CN107708991A - 用于皮肤安装装置的吸湿粘合剂 - Google Patents
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Abstract
本发明记载了透气性多层粘合剂结构，其可以用作将装置安装到皮肤上的粘合剂。透气性多层粘合剂结构可以包括通过多孔粘合层附着到皮肤上的吸湿层。各孔允许从皮肤释放的湿气通过所述吸湿层传递走。所述粘合剂结构允许将装置长时间(例如，几小时或几天)安装到皮肤上而不会引起湿气相关的皮肤损伤，如红斑、浸软和刺激或炎症。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月15日提交的题为“用于皮肤安装装置的吸湿粘合剂”的美国临时申请No.62/175,785的权益和优先权，其全部内容通过引用结合于此，包括附图。
关于联邦资助研究的声明
不适用。
缩微胶片附录的参照
不适用。
技术领域
本发明总体上涉及用于将装置安装到皮肤上的粘合剂结构。
背景技术
一些可穿戴装置使用双面粘合剂附着到皮肤上，在皮肤上形成不透气的覆盖层并防止湿气(如汗液和蒸汽)逸出。粘合剂可以长时间地将湿气俘获在皮肤上，这可能导致湿气相关的皮肤损伤，如红斑、浸软、刺激和炎症。积聚的湿气也降低了粘合剂的粘合强度，从而导致可穿戴装置从皮肤上脱落，并影响局部出汗率。双面粘合剂还可以在皮肤和/或可穿戴装置上留下不希望的残留物。在一些情况下，可穿戴装置附着到使用者皮肤的位置和/或可穿戴装置本身必须被清洁(例如，擦拭)以除去残留物或再使用可穿戴装置。
发明内容
本发明涉及新颖的吸湿粘合剂和粘合剂结构，以改善透气性并降低伤害的可能性。所述吸湿粘合剂和粘合剂结构可以在将可穿戴装置安装到皮肤上时显著地减少或防止湿气的积聚。根据一些实施方案，所述粘合剂可以具有多层结构，其可以被构造成将湿气或汗液从皮肤传递到所述粘合剂的周边，从而防止可能造成损伤的积聚。
在一个方面，本发明涉及一种透气性多层粘合剂结构，其包括：(i)具有第一表面和第二表面的吸湿层；(ii)第一粘合层，其具有与所述吸湿层的第一表面接触的第一粘合面和适于接触皮肤的第二粘合面，其中第一粘合层包括使得湿气能够从皮肤流动到所述吸湿层的多个孔。
根据本发明的一些实施方案，所述吸湿层可以直接固定到可穿戴装置，例如通过模制或接合。
根据本发明的一些实施方案，所述多层粘合剂结构可以包括具有与所述吸湿层的第二表面接触的第三粘合面的第二粘合层。此外，第二粘合层可以包括与可穿戴装置接触的第四粘合面。
根据本发明的一些实施方案，所述可穿戴装置可以选自电子装置、光子装置、光电子装置或它们的组合。
根据本发明的一些实施方案，所述吸湿层的第一表面和第二表面可以是大致平行的。
根据本发明的一些实施方案，第一粘合层包含选自硅凝胶粘合剂、硅酮压敏粘合剂、丙烯酸类压敏粘合剂、天然或合成的橡胶粘合剂、水胶体粘合剂和水凝胶粘合剂的皮肤粘合剂。
根据本发明的一些实施方案，所述吸湿层包括适于促进湿气吸收和传递(例如，通过毛细管作用)的多个微通道和/或纳米通道。
根据本发明的一些实施方案，所述吸湿层包含选自吸收纸、开孔泡沫、非织造织物、微纤维布和纳米纤维网的吸湿材料。
根据本发明的一些实施方案，第一粘合层和第二粘合层各自具有宽度，其中第一粘合层的宽度大于第二粘合层的宽度。
根据本发明的一些实施方案，所述吸湿层的宽度大于第二粘合层的宽度。
根据本发明的一些实施方案，第一粘合层包括至少一个切口。
根据本发明的一些实施方案，第一粘合层包括多个断开的区段。
根据本发明的一些实施方案，所述透气性多层粘合剂还包括至少一个通孔，从而允许所述可穿戴装置电气连接到皮肤。
根据本发明的一些实施方案，所述吸湿层为50～1,500μm厚。
根据本发明的一些实施方案，第一粘合层为15～500μm厚。
根据本发明的一些实施方案，第二粘合层为15～500μm厚。
根据本发明的一些实施方案，所述结构的至少一部分(例如，第一粘合层)是柔性的。
根据本发明的一些实施方案，所述结构的至少一部分(例如，第一粘合层)是可拉伸的。
根据本发明的一些实施方案，所述结构的至少一部分(例如，第一粘合层)是共形的。
在另一个方面，本发明涉及一种粘合剂结构，其包括：(i)具有第一表面和第二表面的吸湿层，和(ii)延伸穿过第一表面和第二表面的通孔，其中水凝胶部分在所述通孔内。所述水凝胶部分的周边渗透到所述吸湿层中。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶部分的周边渗透到所述吸湿层中约1～1.5mm。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶部分具有适于将所述粘合剂结构附着到皮肤的第一粘合面和适于将所述粘合剂结构附着到皮肤安装装置的与第一粘合面相对的第二粘合面。
根据本发明的一些实施方案，所述结构还包括第一粘合层，其具有与所述吸湿层的第一表面接触的第一粘合面和适于将所述粘合剂结构附着到皮肤的第二粘合面。
根据本发明的一些实施方案，所述结构还包括第二粘合层，其具有与所述吸湿层的第二表面接触的第三粘合面和适于将所述粘合剂结构附着到皮肤安装装置的第四粘合面。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶部分的第五粘合面和第一粘合层的第二粘合面是基本上共面的，并且所述水凝胶部分的第六粘合面和第二粘合层的第四粘合面是基本上共面的。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶部分由水凝胶前体形成。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含一种或多种单体、一种或多种聚合物、一种或多种交联剂、一种或多种湿润剂、一种或多种电解质和水。
根据本发明的一些实施方案，所述一种或多种单体包括丙烯酸、丙烯酸的盐、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸的盐、二甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺丙烯酸丁酯或它们的组合。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含1-25wt％的所述一种或多种单体。
根据本发明的一些实施方案，所述一种或多种聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酸、聚乙烯醇、一种或多种离子聚丙烯酰胺、一种或多种非离子聚丙烯酰胺或它们的组合。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含1-50wt％的所述一种或多种聚合物。
根据本发明的一些实施方案，所述一种或多种交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或它们的组合。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含0.01-5wt％的所述一种或多种交联剂。
根据本发明的一些实施方案，所述一种或多种湿润剂包括甘油、丙二醇、三甘醇、三丙二醇、丁二醇或它们的组合。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含1-90wt％的所述一种或多种湿润剂。
根据本发明的一些实施方案，所述一种或多种电解质包括氯化钠、氯化钾、氯化锂或它们的组合。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含0.1-25wt％的所述一种或多种电解质。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含1-95wt％的水。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含一种或多种增稠剂。
根据本发明的一些实施方案，所述一种或多种增稠剂包括刺槐豆胶、纤维素、明胶、琼脂、海藻酸、酪蛋白、胶原、瓜尔豆胶或它们的组合。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体包含20wt％或更少的所述一种或多种增稠剂。
根据本发明的一些实施方案，所述吸湿层包括多个通孔，并且所述多个通孔中的每个通孔都包括在水凝胶部分内。
在另一方面，本发明涉及一种形成粘合剂结构的方法，其包括：用水凝胶前体填充形成在吸湿层中的一个或多个通孔；和固化所述水凝胶前体以在所述吸湿层内形成一个或多个水凝胶部分。所述水凝胶前体的一种或多种性质、填充的一种或多种特性或它们的组合使所述水凝胶前体在所述水凝胶前体的固化之前渗透到所述吸湿层中。
根据本发明的一些实施方案，所述一个或多个水凝胶部分的周边渗透到所述吸湿层中约1～1.5mm。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体在填充所述一个或多个通孔期间具有2000-30000cPs的粘度。
根据本发明的一些实施方案，填充的一种或多种特性包括以分配器头速度、分配器头高度、流量或它们的组合来分配所述水凝胶前体，从而使所述水凝胶前体渗透所述吸湿层。
根据本发明的一些实施方案，所述水凝胶前体的固化包括所述水凝胶前体的光聚合。
根据本发明的一些实施方案，所述光聚合为电子束光聚合、紫外光聚合或它们的组合。
在阅读下面的附图、详细说明和权利要求书之后，将更全面地理解本发明的这些和其他能力以及发明本身。
附图说明
并入本说明书中的附图示出了本发明的一个或多个示例性实施方案，并且与详细说明一起用于解释和阐述这些发明的原理和应用。附图和详细说明是说明性的而不是限制性的，并且可以在不脱离本发明范围和精神的情况下进行适应和修改。
图1是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构100的断面图的图示。
图2是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构200的断面图的图示。
图3是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构300的断面图的图示。
图4是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构400的断面图的图示。
图5A是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构500的立体图的图示。
图5B是根据本发明一些实施方案的图5A的吸湿双面粘合剂结构500的断面图的图示。
图6A是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构600的立体图的图示。
图6B是根据本发明一些实施方案的图6A的吸湿双面粘合剂结构600的断面图的图示。
图7A是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构700的立体图的图示。
图7B是根据本发明一些实施方案的沿着图7A的线7B-7B的吸湿双面粘合剂结构700的断面图的图示。
图7C是根据本发明一些实施方案的沿着图7A的线7C-7C的吸湿双面粘合剂结构700的断面图的图示。
图7D是根据本发明一些实施方案的在用水凝胶前体填充通孔740期间通过分配器尖端的移动形成的图案的平面图的图示。
图7E是根据本发明一些实施方案的在用水凝胶前体填充通孔740期间通过分配器尖端的移动形成的另一图案的平面图的图示。
图7F是根据本发明一些实施方案的在用水凝胶前体填充通孔740期间通过分配器尖端的移动形成的另一图案的平面图的图示。
图7G是根据本发明一些实施方案的在用水凝胶前体填充通孔740期间通过分配器尖端的移动形成的另一图案的平面图的图示。
图7H是根据本发明一些实施方案的在用水凝胶前体填充通孔740期间通过分配器尖端的移动形成的另一图案的平面图的图示。
图7I是根据本发明一些实施方案的在用水凝胶前体填充通孔740期间通过分配器尖端的移动形成的另一图案的平面图的图示。
图7J是根据本发明一些实施方案的在用通孔740填充通孔740期间通过分配器尖端的移动形成的另一图案的平面图的图示。
图8是根据本发明一些实施方案的用于形成具有水凝胶部分的粘合剂结构的方法800的流程图。
图9A是根据本发明一些实施方案的具有电子部件的吸湿双面粘合剂结构的俯视立体图的图示。
图9B是根据本发明一些实施方案的图9A的具有电子部件的吸湿双面粘合剂结构的仰视立体图的图示。
图9C是根据本发明一些实施方案的具有可穿戴装置的替代吸湿双面粘合剂结构的仰视立体图的图示。
具体实施方式
本发明涉及一种多孔粘合剂结构，其具有可以从皮肤吸收和传递湿气的吸湿材料。多孔粘合剂结构使得汗液和蒸汽能够经由吸湿材料传递并且从粘合剂的周边逸出(例如，通过毛细管作用)。因此，本发明涉及粘合剂结构，如吸湿双面粘合剂结构。所述吸湿双面粘合剂结构可以用于将诸如电子装置等可穿戴装置直接地(例如，附着于皮肤上)或间接地(例如，附着于诸如衣服、绷带等覆盖层上)安装到诸如人体或动物体等身体的表面上(例如，皮肤上)。双面粘合剂结构的吸湿能力可以防止湿气或汗水在结构与皮肤之间的积聚。因此，电子装置可以长时间(例如，几小时或几天)安装到皮肤上而不会引起湿气相关的皮肤损伤，如红斑、浸软、刺激或炎症。
吸湿粘合剂可以用于安装用于感测、监测和/或诊断的可穿戴装置。所述装置可以是电子装置、光学装置、光电子装置或其任何组合。作为非限制性示例，示例性装置可以是使用者认证、移动支付和/或位置跟踪的电子装置。其他示例应用包括加速度计、温度传感器、神经传感器、水合传感器、心脏传感器、运动传感器、流量传感器、压力传感器、设备监视器(例如，智能装置)、呼吸节奏监视器、皮肤电导监测器或其任何组合。根据本发明的一些实施方案，可穿戴装置可以与诸如智能电话、计算机、机顶盒、电子板或平板电脑以及手表等外部装置无线通信。
根据本发明一些实施方案的吸湿粘合剂可以呈多层结构的形式。吸湿能力使粘合剂透气。图1示出了根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构100的断面图。粘合剂结构100可以包括吸湿层110、第一粘合层120和第二粘合层130。吸湿层110可以具有第一表面112和第二表面114。第一表面112和第二表面114可以大致平行或不平行，例如，在吸湿层110具有变化的厚度的情况下。第一粘合层120可以具有与吸湿层110的第一表面112接触的第一粘合面122和适于接触皮肤的第二粘合面124。第二粘合层130可以具有与吸湿层的第二表面114接触的第三粘合面132和适于接触可穿戴装置(例如，皮肤安装装置)的第四粘合面134。
根据本发明的一些实施方案，吸湿层110可以包括吸湿材料。吸湿材料的示例包括但不限于吸湿织物、吸收纸、开孔泡沫和导电纳米纤维膜。吸湿织物可以包括微纤维和纳米纤维基材料。微纤维和纳米纤维基材料可以由聚酯、聚酰胺(例如，尼龙、 )或者聚酯、聚酰胺和聚丙烯的结合物制成。吸湿织物可以是针织、机织和非织造的织物。吸湿织物也可以是聚酯、氨纶和尼龙的混合物。吸湿织物可以包括以商品名Dri-FIT、 Capilene、CoolMax、Coolpass、Fieldsensor、UnderArmour、MTS和UA tech可得到的材料。这种吸湿织物通常用于运动服装。
根据本发明的一些实施方案，吸湿层110可以包括适于促进湿气吸收和传递(例如，通过毛细管作用)的多个微通道和/或纳米通道。
根据本发明的一些实施方案，第一粘合层120可以包括多个孔，从而使得湿气能够从皮肤流动到吸湿层110。多个孔可以随机或以预定模式分布。根据本发明的一些实施方案，第一粘合层120可以具有至少约5％、至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％或更高的孔隙率，但不包括100％。根据本发明的一些实施方案，孔隙率可以在约5％～约80％或约10％～约60％的范围内。孔的断面可以具有任何宽度尺寸，只要其允许湿气渗透过第一粘合层120。根据一些实施方案，第一粘合层120可以具有以类似于孔配置在将要应用可穿戴装置的皮肤或其他组织层的区域中的方式而配置的孔。根据一些实施方案，第一粘合层120可以具有与将要应用可穿戴装置的皮肤或其他组织表面相同的孔隙率。根据一些实施方案，可以选择第一粘合层120中的孔的尺寸，使得其包括(例如，重叠或覆盖)将要应用粘合剂结构100的皮肤(或组织)的预定数量的皮肤(或组织)孔。
第一粘合层120可以包含皮肤粘合剂，其可以是无支撑的转印或双面涂覆的粘合剂。本领域已知的任何皮肤粘合剂可以用于根据本发明的粘合剂中。合适的皮肤粘合剂包括丙烯酸类、硅酮类、水胶体类、糊精类和聚氨酯基粘合剂以及天然和合成弹性体。合适的示例包括无定形聚烯烃(例如，包括无定形聚丙烯)、牌合成弹性体和天然橡胶。其他示例性的皮肤粘合剂包括丙烯酸类粘合剂、氰基丙烯酸酯、水胶体粘合剂、水凝胶粘合剂、软硅酮粘合剂和硅酮压敏粘合剂。根据本发明的一些实施方案，皮肤粘合剂可以包括硅凝胶。根据本发明的一些实施方案，皮肤粘合剂可以包括丙烯酸类压敏粘合剂。第一粘合层120可以进一步包含添加剂，如增粘剂、抗氧化剂、加工油等。
第一粘合层120和皮肤之间的较小接触面积可以提高磨损的舒适度并增加湿气传递的速率。例如，第一粘合层120可以包括至少一个切口(例如，1、2、3、4、5、6、7、8个或更多)。可以通过确保在第一粘合层120和皮肤之间具有足够的粘合力来确定切口的尺寸。切口可以具有任何形状，只要在第一粘合层120和皮肤之间具有足够的粘合力。例如，切口可以呈圆形、椭圆形、菱形、三角形、正方形、矩形、五边形或六边形。第一粘合层120的第二粘合面124可以被纹理化以增加第一粘合层120与皮肤之间的粘合力，同时减小接触面积。例如，第二粘合面124可以包括多个纳米级或微米级柱(例如，参见Mahdavi等人，“Abiodegradable and biocompatible gecko-inspired tissue adhesive”，Proc.Nat’lAcad.Sci.,vol.105，no.7，Feb.19，2008，pp.2307-2312，其公开内容在此引入作为参考)。第一粘合层120不必是连续的层或提供连续的表面。根据本发明的一些实施方案，粘合层可以包括连接或断开的多个区段(例如，2、3、4、5、6、7、8个或更多)。
图2是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构200的断面图的图示。吸湿双面粘合剂结构200类似于图1的吸湿双面粘合剂结构100。然而，代替第一粘合层120，吸湿双面粘合剂结构200包括第一粘合层220。第一粘合层220包括在第一粘合层220的各区段224之间的间隙222。尽管仅仅示出了一个间隙222和两个区段224，但是可以具有任何数量的间隙222和对应的区段224，同时保持第一粘合层220附着到诸如皮肤等表面上的能力。
回来参照图1，根据本发明的一些实施方案，吸湿层110可以通过任何附接或接合工艺附着到可穿戴装置。例如，可穿戴装置可以具有模制在其表面或一部分中的吸湿层110。根据一些实施方案，吸湿层110可以例如通过热焊接、超声波接合、溶剂接合和/或等离子体接合而接合到可穿戴装置。根据一些实施方案，可以使用粘合剂或胶水将吸湿层110附着到可穿戴装置。根据一些实施方案，包括多个孔的塑料层可以配置在吸湿层110和第一粘合层120之间。可穿戴装置与吸湿层110一起可以是可重复使用的。
第二粘合层130可以包含粘合剂，其可以是无支撑的转印或双面涂覆的粘合剂。本领域已知的任何皮肤粘合剂可以用于根据本发明的粘合剂中。合适的皮肤粘合剂包括丙烯酸类、硅酮类、水胶体类、糊精类和聚氨酯基粘合剂以及天然和合成弹性体。合适的示例包括无定形聚烯烃(例如，包括无定形聚丙烯)、牌合成弹性体和天然橡胶。其他示例性的皮肤粘合剂包括丙烯酸类粘合剂、氰基丙烯酸酯、水胶体粘合剂、水凝胶粘合剂、软硅酮粘合剂和硅酮压敏粘合剂。根据本发明的一些实施方案，皮肤粘合剂可以包括硅凝胶。根据本发明的一些实施方案，皮肤粘合剂可以包括丙烯酸类压敏粘合剂。第二粘合层130可以进一步包含添加剂，如增粘剂、抗氧化剂、加工油等。
吸湿层110的厚度可以为50-1500μm，例如50-400μm或100-350μm。第一粘合层120的厚度可以为15-500μm。第二粘合层130的厚度可以为15-500μm。
根据本发明的一些实施方案，第二粘合面124可以与剥离衬垫接触。第四粘合面134也可以与剥离衬垫接触。剥离衬垫使得吸湿粘合剂结构100能够被储存和运输，而不会丧失其粘合性或被污染。
吸湿层110、第一粘合层120和第二粘合层130的宽度可以彼此不同。图3是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构300的断面图的图示。吸湿双面粘合剂结构300类似于图1的吸湿双面粘合剂结构100，除了以下的区别。
根据本发明的一些实施方案，第一粘合层320的宽度比第二粘合层330的宽度大例如1-10mm。根据本发明的一些实施方案，吸湿层310的宽度可以比第二粘合层330的宽度大例如1-10mm。根据本发明的一些实施方案，吸湿层310的宽度可以比第一粘合层320的宽度大例如1-10mm。增加吸湿层310的宽度使得更多的吸湿层310(例如，外边缘310A)暴露于周围环境并且使得湿气能够更快地从吸湿层310蒸发，这有助于将湿气从吸湿层310的内部区域传递到边缘(例如，通过毛细管力)。
回来参照图1，吸湿粘合剂结构100可以进一步包括至少一个通孔(例如，1、2、3个或更多)，从而允许可穿戴装置的各部件(例如，电极、温度传感器、声学致动器和变换器)直接接触皮肤。
图4是根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构400的断面图的图示。双面粘合剂结构400可以包括吸湿层410、第一粘合层420、第二粘合层430、第一通孔440、第二通孔442、延伸进入或穿过第一通孔440的第一电极450以及延伸进入或穿过第二通孔442的第二电极452。第一电极450和第二电极452均可以与可穿戴装置物理和/或电气接触，从而测量生物电位和生物阻抗(例如，眼电图(EOG)、脑电图(EEG)、肌电图(EMG)、皮肤电流反应(GSR)和心电图(ECG)信号)和热信号(例如，温度和热通量)。第一通孔440和第二通孔442可以分别填充有导电和/或导热材料，如导电水凝胶、金属、合金、银膏、碳纳米管膏和石墨烯膏等。可穿戴装置与皮肤电气连接和/或热连接的能力允许可穿戴装置测量、感测或监测至少一种参数(例如，心率、温度或水合状态)。
本发明的粘合剂结构可以使用本领域技术人员已知的标准涂布或层压设备来制造。粘合剂结构可以制成具有任何形状或尺寸的带子、衬垫、贴片或其他规则或不规则形状的粘合剂元件的形式。
根据本发明的一些实施方案，粘合剂结构100的至少一部分可以是柔性的。例如，第一粘合层120可以是柔性的。根据本发明的一些实施方案，粘合剂结构100可以采取柔性双面粘合剂结构或无支撑的转印粘合剂的形式。
根据本发明的一些实施方案，粘合剂结构100的至少一部分可以是可拉伸的。例如，第一粘合层120可以是可拉伸的。根据本发明的一些实施方案，粘合剂结构100可以采取可拉伸的双面粘合剂结构或无支撑的转印粘合剂的形式。
根据本发明的一些实施方案，粘合剂结构100的至少一部分可以是共形的。例如，第一粘合层可以是共形的。根据本发明的一些实施方案，粘合剂结构100可以采取共形的双面粘合剂结构或无支撑的转印粘合剂的形式。
以下示例说明了本发明的一些实施方案和方面。对于本领域技术人员显而易见的是，可以在不改变本发明精神或范围的情况下进行各种修改、添加、替换等，并且这样的修改和变化包含在所附权利要求书限定的本发明的范围内。本文所述的技术通过以下决不应被解释为进一步限制的示例进一步说明。
图5A是根据本发明一些实施方案的示例性吸湿双面粘合剂结构500的立体图的图示，图5B是附着到皮肤550的图5A的吸湿双面粘合剂结构500的断面图的图示。一般地，吸湿双面粘合剂结构500包括穿孔的第一粘合层520。皮肤侧的第一粘合层520可以包括可重新定位的硅凝胶粘合剂和丙烯酸类压敏粘合剂。吸湿层510可以包括微纤维织物或微纤维基材料。第二粘合层530可以位于吸湿层510的与第一粘合层520相对的一侧(例如，装置侧)。第二粘合层530可以包含丙烯酸类转印粘合剂。
参照图5A，吸湿双面粘合剂结构500可以包括在吸湿双面粘合剂结构500被附着到使用者的皮肤或可穿戴装置之前覆盖粘合层520和530的可移除剥离衬垫502。图5A示出了部分移除的可移除剥离衬垫502，暴露出了下方的吸湿双面粘合剂结构500。
参照图5B，在一些方面，第二粘合层530与将要附着到皮肤550的可穿戴装置具有相同的形状和尺寸。然而，第二粘合层530可以大于或小于可穿戴装置。第二粘合层530的厚度可以为约2mil(密耳)。
吸湿双面粘合剂结构500还包括由微纤维织物形成的吸湿层510。微纤维织物是80％的聚酯和20％的尼龙。如图5B所示，吸湿层510比第二粘合层530的周边长约2mm。吸湿层510的厚度可以为约0.35mm。
吸湿双面粘合剂结构500还包括第一粘合层520。如图所示，第一粘合层520可以由三个单独的层形成，使得第一粘合层520可以是多层结构。第一粘合层520可以包括可以为约1.6mil厚的丙烯酸类粘合层522。第一粘合层520还可以包括可以为约1.5mil厚的聚氨酯膜层524。第一粘合层520还可以包括可以为约6mil厚的硅凝胶粘合层526。硅凝胶粘合层526可以被穿孔，孔的直径为约1.5-2.8mm，占开口的约17-29％。第一粘合层520可以比第二粘合层530和/或可穿戴装置的周边长约2mm，具有全覆盖或部分覆盖选项。第二粘合层530的总厚度可以为约0.63mm或更薄。
图6A是根据本发明一些实施方案的另一个示例性吸湿双面粘合剂结构600的立体图的图示，图6B是附着到皮肤550的图6A的吸湿双面粘合剂结构600的断面图的图示。一般地，吸湿双面粘合剂结构600包括在粘合剂结构600的皮肤侧的第一粘合层620，其包括孔隙率为50％的多孔丙烯酸类转印压敏粘合剂(例如，圆形、椭圆形、矩形、多边形和/或菱形的孔)。吸湿层610可以包括微纤维织物或微纤维基材料。第二粘合层630可以位于吸湿层610的与第一粘合层620相对的一侧(例如，装置侧)。第二粘合层630可以包含丙烯酸类转印粘合剂。
参照图6A，吸湿双面粘合剂结构600可以包括在吸湿双面粘合剂结构600被附着到使用者的皮肤或可穿戴装置之前覆盖粘合层620和630的可移除剥离衬垫602。图6A示出了部分移除的可移除剥离衬垫602，暴露出了下方的吸湿双面粘合剂结构600。
参照图6B，吸湿双面粘合剂结构600包括由丙烯酸类转印粘合剂形成的第二粘合层630。在一些方面，第二粘合层630与将要附着到皮肤550的可穿戴装置具有相同的形状和尺寸。然而，第二粘合层630可以大于或小于可穿戴装置。第二粘合层630的厚度可以为约2mil。
吸湿双面粘合剂结构600还包括由微纤维织物形成的吸湿层610。微纤维织物是80％的聚酯和20％的尼龙。吸湿层610比第二粘合层630和/或可穿戴装置的周边长约2mm。吸湿层610的厚度可以为约0.35mm。
吸湿双面粘合剂结构600还包括由具有50％菱形形状的图案化丙烯酸类转印粘合剂形成的第一粘合层620。第一粘合层620比第二粘合层630和/或可穿戴装置的周边长2mm，具有全覆盖或部分覆盖选项。第一粘合层620的厚度可以为约2mil。总厚度可以为约0.43mm或更薄。
吸湿双面粘合剂结构500和600在14名志愿者身上进行测试以评估皮肤发红、去除时的疼痛以及当将可穿戴装置附着到胸部2～3天时的粘合。与以前开发的粘合剂和其他医用胶带相比，当使用本发明的吸湿粘合剂材料附着可穿戴装置时，磨损测试显示皮肤发红和刺激显著降低并且耐汗性改善。由吸湿双面粘合剂结构500和600覆盖的皮肤区域没有显示出明显的发红，而Tackwhite AR 11的比较粘合剂引起显著的红色标记。吸湿双面粘合剂结构500和600也经受得住诸如旋转、长距离奔跑、滑雪、游泳和导致中度至重度出汗的其他锻炼等活动。
图7A-7C示出了根据本发明一些实施方案的吸湿双面粘合剂结构700的图示。类似于上面所讨论的吸湿双面粘合剂结构400，吸湿双面粘合剂结构700包括通孔，以允许附着到吸湿双面粘合剂结构700的可穿戴装置在粘贴吸湿双面粘合剂结构700时与皮肤电气接触。
参照图7A，吸湿双面粘合剂结构700包括吸湿层710、第一粘合层720和第二粘合层730，其与上面所讨论的类似编号的元件类似。与通孔440和442类似，这三层(例如，710，720和730)包括穿过其延伸的两个通孔740和742。尽管示出了两个通孔740和742，但是取决于吸湿双面粘合剂结构700的尺寸和通孔的尺寸，吸湿双面粘合剂结构700可以包括任何数量的通孔(例如，1、2、3、4、5、6、7个或更多)。通孔740和742的尺寸和形状也可以变化，例如通孔740和742的形状为椭圆形、正方形、圆形、矩形等。
在通孔740和742内是水凝胶部分750和752。水凝胶部分750和752完全填充通孔740和742，并用水凝胶(例如，固化的水凝胶前体，如下所述)填充。如下面更详细解释的，水凝胶部分750和752机械地或者机械和化学地集成到至少吸湿层710中。具体地，如图7中的插图所示，水凝胶部分750和752的周边渗透通孔740和742的边缘。取决于吸湿层710的孔隙率，水凝胶部分750和752可以超出通孔740和742的边缘渗透不同距离。在一些方面，水凝胶部分750和752可以渗透到通孔740和742的边缘约1-1.5mm。渗透将水凝胶部分750和752锚固在吸湿双面粘合剂结构700内。当水凝胶部分750和752被锚固或固定在吸湿双面粘合剂结构700内时，吸湿双面粘合剂结构700可以粘贴到使用者的皮肤和可穿戴装置上并从其去除，并且水凝胶部分750和752可以保留在吸湿双面粘合剂结构700内。这种性质可以消除使用者从皮肤和可穿戴装置磨损后的电极清除残余凝胶的需要。此外，这种性质与放置在通孔740和742内的电极(例如，金属或金属合金电极)形成对比，除了提供降低使用者对吸湿双面粘合剂结构700的整体感觉的舒适性的不可弯曲和刚性结构之外，所述电极在使用之后(尤其是在重复使用之后)可能松散。
用于形成水凝胶部分的水凝胶具有内聚强度和流变学特性，使得水凝胶在没有任何支撑和/或增强材料的情况下能够保持其形状。此外，水凝胶和水凝胶部分750和752是导电的，至少部分是由于水凝胶内的水分的原因。在一些方面，水凝胶可以包含增加其导电性的一种或多种其他组分，如盐、酸等。因此，水凝胶部分750和752提供皮肤(例如，在粘合层720下方)和可穿戴装置(例如，在粘合层730上方)之间的导电界面，从而允许通过粘贴的可穿戴装置进行连续的信号记录和/或监视。
与作为通孔740和742内的导体的金属或金属合金相对，水凝胶部分750和752是柔软的、适形的和皮肤状的导体。水凝胶部分750和752的表面还提供了稍微湿润和粘性的导电界面。与金属电极相对，水凝胶部分750和752也提供缓冲，同时还提供支撑和粘合。实际上，在一些方面，水凝胶部分750和752本身可以提供对皮肤和可穿戴装置的粘附。取决于与吸湿双面粘合剂结构700的总表面积相比的水凝胶部分750和752的表面积，粘合层720和730中的一个或两个可以仅仅由水凝胶部分750和752提供的粘合代替。在这些方面中，吸湿双面粘合剂结构700可以仅包括锚固在吸湿层710内的水凝胶部分750和752。相对于吸湿双面粘合剂结构700的皮肤侧，与包括粘合层720的吸湿双面粘合剂结构700相比，粘合层720的消除可以增加吸湿层710的吸收，同时仍然提供与皮肤的粘合。
与常规电极相比，水凝胶部分750和752可以改善信号质量、使用者舒适度并减少电极停留时间。停留时间通常是系统或系统元件需要保持在给定状态以建立两个元件之间的电气通信的时间段。在电极和皮肤之间没有任何导电介质的非水凝胶电极在电极可以完全起作用之前可能需要至少10～15分钟的停留时间。相对地，水凝胶的导电性消除了与皮肤接触时的电极停留时间。停留时间的消除简化并缩短了吸湿双面粘合剂结构700的使用者所需的准备过程，其中电极装置附着到其皮肤上。
参照图7B和图7C，这些图分别示出了根据本发明一些实施方案的沿着图7A的线7B-7B和7C-7C的吸湿双面粘合剂结构700的断面图。在图7B和图7C中示出的类似编号的元件对应于上述的类似编号的元件。如图所示，水凝胶部分750和752包括与粘合层730的粘合面734共面的粘合面750a和752a。类似地，水凝胶部分750和752包括与粘合层720的粘合面724共面的粘合面750b和752b。通过与粘合层720的粘合面724共面，当粘贴吸湿双面粘合剂结构700以与皮肤电气接触时，水凝胶部分750和752可以与使用者的皮肤接触。通过与粘合层730的粘合面734共面，水凝胶部分750和752可以与附着到吸湿双面粘合剂结构700的可穿戴装置接触，从而与可穿戴装置的一个或多个电极电气接触。
图7D-7J示出了根据本发明一些实施方案的在用水凝胶前体填充通孔740(和通孔742，尽管未示出)期间通过分配器尖端的移动形成的图案的平面图。以下讨论并示出的每个图案可以提供将上述水凝胶前体集成到吸湿层710中。在图7D-7J中并且如上所述，通孔740延伸穿过吸湿层710、粘合面730和粘合面720(未示出，在吸湿层710之后)。
参照图7D，分配器尖端可以在通孔740内的两个位置分配水凝胶前体，如大点770a所示。例如，当根据大点770a中的一个定位时，分配器尖端可以分配大约一半的水凝胶前体，并且当在大点770a中的另一个定位时，分配大约另一半的水凝胶前体。
参照图7E，分配器尖端可以在通孔740内的三个位置分配水凝胶前体，如小点770b所示。例如，分配器尖端可以根据每个小点770b的定位来分配大约三分之一的水凝胶前体。分配器尖端还可以根据位于整个通孔740中的变化的其他数量的点(如四个、五个、六个、七个、八个、九个或更多个点)来分配水凝胶前体。每个点的位置可以在整个通孔740中随机地均匀分布，或者形成图案，如五或六尖形星、一个或多个环等。
参照图7F，分配器尖端可以在沿着通孔740的长度形成直线图案的同时分配水凝胶前体，如粗线770c所示。
参照图7G，分配器尖端可以在形成向内螺旋图案的同时分配水凝胶前体，如线770d所示。在一些方面，分配器尖端可选择地可以在形成向外螺旋图案同时分配水凝胶前体，这将是线770d的反面。
参照图7H，分配器尖端可以在沿着通孔740的长度往复运动分配尖端而形成Z字形图案(也被称为长Z字形图案)的同时分配水凝胶前体，如Z字形线770e所示。可选择地，参照图7I，分配器尖端可以在沿着通孔740的宽度往复运动分配尖端而形成Z字形图案(也被称为短Z字形图案)的同时分配水凝胶前体，如Z字形线770f所示。
参照图7J，分配器尖端可以在通孔740内形成椭圆形图案的同时分配水凝胶前体，如椭圆形770g所示。分配器尖端可以顺时针或逆时针移动。
分配器尖端可以根据附图中未明确示出的其他图案来分配水凝胶前体，以将水凝胶前体集成到吸湿层710中。在一些方面，图7D-7J所示的图案可以根据通孔740的形状而变化。例如，与图7J相比，对于圆形通孔，分配器尖端可以形成圆形图案，而不是椭圆形。类似地，与图7J相比，对于正方形通孔，分配器尖端可以形成沿着正方形通孔740的周边或者圆形、椭圆形或一些其他形状的向内或向外螺旋的图案。
图8是根据本发明一些实施方案的用于形成具有水凝胶部分750和752的粘合剂结构(例如，吸湿双面粘合剂结构700)的方法800的流程图。水凝胶部分750和752可以在形成完整吸湿双面粘合剂结构700的各个阶段形成。在一些方面，水凝胶部分750和752可以在形成粘合层720和730的多层结构之后在吸湿层710的相对侧形成。此外，多层结构的通孔740和742可以在形成多层结构之后形成(例如，在吸湿层710上形成粘合层720和730之后)。可选择地，在形成多层结构之前，可以在吸湿层710和粘合层720和730中的每一个中形成各通孔，使得各通孔排列形成最终多层结构中的通孔740和742。
可选择地，水凝胶部分750和752可以在吸湿层710上形成粘合层720和730之前形成。无论在之前还是之后进行，在两种情况下，至少吸湿层710包括通孔740或742(或者最终组合形成通孔740和742的相应通孔)。
在步骤802中，用水凝胶前体填充通孔740和742。水凝胶前体是固化前的最终水凝胶的非交联形式。可以根据各种方法(例如，灌注、分配和/或模板印刷(stenciling))用水凝胶前体填充通孔740和742。水凝胶前体可以具有各种化学成分，除了提供粘合面之外，同时仍然提供用于通过吸湿双面粘合剂结构700的电连通的导电触点。水凝胶前体可以包含一种或多种单体、一种或多种聚合物、一种或多种交联剂、一种或多种湿润剂、一种或多种电解质和水。
所述一种或多种单体可以包括丙烯酸、丙烯酸的盐、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、AMPS的盐、二甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺丙烯酸丁酯、羧酸和其盐、磺酸和其盐或它们的组合。一种或多种单体可以占水凝胶前体的1～25wt％。
所述一种或多种聚合物可以包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酸、聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷、甲基丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、聚丙烯酸酯、一种或多种离子聚丙烯酰胺、一种或多种非离子聚丙烯酰胺或它们的组合。一种或多种聚合物可以占水凝胶前体的1～50wt％。
所述一种或多种交联剂可以包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(nnMBA)、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮或它们的组合。一种或多种交联剂可以占水凝胶前体的0.01-5wt％。
所述一种或多种湿润剂可以包括甘油、丙二醇、三甘醇、三丙二醇、丁二醇、山梨糖醇、聚乙二醇400(PEG400)、聚乙二醇600(PEG600)、赤藓糖醇、植烷三醇、各种二醇和/或三醇或它们的组合。一种或多种湿润剂可以占水凝胶前体的1～90wt％。
所述一种或多种电解质可以包括氯化钠、氯化钾、氯化锂或它们的组合。一种或多种电解质可以占水凝胶前体的0.1～25wt％。水凝胶前体的其余部分可以包括1～95wt％的水。
在一些方面，水凝胶前体可以任选地包含一种或多种增稠剂。所述一种或多种增稠剂可以包括刺槐豆胶、纤维素、明胶、琼脂、海藻酸、酪蛋白、胶原蛋白、瓜尔豆胶或它们的组合。如果存在的话，一种或多种增稠剂可以占水凝胶前体的至多约20wt％。
在用水凝胶前体填充通孔740和742时，水凝胶前体的性质使其渗透到吸湿层710中。如上所述，取决于例如吸湿层710的孔隙率，水凝胶前体可以渗透到吸湿层710中约1～1.5mm。在一些方面，在填充期间水凝胶前体的约2000-30000cPs的粘度导致水凝胶前体渗透到吸湿层710中的深度为1～1.5mm。
水凝胶前体的填充的其他特性(包括分配位置和图案)、分配器头的速度和高度以及分配期间水凝胶前体的流量可以被调整为具有适宜的水凝胶前体集成到吸湿层710中。在一些方面，水凝胶前体的流量为1～100毫升/分钟(ml/min)、分配器尖端距离吸湿层710的表面的高度为1～50mm和分配器尖端的速度为1～100厘米/分钟(cm/min)可以将水凝胶前体集成到吸湿层710中，例如进入吸湿层710的深度为1～1.5mm。如上面所讨论的，在分配期间分配器尖端形成的特定图案也可以将水凝胶前体集成到吸湿层710中。在一些方面，吸湿双面粘合剂结构700的一侧可以包括在填充和随后的固化过程期间用作水凝胶前体的基底或支撑物的可移除剥离衬垫(例如，可移除剥离衬垫502或602)。可移除剥离衬垫可以防止或限制水凝胶前体在固化之前从通孔740和742流出。可选择地，除了可移除剥离衬垫之外，另一个表面可以在填充和固化过程期间用作水凝胶前体的基底或支撑物。这样的另一个表面包括例如在其上形成吸湿双面粘合剂结构700的固定或可移动(例如，传送带)基底或基部。
在步骤804中，水凝胶前体被固化以形成水凝胶，并且水凝胶部分750和752集成在通孔740和742内。固化水凝胶前体导致水凝胶前体内的组分的机械和/或化学交联，例如在单体和低聚物之间交联，从而产生更长的聚合物链并影响所得到的水凝胶的物理性质。这样的物理性质包括弹性、粘度、溶解度、分子量、毒性等。例如，交联增加了水凝胶前体的粘度并形成固化的水凝胶。
在固化之前和之后(例如，在物理和/或化学交联之前和之后)的水凝胶前体显示出两种完全不同的流动特性。在固化之前，水凝胶前体的行为像非牛顿流体。因此，水凝胶前体在静态条件下是粘性的，而在施加剪切应力时粘性较小。如此，水凝胶前体的粘度取决于剪切速率，这允许水凝胶前体在填充步骤期间流入通孔740和742中。水凝胶前体的粘度还允许水凝胶前体在固化之前渗透到吸湿层710中，这允许所得到的固化水凝胶渗透或延伸到吸湿层710中。将水凝胶前体倒入通孔中并随后固化前体的能力使得水凝胶完全集成在吸湿双面粘合剂结构700内。如上面所讨论的，在约1～1.5mm的渗透深度处，在最终固化的水凝胶和吸湿层710之间存在充分的集成，从而形成集成的水凝胶部分750和752，并将这些部分锚固在吸湿双面粘合剂结构700内。
取决于水凝胶前体的具体化学性质，水凝胶前体可以根据各种方法固化。用于固化水凝胶前体的方法可以包括电子束光聚合和紫外(UV)光聚合。除了光聚合之外，还可以使用其他聚合法，包括热聚合、γ射线聚合等。固化使得所得到的水凝胶粘附到吸湿层710上，从而在所得到的水凝胶和吸湿层710的界面(例如，织物界面)之间产生强的机械和/或化学接合。
在UV光聚合固化的情况下，使用的UV光通常具有280～325nm的波长以实现最佳固化。然而，使用的光的确切波长可以根据使用的水凝胶单体和/或聚合物以及水凝胶前体中的光引发剂化学性质而变化。UV光聚合固化使得水凝胶前体内的交联过程需要相对较短的时间，并且不需要前处理或后处理，这消除了复杂的加工和浪费。
图9A-9C是根据本发明一些实施方案的具有固定到其上并构成可穿戴装置的一个或多个电子部件902、904、906的吸湿双面粘合剂结构900的立体图的图示。一个或多个电子部件902、904、906可以是如上所述的各种部件，并且被配置为单个单元或装置岛(如图所示)。根据一些方面，电子部件902、904、906可以包括电源、通信接口以及与可穿戴装置在附着到皮肤上时执行的感测相关的一个或多个传感器或感测平台。在一些方面，电子部件902、904、906中的一个或多个可以通过吸湿双面粘合剂结构900与电极对齐，如通过吸湿双面粘合剂结构900与一个或多个水凝胶部分对齐。如图所示，一个或多个电子元件902、904、906经由类似于上述第二粘合层130的粘合层930附着到吸湿双面粘合剂结构900。
图9B示出了吸湿双面粘合剂结构900的相对侧，具体而言是与上面讨论的第一粘合层120类似的粘合层920。
图9C示出了图9B的吸湿双面粘合剂结构900的另一侧的替代布置。具体而言，粘合层920形成为具有部分覆盖选项，其使得粘合层920下的吸湿层910露出。可选择地，图示为吸湿层910的部分可以替代地是通孔，并且暴露的特征可以替代地是电极，如上述的水凝胶部分(例如，水凝胶部分750或752)。这样的水凝胶部分将允许一个或多个电子部件902、904、906与皮肤电气接触。
应该理解的是，本发明不限于本文说明的具体方法、方案和试剂等，因此可以变化。本文使用的术语仅仅是为了说明特定实施方案的目的，并不意图限制仅由权利要求书限定的本发明的范围。
尽管可以在本发明的实践或测试中使用任何已知的方法、装置和材料，但是本文说明了这方面的方法、装置和材料。
除非另有说明或从上下文中隐含的，以下术语和短语包括下面提供的含义。除非另有明确说明或从上下文中显而易见的，下面的术语和短语不排除术语或短语在其所属领域中已经获得的含义。提供这些定义是为了帮助说明特定实施方案，并不意图限制要求保护的发明，因为本发明的范围仅由权利要求书限定。此外，除非上下文另有要求，单数形式应该包括复数形式，复数形式应该包括单数形式。
如本文所使用的，术语“包括”或“包含”用于指对实施方案有用的组合物、方法和相应组分，但是可以包含未指定的元素，无论是否有用。
如本文所使用的，术语“基本上由...组成”是指给定实施方案的那些元素。该术语允许存在不实质上影响本发明实施方案的基本和新颖或功能性特征的元素。
如本文所使用的，术语“吸湿”是指材料或结构将湿气从位置或身体吸走的能力。
如本文所使用的，术语“透气性”是指材料或结构允许湿气、蒸汽或空气通过材料或结构的能力。
如本文所使用的，术语“多孔”和“孔隙率”通常用于说明在其整个体积中具有孔或空位(其可以例如是开口、空隙空间或其他通道)的连接网络的结构。术语“孔隙率”是材料中的空位的量度，并且是空位体积占总体积的分数，以0～100％的百分比(或0～1)表示。
术语“柔性的”和“可弯曲的”在本说明书中同义地使用，并且是指材料、结构、装置或装置部件变形成曲线或弯曲的形状而不经历引入显著应变的变形的能力，如表征材料、结构、装置或装置部件的故障点的应变。在示例性实施方案中，柔性的材料、结构、装置或装置部件可以变形为弯曲形状而不引入大于或等于5％的应变，对于一些应用大于或等于1％，而对于其他应用，在应变敏感区域中大于或等于0.5％。如本文所使用的，一些但不必是全部的柔性结构也可以是可拉伸的。多种特性提供了本发明的柔性结构(例如，装置部件)，包括诸如低模量、弯曲刚度和抗挠刚度等材料性质；诸如小的平均厚度(例如，小于100微米，任选地小于10微米和任选地小于1微米)等物理尺寸以及诸如薄膜和网状几何形状等装置几何形状。
如本文所使用的，“可拉伸的”是指材料、结构、装置或装置部件在不发生断裂的情况下发生应变(例如，伸长)的能力。在示例性实施方案中，可拉伸的材料、结构、装置或装置部件可以经历大于0.5％的应变而不发生破裂，对于一些应用而言，应变大于1％而不发生破裂，而对于其他应用，应变大于3％而不发生破裂。如本文所使用的，许多可拉伸的结构也是柔性的。一些可拉伸的结构(例如，装置部件)被设计成能够经受压缩、伸长和/或扭曲，从而能够变形而不发生断裂。可拉伸的结构包括包含可拉伸材料(例如，弹性体)的薄膜结构；能够伸长、压缩和/或扭转运动的弯曲结构；和具有岛桥几何形状的结构。可拉伸的装置部件包括具有可拉伸的互连的结构，例如，可拉伸的电气互连。
如本文所使用的，术语“适形的”是指如下的装置、材料或基部：具有足够低的弯曲刚度以允许装置、材料或基部采用期望的轮廓外形，例如允许与具有浮雕或凹陷特征的图案的表面共形接触的轮廓外形。在某些实施方案中，期望的轮廓外形是生物环境中的组织的轮廓外形，例如皮肤。
如本文所使用的，术语“共形的接触”是指在装置和接收表面之间建立的接触，接触表面例如可以是生物环境中的目标组织。在一个方面，共形接触涉及装置的一个或多个表面(例如，接触表面)与组织表面的整体形状的宏观适配。在另一个方面，共形接触涉及装置的一个或多个表面(例如，接触表面)与组织表面的微观适配，从而导致基本没有空隙的紧密接触。在一些实施方案中，共形接触涉及装置的接触表面与组织的接收表面适配，从而实现紧密接触，例如，其中装置的接触表面的小于20％的表面积没有物理地接触接收表面，或者任选地，装置的接触表面的小于10％没有物理地接触接收表面，或者任选地，装置的接触表面的小于5％没有物理地接触接收表面。在一些实施方案中，组织是皮肤组织。
除了在操作实施例中之外或者另有指示的情况，在本文中使用的所有表示成分的量或反应条件的数字应该被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。当与百分比一起使用时，术语“约”可以指值的±1％。例如，约100是指99～101。
除非上下文另有明确指示，单数术语“一种”、“一个”和“该”包括复数指代物。类似地，词语“或”旨在包括“和”，除非上下文另有明确指示。
尽管与本文所述相似或等同的方法和材料可以用于本公开的实践或测试中，但是下面说明了合适的方法和材料。术语“包括”意思是“包含”。“例如”在本文中用来表示非限制性例子。因此，缩写“例如”与术语“诸如”是同义的。
尽管在本文详细说明了优选实施方案，但是相关领域的技术人员将会明白，在不脱离本发明精神的情况下可以进行各种修改、添加、替换等，并且因此这些被认为落入所附权利要求书中限定的本发明范围内。此外，在尚未指出的程度上，本领域普通技术人员将理解，可以进一步修改本文说明和示出的各种实施方案中的任一个以组合本文公开的任何其他实施方案中示出的特征。
本申请引述的所有专利和其他出版物；包括参照文献、授权专利、公开的专利申请和共同未决的专利申请；为了说明和公开的目的都通过引用明确地并入本文中，例如可以与本文说明的技术联合使用的这些出版物中记载的方法。提供这些出版物仅仅是为了在本申请的申请日之前对其进行公开。这方面的任何内容都不应该被解释为承认发明人由于先前发明或任何其他原因而无权先于这些公开。所有关于日期的陈述或关于这些文件的内容的表述都是基于申请人可获得的信息，并不构成对这些文件的日期或内容的正确性的任何承认。
本公开的实施方案的说明不旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。尽管本文中出于说明的目的说明了本公开的具体实施方案和例子，但是相关领域的技术人员将认识到，在本公开的范围内可以有各种等同的修改。例如，尽管以给定的顺序呈现方法步骤或功能，但是替代的实施方案可以以不同的顺序执行功能，或者可以基本上同时地执行功能。本文提供的公开内容的教导可以适宜地应用于其他过程或方法。本文说明的各种实施方案可以被组合以提供另外的实施方案。如果需要，可以修改本公开的各方面以使用上述参考文献和申请的组成、功能和构思来提供本公开的另外的实施方案。
任何前述实施方案的具体元素可以在其他实施方案中组合或替换元素。此外，尽管已经在这些实施方案的上下文中说明了与本公开的某些实施方案相关联的优点，但是其他实施方案也可以表现出这样的优点，并不是所有实施方案都必须表现出落入本公开范围内的优点。
Claims (46)
1.一种多层粘合剂结构，其包括：
具有第一表面和第二表面的吸湿层；
第一粘合层，其具有与所述吸湿层的第一表面接触的第一粘合面和适于接触皮肤的第二粘合面，其中第一粘合层包括使得湿气能够从皮肤流动到所述吸湿层的多个孔；和
第二粘合层，其具有与所述吸湿层的第二表面接触的第三粘合面。
2.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第二粘合层具有与皮肤安装装置接触的第四粘合面。
3.根据权利要求2所述的多层粘合剂结构，其中所述皮肤安装装置选自电子装置、光子装置、光电子装置或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中所述吸湿层的第一表面和第二表面是大致平行的。
5.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层包含选自硅凝胶粘合剂、硅酮压敏粘合剂、丙烯酸类压敏粘合剂、水胶体粘合剂、天然或合成的橡胶粘合剂和聚氨酯基粘合剂的皮肤粘合剂。
6.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中所述吸湿层包括适于通过毛细管作用促进湿气吸收和传递的多个微通道和/或纳米通道。
7.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中所述吸湿层包含选自吸收纸、开孔泡沫、微纤维和纳米纤维的吸湿材料。
8.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层和第二粘合层各自具有宽度，其中第一粘合层的宽度等于或大于第二粘合层的宽度。
9.根据权利要求8所述的多层粘合剂结构，其中所述吸湿层的宽度等于或大于第二粘合层的宽度。
10.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层包括至少一个切口。
11.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层包括多个断开的区段。
12.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，还包括至少一个通孔，从而允许所述皮肤安装装置电气连接到皮肤。
13.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中所述吸湿层为50～1,500μm厚。
14.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层为15～500μm厚。
15.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第二粘合层为15～500μm厚。
16.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层是柔性的。
17.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层是可拉伸的。
18.根据权利要求1所述的多层粘合剂结构，其中第一粘合层是共形的。
19.一种吸湿粘合剂结构，其包括：
吸湿层，其包含吸湿材料、具有第一表面和第二表面以及从第一表面和第二表面延伸的通孔；和
在所述通孔内的水凝胶部分，
其中所述水凝胶部分的周边渗透到所述吸湿层中。
20.根据权利要求19所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶部分的周边渗透到所述吸湿层中约1～1.5mm。
21.根据权利要求19所述的粘合剂结构，还包括：
第一粘合层，其具有与所述吸湿层的第一表面接触的第一粘合面和适于将所述粘合剂结构附着到皮肤的第二粘合面。
22.根据权利要求21所述的粘合剂结构，还包括：
第二粘合层，其具有与所述吸湿层的第二表面接触的第三粘合面和适于将所述粘合剂结构附着到皮肤安装装置的第四粘合面。
23.根据权利要求22所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶部分的第五粘合面和第一粘合层的第二粘合面是基本上共面的，并且所述水凝胶部分的第六粘合面和第二粘合层的第四粘合面是基本上共面的。
24.根据权利要求19所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶部分由水凝胶前体形成。
25.根据权利要求24所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含一种或多种单体、一种或多种聚合物、一种或多种交联剂、一种或多种湿润剂、一种或多种电解质和水。
26.根据权利要求25所述的粘合剂结构，其中所述一种或多种单体包括丙烯酸、丙烯酸的盐、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸的盐、二甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺丙烯酸丁酯或它们的组合。
27.根据权利要求26所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含1-25wt％的所述一种或多种单体。
28.根据权利要求25所述的粘合剂结构，其中所述一种或多种聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酸、聚乙烯醇、一种或多种离子聚丙烯酰胺、一种或多种非离子聚丙烯酰胺或它们的组合。
29.根据权利要求28所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含1-50wt％的所述一种或多种聚合物。
30.根据权利要求25所述的粘合剂结构体，其中所述一种或多种交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或它们的组合。
31.根据权利要求30所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含0.01-5wt％的所述一种或多种交联剂。
32.根据权利要求25所述的粘合剂结构，其中所述一种或多种湿润剂包括甘油、丙二醇、三甘醇、三丙二醇、丁二醇或它们的组合。
33.根据权利要求32所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含1-90wt％的所述一种或多种湿润剂。
34.根据权利要求25所述的粘合剂结构，其中所述一种或多种电解质包括氯化钠、氯化钾、氯化锂或它们的组合。
35.根据权利要求34所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含0.1-25wt％的所述一种或多种电解质。
36.根据权利要求25所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含1-95wt％的水。
37.根据权利要求25所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含一种或多种增稠剂。
38.根据权利要求37所述的粘合剂结构，其中所述一种或多种增稠剂包括刺槐豆胶、纤维素、明胶、琼脂、海藻酸、酪蛋白、胶原、瓜尔豆胶或它们的组合。
39.根据权利要求38所述的粘合剂结构，其中所述水凝胶前体包含20wt％或更少的所述一种或多种增稠剂。
40.根据权利要求19所述的粘合剂结构，其中所述吸湿层包括多个通孔，并且所述多个通孔中的每个通孔都包括在水凝胶部分内。
41.一种形成粘合剂结构的方法，其包括：
用水凝胶前体填充形成在吸湿层中的一个或多个通孔；和
固化所述水凝胶前体以在所述吸湿层内形成一个或多个水凝胶部分，
其中所述水凝胶前体的一种或多种性质、填充的一种或多种特性或它们的组合使所述水凝胶前体在所述水凝胶前体的固化之前渗透到所述吸湿层中。
42.根据权利要求41所述的形成粘合剂结构的方法，其中所述一个或多个水凝胶部分的周边渗透到所述吸湿层中约1～1.5mm。
43.根据权利要求41所述的形成粘合剂结构的方法，其中所述水凝胶前体在填充所述一个或多个通孔期间具有2000-30000cPs的粘度。
44.根据权利要求41所述的形成粘合剂结构的方法，其中填充的一种或多种特性包括以分配器头速度、分配器头高度、流量或它们的组合来分配所述水凝胶前体，从而使所述水凝胶前体渗透所述吸湿层。
45.根据权利要求41所述的形成粘合剂结构的方法，其中所述水凝胶前体的固化包括所述水凝胶前体的光聚合。
46.根据权利要求45所述的形成粘合剂结构的方法，其中所述光聚合为电子束光聚合、紫外光聚合或它们的组合。
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