altura A y una dimensión de diámetro de base B. Una relación entre el diámetro de base B y la altura A preferida, que permite que los salientes prácticamente se inviertan y/o aplasten sin replegarse, es de al menos 2:1.

El modo y la fuerza de deformación pueden estar influenciados por el perfil de espesor de las paredes laterales para proporcionar resultados más deseados. Una pared lateral del saliente une la parte más externa del saliente al material no conformado adyacente al perímetro de la base del saliente. La pared lateral según se ha definido también puede contener una región periférica prácticamente dentro de la parte extrema que es prácticamente más fina que la región interior de la parte extrema. Los salientes donde al menos una parte de las paredes laterales es prácticamente más fina que el material sin conformar adyacente al perímetro de la base se consideran preferidos para su deformación por parte del usuario. Las paredes laterales que además son prácticamente más finas en al menos una parte de la pared lateral en comparación con el material de la parte extrema del saliente también facilitan de forma ventajosa que ocurra la deformación ante todo en la estructura de la pared lateral.

En estructuras que contienen salientes relativamente pequeños, como se observa en los patrones de salientes con densidad numérica alta, tales calibres de pared lateral más finos pueden ser especialmente útiles.

Los métodos de producción pueden afectar al perfil de espesor de las paredes laterales tal como en el uso de un tamiz conformador con paredes laterales prácticamente rectas que definen el orificio del tamiz conformador. Un proceso de este tipo permite un espesor de pared lateral prácticamente más fino pues el saliente se estira libremente desde el perímetro de la base hacia el interior de la cavidad del tamiz conformador hasta el punto de contacto con el tamiz de respaldo interno. El objetivo del tamiz de respaldo interno es evitar un estiramiento adicional del saliente. Este enfoque proporciona un perfil de calibre más variado dentro de las paredes laterales.

También puede ser útil microtexturar el material durante la conformación, por ejemplo produciendo una distinción entre una cara del material y la otra cara. El microtexturado de las características de la superficie más externa de la estructura tridimensional se puede conseguir en la presente invención, por ejemplo, estirando la pieza de material en las cavidades del tamiz conformador y contra una superficie microtexturada, tal como un tambor al vacío que tiene pequeñas aberturas en el mismo.

La Figura 10 ilustra otra realización de un material de acuerdo con la presente invención, con una estructura similar a la mostrada en la Figura 8. Sin embargo, además de los elementos estructurales de la Figura 8, el material de la Figura 10 incluye un elemento estructural adicional en forma de una o más capas de un material poroso 165 que cubre la sustancia protegida 152 desde la cara opuesta a la protegida por el material en forma de lámina. El material poroso 165 puede ser cualquier material suficientemente poroso como para no bloquear o significativamente afectar a la capacidad de la sustancia 152 que debe ser dispensada desde el material en forma de lámina sobre la superficie objetivo contra la cual se colocaría el material poroso. Los materiales porosos pueden comprender, como se muestra en la Figura 10, un material fibroso tal como un material tejido o no tejido, un bucarán o material tipo malla, una película porosa o con orificios o similares, con una composición similar o diferente a la del propio material en forma de lámina. Puede utilizarse cualquiera de los tipos de materiales tipo lámina antes mencionados. La inclusión de este material poroso proporciona una protección adicional a la sustancia antes de activar el material en forma de lámina y puede proporcionar una ventaja de distribución adicional para dispersar de forma más uniforme la sustancia sobre la superficie objetivo, especialmente cuando también se utiliza un movimiento traslacional del material en forma de lámina. El material poroso también puede proporcionar una interacción adicional con la sustancia tal como en el caso de las sustancias de reducción de la viscosidad por cizallamiento y puede proporcionar ventajas adicionales tales como formación de espuma o generación de espuma, etc. Una aplicación contemplada para este tipo de estructura sería una bayeta de limpieza que proporciona su propia fuente de agente limpiador.

En general, la presente invención es una estructura tridimensional para alojar una sustancia protegida frente al contacto accidental con superficies externas. La estructura puede convertirse en una estructura prácticamente bidimensional aplicando una fuerza de compresión de manera que la estructura se colapse para liberar o exponer la sustancia al contacto con superficie(s) externa(s). Sin embargo, el ámbito de la invención también es aplicable a estructuras tridimensionales que evitan que las sustancias entren en contacto accidental, las cuales son convertidas en estructuras prácticamente bidimensionales por otros medios que no son la compresión. Por ejemplo, los inventores han descubierto que una fuerza de tracción aplicada a la misma estructura tridimensional puede hacer que se deformen plásticamente en sentido longitudinal contrayendo así el grosor o espesor para de forma similar exponer o liberar sustancia. Se cree que bajo una tensión suficiente, el material existente entre salientes se deforma en respuesta a las fuerzas en el plano del material y los salientes se alargan así en la misma dirección. Cuando los salientes se alargan, se reduce su altura. Con una elongación suficiente los salientes se reducen en altura hasta donde quedan expuestas las sustancias existentes entre ellos, dentro de ellos o ambas.

Puede aplicarse una combinación de fuerzas de compresión y de tracción al material de la presente invención para exponer una sustancia desde dentro de la estructura tridimensional. Aunque en una realización preferida de la presente invención, la fuerza de tracción necesaria para conseguir una deformación suficiente de dicha estructura tridimensional y exponer sustancia a una superficie externa es significativamente mayor que la fuerza de compresión necesaria para conseguir el mismo resultado, puede diseñarse una estructura que sea más fácilmente deformada por una fuerza de tracción aplicada en una dirección plana específica. Por ejemplo, una estructura puede tener ondas paralelas en lugar de salientes y las ondas pueden ser fácilmente aplanadas estirando la estructura en dirección perpendicular a las ondas pero en el plano de las ondas. Otras estructuras de respuesta a la tracción adecuadas se describen en US-5.518.801, concedida a Chappell y col.

En otro ejemplo se podría aplicar calor para hacer que la misma estructura hecha de película retráctil se reduzca en espesor para liberar o exponer de modo similar la sustancia.

Ejemplos de usos de la estructura tridimensional de la presente invención, además de cintas, etiquetas y envolturas para almacenamiento, incluyen: toallitas faciales impregnadas con lociones, cintas aromatizadas que contienen perfumes microencapsulados, papel para estantes y paredes impregnadas con adhesivo, parches medicinales, suministro a una superficie de condimentos con patrones, adhesivos bicomponentes, productos químicos para pretratamiento de lavado de ropa, sistemas de suministro de abrasivos y otras aplicaciones donde se desea eludir el contacto con una sustancia mantenida en un sustrato hasta que se produce cierta acción.

Como se describe a continuación, diferentes sustancias pueden ser depositadas sobre las caras opuestas del material formado. Se pueden colocar múltiples sustancias sobre la misma cara del material, separadas geométricamente entre sí o mezcladas. Las sustancias pueden ser parcialmente estratificadas. Un ejemplo es una capa de adhesivo adyacente a la superficie del material con partículas sólidas adheridas a la cara expuesta de la capa adhesiva. Como se ha descrito anteriormente, múltiples sustancias que inicialmente están separadas (en la misma cara o en caras opuestas del material en forma de lámina) pueden ser mezcladas durante el proceso de activación o durante operaciones posteriores de dispensación y/o dispersión.

Un diseño de salientes puede ser superpuesto a una escala dimensional similar o a una escala dimensional diferente tal como un diseño único o múltiple de "microprotrusiones" situadas en las partes superiores de otros salientes mayores.

Claims (10)

1. Un sistema de suministro de sustancias caracterizado por una estructura tridimensional que tiene características de superficie más externa y espacios entre dichas características de superficie más externa para contener una sustancia, en donde dicha sustancia tiene un nivel dentro de dichas características de superficie más externa de manera que dicha sustancia está protegida frente al contacto accidental con superficies externas y una sustancia que tiene una resistencia significativa para fluir antes del suministro a una superficie objetivo ocupando dichos espacios de dicha estructura tridimensional, permaneciendo dicha sustancia protegida hasta que dicha estructura tridimensional es suficientemente deformada para formar una estructura prácticamente bidimensional y quedando así dicha sustancia expuesta al contacto con una superficie externa sin que sea necesaria la adherencia de dicha superficie externa, en donde dicha sustancia tiene una viscosidad eficaz al ser activada que permite que dicha sustancia sea liberada de dicha ubicación y dispensada sobre dicha superficie objetivo.

2. El sistema de suministro de sustancias de la reivindicación 1, también caracterizado porque dichos espacios están interconectados.

3. El sistema de suministro de sustancias de la reivindicación 1, también caracterizado porque dichos espacios están diferenciados.

4. El sistema de suministro de sustancias de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, también caracterizado porque dicha estructura tridimensional es deformable mediante una fuerza de compresión aplicada en sentido prácticamente perpendicular a un plano definido por dicha estructura tridimensional y en donde dichas características de superficie más externa de dicha estructura tridimensional se deforman en una dirección prácticamente perpendicular a dicho plano.

5. Un material en forma de lámina activable de forma selectiva para dispensar y dispersar una sustancia sobre una superficie objetivo, en donde dicho material en forma de lámina se caracteriza por una lámina de material tridimensional que tiene una primera cara y una segunda cara, en donde dicha primera cara tiene una pluralidad de salientes huecos que se extienden hacia fuera a partir de la misma y separados entre sí por valles, dicha segunda cara tiene una pluralidad de depresiones correspondientes a dicha pluralidad de salientes huecos; y una sustancia que se adhiere y llena parcialmente una ubicación protegida frente al contacto externo que comprende al menos uno de dichos valles y dichas depresiones, de manera que dicho material en forma de lámina puede ser activado de forma selectiva deformando dichos salientes huecos para suministrar dicha sustancia a una superficie objetivo, en donde dicha sustancia tiene una viscosidad eficaz al ser activada que permite a dicha sustancia ser liberada de dicha ubicación y dispensada sobre dicha superficie objetivo.

6. El material en forma de lámina activable de forma selectiva de la reivindicación 5, también caracterizado porque dicha sustancia se adhiere y parcialmente llena dichas depresiones o dichos valles.

7. El sistema de suministro de sustancias de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, también caracterizado porque dicho sistema de suministro de sustancias también comprende una lámina de material poroso, preferiblemente fibroso, de manera que dicha sustancia está situada entre dicha estructura tridimensional y dicha lámina de material poroso y puede ser dispensada a través de dicha lámina de material poroso.

8. El sistema de suministro de sustancias de una de las reivindicaciones 1 a 7, también caracterizado porque dicha sustancia presenta mayor fluidez después de que dicha estructura tridimensional es deformada, en donde dicha sustancia preferiblemente comprende una sustancia de reducción de la viscosidad por cizallamiento.

9. El sistema de suministro de sustancias de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, también caracterizado porque dicha sustancia se selecciona del grupo que consiste en agentes limpiadores, agentes medicinales, emolientes, lubricantes, colorantes, conservantes, protectores, condimentos, adhesivos, fragancias, antitranspirantes, desodorantes, y combinaciones de los mismos.

10. El sistema de suministro de sustancias de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, también caracterizado porque dicho sistema de suministro de sustancias incluye al menos dos sustancias de diferente composición.