[发明专利]处理亲水表面的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2006年8月15日提交的第11/464,819号美国专利申请的继续申请，还涉及2008年10月7日授权的题为“具有润滑表面的制品和方法”的第7,431,989号美国专利，通过引用将其全部内容纳入本文。

背景技术

本领域熟知当两个物体彼此接触时，摩擦力是阻止其自由滑动的阻力。根据观察到的具体运动，有多种不同类型的摩擦力。静摩擦力是保持物体静止直至所述物体开始运动瞬间的力。动摩擦力是彼此接触的两个物体运动中的阻力。对于任意两个彼此接触的物体，可以确定称为摩擦系数的值，即这些摩擦力的相对度量。因此，存在静摩擦系数和动摩擦系数。换句话说，摩擦系数表示引发彼此接触的两个表面之间的运动所需的力或引发后维持该滑动运动所需的力的大小。由于其化学组成、物理性质和表面糙度不同，不同的物体具有不同的摩擦系数。较软较柔顺的材料如橡胶和弹性体与柔顺性较差的材料相比往往具有较高的摩擦系数(更防滑)。摩擦系数值越低，阻力越小或表面越光滑。例如，冰块放在抛光的钢表面上的摩擦系数低，而砖块放在木材表面上的摩擦系数会高得多。

静摩擦系数和动摩擦系数之差称为“粘滑(stick-slip)”。粘滑值对于进行前后运动、频繁停止的运动或极缓慢运动的系统非常重要。在这种系统中，通常向彼此接触的两个物体中的一个施加力。必须逐渐增加该力直到物体开始运动为止。在开始运动的瞬间(称为“爆发”)，克服了静摩擦力，动摩擦力成为主导。如果静摩擦系数比动摩擦系数大得多，那么所述物体会突然并快速地运动。这种快速运动可能是不合乎需要的。另外，对于缓慢运动的系统，物体可能在初始运动之后重新粘着静止，接着发生另一个突然的爆发。这种粘着和爆发的重复循环被称为“静态阻力(stiction)”。

为了使两个表面之间的摩擦力降至最低，可以施加能减少引发并维持滑动运动所需的力的润滑剂。但是，当两个润滑表面长时间保持接触时，由于两个表面之间的挤压力，润滑剂有从接触区域迁移出来的趋势。这种作用随着挤压力增大会增加。随着更多的润滑剂从两个表面之间迁移，在表面之间引发运动所需的力会恢复到非润滑表面的情况，并产生静态阻力。这种现象也会在缓慢运动的系统中发生。由于速度低，时间间隔足以使得润滑剂从接触区域迁移离开。物体运动越过贫润滑剂区域之后，物体与富润滑剂区域接触。富润滑剂区域中的摩擦力较小，物体会发生突然快速运动。

已尝试减轻彼此接触的表面之间的润滑剂迁移。具体地，已有的方法使用能源来处理施加在一个或多个表面上的润滑剂，从而减轻所述迁移。

以下美国专利第4,536,179号；第4,767,414号；第4,822,632号；第4,842,889号；第4,844,986号；第4,876,113号；第4,960,609号；第5,338,312号和第5,591,481号中记载了在几个具体实施方式中尝试使用气体等离子体作为能源来解决上述问题的相关信息。但是，这些文献中的每一个都具有使用真空下产生的离子化气体等离子体来处理润滑剂层的缺点，使得该方法无法实际用于大规模生产操作。

因此，需要一种制备润滑表面的方法，其中两个表面之间接触区域的润滑剂迁移减轻，从而将爆发力和滑动摩擦力降至最低，这种方法不需要在真空下进行。还需要用这种方法生产的制品。

发明概述

本发明的发明人也是题为“具有润滑表面的制品和方法(Article with Lubricated Surface and Method)”的第7,431,989号美国专利的共同发明人，通过引用将其全部内容纳入本文。已证明美国专利第7,431,989号可以用于润滑医用注射器。医用注射器通常以两种主要方式使用。第一种方式中，用液体填充注射器，然后几乎立刻将液体分配。第二种方式中，用液体填充注射器(通常称为预填充注射器)，再存储一段时间。虽然美国专利第7,431,989号的发明可以在任一种情况下使用，但是已经发现一种可以与美国专利第7,431,989号的发明联合使用的新方法，以进一步提高亲水表面(如玻璃)上润滑剂层的稳定性。具体地，本发明可用于液体在注射器中存储一段时间的情况。