專利名稱：：施加單軸或者多軸剛度到擠出的材料的方法以及由此產生的產品的制作方法
技術領域：
：
背景技術：
：材料加工行業(yè)已經擠出塑料聚合物片狀材料多年。這樣的擠出已經包括蝕刻鋼輥以在塑料片擠出時壓印紋理例如糙面(matefinish)到塑料片上。例如，用于汽車內部的具有"皮革狀"面飾的塑料材料通過壓印"皮革狀"的外觀到片狀聚合物材料上而制成。更近來，蝕刻或者加工輥已經用于施加更復雜的設計例如鉆石形狀的圖案到片狀塑料材料上，例如用于卡車上床襯里的那些。
發(fā)明內容本發(fā)明涉及具有期望剛度的材料，所述剛度來源于施加到材料的一個或多個表面上的一個或者多個凹槽或者截面形狀。這些凹槽可以在整個帶(web)上均一連續(xù)，或者可以是間斷的，從而在整個帶上提供交替或者變化的剛度。本發(fā)明還涉及制造這樣的材料的方法。本發(fā)明還涉及用于通過利用本發(fā)明的材料擴張鼻部通道的鼻擴張器。所述材料優(yōu)選地具有足夠剛度以在當固定到鼻子時提升和擴張鼻部通道。本發(fā)明還涉及由在此所述的材料制成的醫(yī)療裝置、包裝或者建筑材料。圖1示出傳統(tǒng)的聚合物片擠出圖形。圖2a-2e是本發(fā)明的有凹槽材料的各視圖。圖3a和3b是本發(fā)明的有凹槽材料的截面視圖。圖4是適于擠出本發(fā)明的材料的擠出設備的圖形，圖5a和5b是本發(fā)明的有凹槽材料的另一實施例的各視圖。圖6a是施加凹槽到擠出的材料的過程的圖形。圖6b是施加粘結劑層和防粘膜到擠出的有凹槽材料的過程的圖形。圖7a-7b是根據(jù)本發(fā)明制造的鼻擴張器的實施例的視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的鼻擴張器的另一實施例的視圖。圖9a-9c是根據(jù)本發(fā)明制造的鼻擴張器的各實施例的視圖。圖10a-10c是本發(fā)明的戴在使用者的鼻子上的鼻擴張器的圖形。圖ll是本發(fā)明的鼻擴張器的另一實施例的視圖。圖12是本發(fā)明的鼻擴張器的另一實施例的視圖。圖13是本發(fā)明的鼻擴張器的另一實施例的視圖。圖14是示出用于梁上的點載荷的計算的變量的圖形。圖15是示出用于梁上的分布載荷的計算的變量的圖形。圖16是示出用于慣性矩的計算的變量的圖形。圖17是沿著凹槽分開的有凹槽材料的視圖。具體實施例方式本發(fā)明涉及意想不到的發(fā)現(xiàn)，即，施加功能、結構改變到擠出的聚合材料能夠導致聚合物的幾何結構的物理變化，從而提供單軸或多軸取向到片材的效果。傳統(tǒng)地，聚合物材料中的雙軸和單軸取向通過擠出聚合物并在當聚合物冷卻下來時將其拉伸而實現(xiàn)，其將聚合物在分子級定向在其被拉伸的方向(通常僅在加工處理方向)。對于該方法，通常需要昂貴的加工和特定的專門技術。圖1示出了傳統(tǒng)的擠出的示意性圖形。聚合材料5通過擠出模制組件6泵送。當材料5離開^t制組件6時，其在急冷或者壓印輥7上冷卻，然后根據(jù)需要進一步處理。本發(fā)明令人驚喜地能夠通過在聚合物片或者帶擠出時蝕刻凹槽或者甚至間斷的截面形狀到聚合物片或者帶中，而非在其冷卻時拉伸聚合物，實現(xiàn)聚合物材料中的單軸取向效果。結果，可以通過物理手段產生分子重新取向的效果。而且，通過在一個方向加強材料，強度在其它方向降低，從而允許明顯程度地控制擠出材料的撓浙和其它屬性。根據(jù)本發(fā)明，可以產生有凹槽材料的帶，其中通道被削弱到特定程度，允許人員沿著通道用很小的力撕破帶，而不用在通道外面撕扯，導致整齊的撕裂邊緣，基本沒有鋒利或者鋸齒狀邊緣。如在此使用的，術語"凹槽"應當用于包括從凹槽的頂部視圖或者截面視圖來看具有任何長度或寬度以及任何外觀和設計的褶皺或者通道(連續(xù)的或者間斷的)。凹槽的形狀、尺度和頻率浮皮優(yōu)選地選取以施加期望的剛度到材料。期望的剛度能夠部分基于擠出材料的類型、材料厚度、材料撓曲模量以及凹槽或者生成的帶的截面設計或者外觀選取。如在此所用的，"撓曲模量"應當指在彎曲過程中在測試樣品上施加的在彈性極限內的應力與在樣品的最外纖維中的相應應變的比。如在此所用的，"單軸取向，，或者"多軸取向"應當指在導致分子重新取向的條件下在一個或多個方向拉伸熱聚合物薄膜或者其它物品的過程。圖2a-2e示出本發(fā)明的有凹槽材料的一個實施例。如在圖2e中最好地示出，材料IO具有施加到材料10的表面上的至少一個凹槽12。圖3a和3b示出材料10沿圖2d的線x-x，剖開的截面視圖。如圖3a和3b所示，凹槽12包括具有用Ri示出的厚度或高度以及用X示出的寬度的脊13。凹槽12還包括一個或多個谷14，以^吏得每個脊13側接在谷14的至少一個側面或者兩個側面上，如圖3b中的14a和14b所示。谷14具有底部或者基底16，其具有厚度Ro和用"Y，，示出的大約0.5X的寬度，盡管這些相對尺度可以根據(jù)期望的剛度改變。能夠計算凹槽的峰和谷的寬度和高度或者厚度以提供在機加工處理方向和橫向方向的確切剛度。對于均一平坦的帶材料，方程式為剛度=(FmxT3)(1/12)其中Fm是起始材料的撓曲模量，T是材料的厚度。凹槽能夠提供在機加工方向或者橫向方向的單軸取向效果。在實施例中，其中凹槽在機加工處理方向制造到材料上，厚度(T)是凹槽的峰加上材料的基底的厚度的和，如圖3所示。在橫向方向，厚度為材料基底的厚度。凹槽能夠通過利用傳統(tǒng)的擠出技術或者任何其它能夠在材料中產生凹槽、截面形狀或者通道的方法施加到材料上，例如通過鑄造、熱成型或者真空成形施加凹槽到材料中。圖4示出適當?shù)臄D出過程的例子。當材料IO退出擠出器20時，其凈皮饋送到壓印輥22和24中。在本發(fā)明的一個實施例中，壓印輥22施加第一紋理到材料上，例如凹槽。任選地，可以通過增加另一壓印輥26施加第二紋理到材料上。通過壓印輥26施加的第二紋理可以與第一紋理相同，或者可以不同。第二紋理能夠以與第一紋理相同的處理方向施加，或者在不同的方向，例如垂直于第一紋理施加。除了上述有凹槽紋理之外，其它適于材料的一個或多個表面的紋理的例子包括糙面紋理、織物紋理、皮革紋理以及這些紋理的組合等。優(yōu)選地，用于制造本發(fā)明的有凹槽材料的壓印輥幾乎完全是圓的，因為不規(guī)則不能提供通過凹槽尺度的仔細計算獲得的期望屬性。優(yōu)選地，凹槽的尺度與期望尺度盡可能小偏差地施加到材料。如果在機加工方向布置重復設計，例如正弦波，必須小心操作以在當圍繞輥圓周地布置時實現(xiàn)設計到自身的匹配。凹槽能夠以任何構型施加。在一個實施例中，直凹槽蝕刻到材料中。在另一實施例中，正弦凹槽蝕刻到材料中。在如圖所示的實施例中的凹槽以平行或者正弦圖案施加。其它圖案，例如，但不限于，Z字形、扇形、槽型以及這些圖案的組合，同樣適合本發(fā)明。圖案可以是連續(xù)的或者間斷的，沿著材料規(guī)則的或者不規(guī)則的，并且可以在一個或多個位置相交以提供在相交點的額外的強度或者剛度。凹槽的構型還能夠以其它設計例如文字、圖形、凸起的水印或者標志蝕刻。凹槽能夠在橫向方向具有不同厚度，或者能夠在一個凹槽或者一系列凹槽之間具有沒有凹槽的部分。具有不同厚度的凹槽的材料的例子在圖5a和5b中示出。凹槽，除了提供單軸或者多軸取向到材料之外，增加材料的表面面積，并且能夠用于提供溝槽以用于施加其它材料，例如，但不限于，粘結劑、染料、藥物、香料等。適用于本發(fā)明的方法的材料包括任何可成形材料。這樣的材料包括，但不限于，熱塑聚合物材料，例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS);包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和高分子量聚乙烯(HMWPE)的聚乙烯；聚丙烯；包括聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)和二醇改性聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETG);聚苯乙烯；聚氨酯；乙烯；漆布；橡膠化合物；丙烯酸樹脂；尼龍化合物；谷物衍生物或者其它生物所能分解的樹脂，例如聚乳酸和聚羥基鏈烷酸酯；以及任何前述物質的組合，等。除了上述可成形材料之外，可以在擠出之前、之中或者之后添加其它組分到可成形材料中。這樣的組分的例子包括，但不限于，香料、藥物、順勢療法的組合物、芳香療法的組合物、抗生劑、粘結劑、染料、殺蟲劑、殺真菌劑、除草劑及其組合。圖6a是施加凹槽到擠出的材料的過程的圖形。在材料通過擠出模31之后，擠出的材料30通過蝕刻壓印輥32和糙面壓印輥33之間。蝕刻壓印輥32通過將谷壓印到所述材料中而施加凹槽到擠出過的材料30。產生的有凹槽材料35然后可以巻繞到拾取輥34上。在凹槽施加到材料之后，粘結劑層和防粘膜層可以施加到有凹槽材料的一側。圖6b是粘結劑層40和防粘膜層46施加到擠出過的有凹槽材料35的過程的圖形。粘結材料通過擠出模41,以形成粘結層40。有凹槽材料35和防粘膜層46定位在粘結層40的任一側上。有凹槽材料35定位的以使得材料35的有凹槽側面面朝下，向著粘結層40。有凹槽材料35、粘結層40和防粘膜層46通過壓印輥42,以產生層狀產品45。在該層狀產品45中，來自粘結層40的粘結劑與有凹槽材料35的凹槽接觸或者嵌入到其中。層狀產品45可以巻繞到才合取輥44上。在材料被擠出并且凹槽被施加之后，可以進行進一步的處理。例如，有凹槽材料可以被切割或者沖壓為期望的形狀，并且切割片進一步處理為最終的產品?？梢允褂萌玖霞す鈦硎┘悠谕膱D象或者設計到材料的一面或者雙面上。通過利用起始材料的已知撓曲模量，可以預測產生的剛度(并做相應調節(jié))以制造期望的產品。這樣的產品的例子包括，但不限于，包裝、醫(yī)療裝置和消費者保健產品以及建筑材料。下面描述的本發(fā)明的一個實施例是用于鼻擴張器。本發(fā)明能夠用于制造各種類型的產品，其中產品中的一種或多種材料的剛度優(yōu)選地控制和/或可控制在一定撓曲程度內。該方法可是用于制造例如撕裂產品，其需要足夠的強度以在制造和分發(fā)過程中保持完整無損，但是在終端用戶需要時能夠輕易地分開。本發(fā)明的另一應用是壓印有凹槽設計，其能然后為容易折疊為例如箱子或者邊角設計的區(qū)域的開始部分。其它應用利用在一個方向相對另一方向施加不同剛度的能力。再者，如果帶向后折疊在其自身上，凹槽能夠制造為彼此交錯。聚合物的配制物可以包括增粘劑以允許帶通過面對其自身或者其它片時粘結自身。當凹槽陷入到彼此中并被加熱時，凹槽的增加的表面面積能夠改善邊緣的熱封性。鼻擴張器鼻擴張器已經為無數(shù)人提供緩解打鼾或者鼻子堵塞。鼻擴張器，例如美國專利No.5,533,499、5,706,800和7,114,495中所示的那些,典型地包括一個或多個彈性帶。當彈性帶被彎曲以使得帶的末端一起移動靠得更近時，彈性帶具有返回到平坦狀態(tài)的趨勢。當鼻擴張器固定到使用者的鼻子時，彈性帶返回到平坦狀態(tài)的趨勢用以防止使用者的鼻部通道的外壁組織在呼吸期間吸合在一起。除了彈性帶，鼻擴張器通常包括其它柔性層，以為了提高鼻擴張器的舒適性和功效。如Johnson的美國專利No.5,476,091中討論的，定位在彈性帶和使用者皮膚之間的材料的柔性條散開擴張器的彈性所產生的分層力，該分層力否則會導致鼻擴張器不利地從使用者的皮膚分離。鼻擴張器從使用者的皮膚部分分離會導致發(fā)癢的感覺。因此，通過散開分層力，材料的柔性條實質上能夠消除使用者否則將會感覺到的發(fā)癢的感覺。如在Johnson的美國專利No.5,611,333中所述的，鼻擴張器可以還包括頂部材料的柔性條，其覆蓋彈性帶的頂部。頂部材料的柔性條可以被包括進來以為了有助于防止彈性帶從基底材料分離。頂部材料可以同樣被包括進來以為了增加鼻擴張器的剛度。存在對改進的鼻擴張器的持續(xù)的需求，該鼻擴張器能夠提供提升和打開鼻部通道所需的力，同時對于長時間的經常整夜使用感覺舒適，并且能夠從使用者的鼻子輕輕地且容易地去除。通過使用本發(fā)明的方法，可以制造一鼻擴張器，其包括通過施加一套特定的凹槽到材料中而具有特定撓曲屬性的材料。該方法能夠在塑料聚合物或者其它材料上使用擠出技術以使得鼻擴張器具有有效擴張鼻部通道所需的期望的單軸撓曲剛度。為了提供足夠的擴張，當擴張器初始固定到鼻子時，鼻擴張器優(yōu)選地能夠提升鼻部通道組織，并且在此期間優(yōu)選地能夠繼續(xù)提升鼻部組織，而使用者沒有明顯的不適。在期望的使用期間結束時，鼻擴張器優(yōu)選地容易從使用者的鼻子去除，使用者同樣沒有明顯的不適。根據(jù)本發(fā)明的有凹槽鼻擴張器優(yōu)選地能夠提升鼻子側部較小和較大的鼻翼軟骨結構，并且優(yōu)選地還有利于前部和后部擴張鼻子的鼻孔肌肉。有凹槽鼻擴張器包括某些類型的接合裝置，例如粘結劑，其位于面對使用者皮膚的表面上。優(yōu)選地，粘結劑能夠可去除地貼附到皮膚而不會導致皮膚過敏。在優(yōu)選的實施例中，粘結劑材料是能夠吸收或者傳遞從皮膚表面向上散發(fā)的濕氣。這樣的粘結劑的一個例子包括水狀膠質粘結劑，其一般用于造口術袋粘結或者在外傷護理中。將水狀膠質嵌入到凹槽中提供用于濕氣累積的更大的貯藏空間而不會增加明顯的厚度或體積到鼻擴張器的整個輪廓。有凹槽鼻擴張器能夠保持就位一段時間而在當戴控制器時或者當去除擴張器時對使用者都沒有明顯的不適。為了在呼吸過程中明顯減少使用者鼻部通道外壁組織吸合，本發(fā)明的鼻擴張器利用具有一定剛度并直接貼附至鼻部的有凹槽材料。有凹槽材料的彈力可以減少或者消除對一個或多個彈性帶例如在美國專利No.5,533,499、5,706,800和7,114,495中所述的鼻擴張器的彈性帶的需求。因此，如果本發(fā)明的有凹槽材料用于鼻擴張器，可以不需要單獨的彈性帶。如果單獨的彈性帶與本發(fā)明的有凹槽材料結合使用，有凹槽材料的剛度可以使得可能減小提供足夠穩(wěn)定性以及鼻部組織提升所需的彈性帶尺寸。因此，當使用有凹槽材料時，彈性帶可以比先前的鼻擴張器小很多，輕^f艮多并更不明顯。本發(fā)明的另一優(yōu)點是其能夠通過消除鼻擴張器的整個部件也就是彈性帶而筒化制造?；蛘?，如果彈性帶與本發(fā)明的材料結合使用，可以使用更小更精細的彈性帶，從而提供更精細調節(jié)更不明顯的鼻擴張器。圖7a-7b示出根據(jù)本發(fā)明制造的鼻擴張器的實施例。圖7a是鼻擴張器的透視圖，圖7b是示出鼻擴張器的部件的分解透視圖。在該實施例中，沒有使用單獨的彈性帶。鼻擴張器50包括有凹槽材料51。有凹槽材料51包括中間區(qū)域54和末端區(qū)域53和55。有凹槽材料51尺寸適合以使得中間區(qū)域54能夠橫過使用者鼻梁，而末端區(qū)域53和55能夠接觸使用者的鼻部通道的外壁組織。一層生物相容粘結物質52布置在有凹槽材料51的一側上。在使用期間，該粘結劑固定鼻擴張器到使用者的皮膚。當有凹槽材料51被彎曲以使得末端區(qū)域53和55—起移動靠近時，有凹槽材料51具有返回到平坦狀態(tài)的趨勢。當鼻擴張器50固定到使用者的鼻子時，有凹槽材料51返回到平坦狀態(tài)的趨勢用以防止使用者鼻部通道的外壁組織在呼吸過程中吸合。鼻擴張器50可以任選地包括防粘膜56，其通過粘結物質52貼附到有凹槽材料51。如果有防粘膜的話，其在使用前去除。根據(jù)本發(fā)明的鼻擴張器的另一實施例示出在圖8中。該鼻擴張器60,類似于圖7的鼻擴張器50，包括有凹槽材料51和生物相容粘結物質52。有凹槽材料51尺寸適合以使得中間區(qū)域54能夠橫過使用者鼻梁，而末端區(qū)域53和55能夠接觸使用者的鼻部通道的外壁組織。鼻擴張器60可還包括防粘膜，其通過粘結劑52貼附到有凹槽材料51。鼻擴張器60還包括彈性帶61，其定位在有凹槽材料51的任一側上。在另一實施例中，使用多個彈性帶和有凹槽材料51。當鼻擴張器60彎曲以使得末端區(qū)域53和55運動靠近一起時，有凹槽材料51和彈性帶61都具有返回到平坦狀態(tài)的趨勢。當鼻擴張器60固定到使用者的鼻子時，有凹槽材料51和彈性帶61返回到平坦狀態(tài)的趨勢用以防止在呼吸過程中使用者的鼻部通道的外壁組織吸合。通過利用如上所述的有凹槽或者蝕刻聚合物材料，本發(fā)明的鼻擴張器能夠通過使用擠出技術施加凹槽到材料而非常有效地制備。根據(jù)本發(fā)明的鼻部擴張器的其它實施例示出在圖9a-9c中。凹槽的尺度，與材料的屬性一起，將確定擠出的鼻擴張器的撓曲剛度。通過利用本發(fā)明的方法，可以選取凹槽的尺度以在縱向方向以及橫向方向最優(yōu)化各向異性的撓曲屬性。凹槽可以在鼻擴張器內具有可變截面或者厚度以提供不同剛度或者彈力，其取決于凹槽在鼻擴張器上的位置。例如，觀察擴張器的側視圖，凹槽可以具有沿著擴張器的中心部分更高且沿著擴張器的邊緣更短的脊?；蛘撸梢跃哂幸粋€或多個凹槽，其具有由一個或多個更短的凹槽分開的更高的輪廓，并跟隨有另一更高的凹槽或多個凹槽。在另一實施例中，具有一個或多個凹槽的有凹槽區(qū)域可以鄰接沒有凹槽區(qū)域，或者具有施加到那些區(qū)域上的不同的輪廓。以這樣的方式，材料的相對剛度和撓性能夠被仔細地控制以提供期望程度的彈力、舒適度和可去除性。鼻擴張器可以具有任何適用于鼻子或者鼻部通道上的形狀。優(yōu)選地，鼻擴張器具有中心區(qū)域和從中心區(qū)域向外延伸的二延伸區(qū)域。通過提供期望的彈力給鼻擴張器，可以在當延伸區(qū)域彎曲在鼻子周圍時將與擴張器的潛在的平面構型有關的剝離力轉變?yōu)樵跀U張器末端的剪切力，如圖lOa-lOc所示。圖10a中的箭頭"A"示出保持鼻部通道通暢的鼻擴張器的擴張力，而箭頭"B"示出將鼻擴張器保持就位的剪切力的效果。這些力的組合提供在使用過程中保持鼻部通道擴張所需的張力和提升力。優(yōu)選地，當鼻擴張器的末端向著彼此定位以間隔開大約1-1.5英寸時，本發(fā)明的鼻擴張器提供大約10g-50g之間的擴張力，更加優(yōu)選地，大約12g-40g之間的擴張力。在一個優(yōu)選的實施例中，當在使用期間擴張器末端定位為間隔開大約l-1.2英寸時，本發(fā)明的鼻擴張器提供大約14g-30g之間的擴張力，所述使用期間可以是幾分鐘到數(shù)個小時，或者優(yōu)選地，整夜。本領域技術人員將認識到，在使用中由鼻擴張器提供的力的量會隨著擴張器的使用而變小，其中之一的原因是擴張器材料的松弛以及粘結劑的老化，因此保證在開始時和在使用期間具有足夠的擴張力以保持鼻部通道通暢是重要的。優(yōu)選地，擴張力在大約8個小時期間減小不超過大約20%。本發(fā)明的鼻擴張器的又另一實施例開始時提供較大的擴張力，然后在8-12小時后提升力快速下降。已經發(fā)現(xiàn)，特別優(yōu)選PETG聚合物以長時維持鼻擴張器的足夠剛度。剪切力是用于固定鼻擴張器到使用者的鼻子的粘結劑類型的函數(shù)，因此與通過鼻擴張器提供的擴張力的量有關。優(yōu)選地，剪切力足以將鼻擴張器在使用過程中保持就位，并在當期望去除鼻擴張器時能夠容易地被使用者克服。擴張器可以具有許多形狀，例如美國專利No.6,029,658、6,318,362或者7,114,495中所示的那些，或者如圖所示的那些。本發(fā)明的鼻擴張器可以沿著其長軸對稱，或者可以沿著其長軸不對稱。不對稱長軸可以有利于擴張器的正確定位，并可以提供更適于鼻子形狀，從而提高在使用中鼻擴張器的擴張和舒適度。優(yōu)選地，鼻擴張器沿著其短軸對稱。沿著短軸對稱提供在鼻子的兩側大致均一的擴張力。在本發(fā)明的另一實施例中，用有凹槽材料制造的擴張器可以具有中心孔或者開口，其一個例子示出在圖11中。該中心孔可以具有任何尺寸或者形狀，并可以包括切去部分或者狹窄縫，如圖12所示。中心孔可以包括超過一個孔。中心孔至少提供用戶在其鼻子上定心擴張器的一種筒單的方法以保證最有效擴張的正確布置。中心孔或者開口能夠通過任何傳統(tǒng)的工藝，例如通過模切鼻擴張器而制造。本發(fā)明的鼻擴張器可以包括沿著材料的通道的一個或多個切口。通過提供這樣的切口，用于制造鼻擴張器的材料的尺寸能夠通過去除一個或多個縱向凹槽部分而容易地側向調節(jié)，如圖13所示。鼻擴張器的有凹槽材料的剛度可以在擠出處理之后進一步調節(jié)。在一個實施例中，在一個或多個周邊上的材料剛度可以減小以使得擴張器更加舒適并且更容易被使用者去除。剛度可以根據(jù)期望通過使用各種技術例如激光切割、水噴切割、超聲波切割、電子束切割、機械打磨等去除或者打薄一部分材料而減小。本發(fā)明的鼻擴張器可以包括如上所述的其它部件。其它部件可以在其擠出之前或者之后結合到聚合物材料中。例如，通過提供具有在擠出之前或者之后結合到擴張器中的薄荷醇香料遞送系統(tǒng)的有凹槽鼻擴張器，可以根據(jù)本發(fā)明制造含薄荷腦的鼻擴張器。適當?shù)南懔匣蛘咚幬镞f送系統(tǒng)描述在美國專利No.5,706,800、6,244,265、6，276，360、6,550,474、6,769,428、7,011,093和7,013,889中，其全部在此全文引用作為參考。本發(fā)明的鼻擴張器可以包括與其它鼻擴張器相關的特征或者部件，例如在鼻擴張器下面與使用者的鼻子接觸的材料、覆蓋物、全部或者部分粘結劑孔(void)、防粘膜或者支撐等。這樣的特征和部件的例子描述在美國專利No.5,476,091、5,533,499、5,533,503、5,549,103、5,611,333、，653,224、和6，318,362中，其全部在此全文引用作為參考。鼻擴張器撓曲剛度計算為了最優(yōu)化鼻擴張器的撓曲屬性，必須基于施加到擴張器的不定載荷進行計算。鼻擴張器典型地在每個末端具有向下的載荷和在中心具有向上的載荷。由于在每個末端大約45度的偏轉，必須小心使用典型地用于梁分析的方程式。首先，可以通過利用普通梁方程式對擴張器建模，因為在此加載不是連續(xù)豎直的，但是保持絕大部分側向。然后，在該施加的大撓曲應變的機械設計問題是材料屬性和產生的軸向載荷的效果。在加載下，該軸向壓縮將或多或少降低在擴張器的上部纖維的張力負載并增加在擴張器的下部纖維的壓縮載荷。將擴張器建;f莫為具有集中載荷的梁，而不是具有分布載荷的梁，將在偏轉的幾何結構和在特定偏轉角處所需的整體力的大小二者中引入誤差。例如，比較作為在懸臂梁末端的點載荷的整體力和作為沿著梁均布荷載的整體力，導致前者為三次方的曲線，后者為四次方的曲線，其是距離中心位置的支撐點的距離的函數(shù)。在前者的末端的偏轉大約小于后者的2.7倍。盡管方程式對于擴張器末端的大偏轉不是完全有效，但是本領域技術人員將認識到，用實際載荷和偏轉修正加載模型。該載荷模型和相關的載荷測試方法可以用作確定本發(fā)明的有凹槽鼻擴張器的期望撓性的手段。除了加載的位置之外，例如鼻音擴張器的梁的偏轉一般與以下四個參數(shù)有關載荷大小梁的截面材料的彈性梁的長度或者沿著梁的距離因此，在梁的一個點上的偏轉通常由以下方程式表征在梁上的偏轉=(載荷)x(橫截面測量值)x(彈性測量值)x(與沿著梁的位置有關的測量值)這可以表示為y=Px(1/1)x(i/E)x(x的函數(shù))其中，P是力，I是梁橫截面的慣性矩(第二矩)，E是彈性模量，x是距支撐點的距離，其中載荷的幾何結構/分布確定x的特定函數(shù)。一旦擴張器構型被限定，幾何結構值I和材料屬性E可以合并為"EI"(剛度)或者1/(EI)(撓性)。然后，可以評估各種加載方案。對于在末端橫向加載的懸臂梁(具有小的偏轉)，在x處的偏轉為y=(Px2)(l/EI)[(I/6)(3L-x)]其中L為梁長度。在末端處(x-L)的最大偏轉ym"P)(卿[(i/3)L3]可以參照剛度剛度氣l/12)(FmXT3)或者EI氣l/12)(FmXT3)再者，如果梁的橫截面的幾何尺寸變化，EI的值將變化。上面的方程(2,1)MA式實際是由將簡單矩形梁截面演變而來，其具有I值I=(l/12)xbxh3其中b是矩形截面的側邊，h是截面的高度。在上述簡化的方程式[剛度氣l/l"(FmXT"]中，F(xiàn)m實際為(Exb),T為h。梁上載荷的計算以下方程式描述梁上的點載荷或者集中載荷以及梁上的分布載荷的計算。如前面所述，盡管兩種方法都不完全代表鼻擴張器上的真實載荷，但是本領域技術人員將認識到，基于這些方法的模型在確定本發(fā)明的有凹槽鼻擴張器的期望撓性方面將是有用的。圖14是示出用于點載荷計算的變量x、y、L、Pl、和P2的圖形。圖15是示出用于分布載荷計算的變量x、y、L、Wj和W2的圖形。點載荷(P)的計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>為了得到在x=(3/4)L處的相同偏轉<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>分布載荷(w)的計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>以獲得在x==(3/4)L處的相同偏轉<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>慣性矩(第二矩，I)的計算有凹槽鼻擴張器的截面不是簡單的矩形梁。在設計過程中的差異會明顯改變I的值，從而改變梁的剛度。特定設計的總I是相對通過復合截面區(qū)域的形心的"中性軸"進行計算。形心位置將隨著各設計的截面而變化。下面示出用于從產品的"基底，，到中性軸的距離(歹)的方程式。還示出用于通過利用該距離確定實際I的方程式。圖16是示出用于該慣性矩計算的變量ht、h2、b、bi和b2的圖。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>根據(jù)這些方程式，技術人員可以計算和比較具有任何特定數(shù)量的凹槽和厚度或者截面區(qū)域的梁的預計剛度。如果材料被限定，比較復合/總I的值(或者Itotal值)將是足夠的。例子1有凹槽鼻擴張器的截面區(qū)域的慣性矩(第二矩)的確定利用上面的方程式，如圖9a所示的鼻擴張器構型的值產生如表1所示的值表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>具有長度46毫米的鼻擴張器的加載目標是大約27g。在具有長度46毫米的鼻擴張器上實現(xiàn)該目標的成比例的It。^是大約0.0171rnrn4。表2示出一些計算值。第一行表示0.0012英寸(英制單位)的脊高度和0.0035英寸的基底或者谷的厚度。第二行示出凹槽從寬度的33%到30%的試驗性減小。第三行示出減小脊的高度從0.012英寸到0.0105英寸。因為二者導致的It。^在0.171mn^左右，二者的變化都被采用，產生0.0173in4的It。tai。具有該It。tai的46mm長的鼻擴張器上預計的成比例的載荷為大約27.2g。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>有很多構型(b的和h的)能夠產生期望的I。這是找到同樣符合其它設計和處理標準的構型的迭代方法的一個例子。在本發(fā)明的圖9a所示的實施例中，總厚度二Ro+Rj，其中Ro是凹槽的基底或者谷的厚度，Ri是凹槽的脊的厚度。在該實施例中谷的寬度限定為脊的寬度的大約一半。鼻擴張器的剛度將是有關Ro的分量加上有關Ri的分量的和。基底或者谷的寬度能夠簡單限定為支架的提升部分的整個寬度。利用該技術，發(fā)現(xiàn)可以制造適合的鼻擴張器，優(yōu)選地，利用具有初始撓曲模量350,000的PETG作為聚合材料。聚合材料可以在大約400。F溫度下在受壓壓印輥下以大約25英尺/分鐘的速率擠出，如圖6a所示，然后在從大約180。F-215。F范圍溫度下以25英尺/分鐘的速率通過受壓的壓印輥與粘結材料和防粘層層合，如圖6b所示。在層合材料離開擠出器之后，可以進行進一步的處理，例如激光切割，以形成具有期望尺寸和形狀的鼻擴張器。優(yōu)選地，粘結材料施加到材料的有凹槽表面，以使得粘結劑能夠施加在每個凹槽內。在一個實施例中，粘結劑施加為部分地或者基本填滿凹槽。在另一實施例中，粘結劑僅施加到凹槽的頂部。如在此所述的，可以使用任何適當?shù)恼辰Y材料，例如基于丙烯酸脂的粘結劑或者水狀膠質粘結劑。施加的粘結材料的量將取決于凹槽的尺度和使用的粘結劑材料的類型而變化。例如，在本發(fā)明的鼻擴張器的一個實施例中，每個凹槽用一層大約10mil厚的粘結劑例如基于橡膠的粘結劑充填。對于沒有中心開口的鼻擴張器，例如圖9a-9c所示的那些，優(yōu)選地，鼻擴張器的長度可以在大約35mm-60mm范圍之間，該寬度可以在大約10mm-25mm范圍之間，谷厚度可以在大約3mil-1Omil范圍之間，脊厚度可以在大約8mil-15mil范圍之間。在一個優(yōu)選實施例中，脊厚度為大約14mil，谷厚度為大約3.5mil，脊和谷的總厚度為大約17.5mil。對于具有中心開口以及兩提升支架的鼻擴張器，例如圖ll所示的鼻擴張器，長度可以在大約40mm-55mm范圍之間，并且寬度可以在大約25mm-30mm范圍之間，具有與上述脊和谷相同范圍的厚度。如前所述，谷的寬度優(yōu)選地為脊寬度的大約一半。在一個優(yōu)選的實施例中，脊寬度和谷寬度每一個都在大約0.5mm-1.0mm范圍之間，盡管這些值可以部分地根據(jù)使用的材料和擠出材料的期望剛度而變化。谷寬度與脊寬度的比同樣可以改變，同樣，部分地取決于使用的材料和擠出材料的期望剛度。用于鼻擴張器的有凹槽層合材料能夠被激光切割以提供具有期望尺寸和形狀的鼻擴張器。此外，切割材料的邊緣可以被進一步處理以增加使用的舒適性和容易性。優(yōu)選地，與材料的中心部分相比，該邊緣的剛度減小大約85%。在一個優(yōu)選的實施例中，邊緣厚度從14mil減小到4mil。在另一優(yōu)選實施例中，邊緣厚度減小到大約2-3mil。如上所述地制造的鼻擴張器的尺寸、形狀和剛度適于在期望時間段里舒適地提升鼻部通道的組織。在根據(jù)本發(fā)明制造的鼻擴張器的另一實施例中，不同于粘結劑材料嵌入在各凹槽中，粘結劑薄層施加到凹槽的一個或多個脊的頂部。例如，一個或多個脊能夠用0.5mil厚的粘結劑例如丙烯酸脂粘結劑層涂覆。在鼻擴張器的該實施例中，因為僅脊的頂部與使用者的皮膚接觸并貼附，在凹槽和使用者的皮膚之間將有部分的或者基本打開的通道，從擴張器的一端縱向延伸到另一端，或者從擴張器的一端沿著擴張器的長度延伸到另一位置。多個通道可以彼此交錯以形成"漣漪"到與使用者的皮膚接觸的鼻擴張器表面。粘結劑僅施加到最頂部的"孤島"或者由交錯通道產生的脊結合部。一個通道或者多個通道允許氣體、流體或者液體，例如水、空氣、油或者汗水進入或者收集在通道中，在鼻擴張器下面。因此，當戴著鼻擴張器時，通過允許聚集的人體濕氣蒸發(fā)出通道，或者通過提供其中使用者皮膚分泌的油能夠聚集離開皮膚表面的貯藏空間，通道可以增加使用者的舒適度。當使用者施加水到他/她的臉部以去除鼻擴張器時通過允許水進入通道，通道可以另外地或者替代地使得更易于去除鼻擴張器。當水沖洗到鼻擴張器下面的通道內的空間時，空氣能夠然后從擴張器下面在由通道的位置確定的任何方向逃出。通道通過增加鼻擴張器下面的能夠與水接觸的表面面積，從而使得與使用者皮膚接觸的更多的粘結劑失效，幫助促進鼻擴張器的去除。包裝材料如上所述，本發(fā)明可以用于制造具有改進的處理屬性的包裝材料。特別地，令人驚喜地發(fā)現(xiàn)，通過使用在此所述的有凹槽材料，能夠產生需要更小的力來撕開且沒有一般塑料包裝例如PVC蛤殼包裝所具有的鋒利或者不規(guī)則邊緣的包裝開口區(qū)域。在一個實施例中，通過利用本發(fā)明的有凹槽材料，可以減小打開包裝所需的力大約98%。有凹槽材料作為包裝的使用可以減小需要的樹脂量，有時能到大約15%-20%,從而降低包裝成本和對環(huán)境的影響。與沒有凹槽形式的相同材料相比，在壓縮下，有凹槽材料令人驚喜地并不呈現(xiàn)出鈍力阻力的減小。與沒有凹槽的材料相比，有凹槽材料維持其對橫跨凹槽撕裂的耐力，但是通過沿著凹槽的切口或者凹口開始，有凹槽材料能夠安全容易地撕開，如圖17所示。有凹槽材料可以同樣提供提高的撓性，使得其適于彎曲為箱子或者其它形狀。與"透明塑料，，包裝材料相比，有凹槽材料可以通過改變凹槽的截面外觀，例如"V"形凹槽而不是正方形凹槽而制造得看上去更吸引人。此外，可以拋光蝕刻輥的通道以去除凹槽中的酸性蝕刻并造面以降低材料的不透明度，使得其更加透明。在有凹槽材料中的通道或者谷能夠用于轉移流體或者氣體到包裝中或者從包裝中轉移出來，或者從通道的一端轉移到另一端。有凹槽材料能夠用第二薄膜覆蓋以產生槽紋塑料"紙板狀，，材料以為了更大的剛度。末端開口的槽紋褶皺塑料由于可能夾帶臟物或者不需要的生物材料而已經不在醫(yī)療或者農業(yè)場合中使用。本發(fā)明可以用于以可重復的設計或者隨機的方式壓印封閉的橫向支架到材料的帶中。這些封閉的支架通過閉合材料的槽紋末端而發(fā)揮作用，從而消除可能的臟物或者生物學污染。醫(yī)療用途除了上述醫(yī)療包裝應用之外，本發(fā)明的有凹槽材料能夠用作鑄件或者夾板中的支撐性材料。有凹槽材料能夠圍繞一端巻繞，然后刻劃和切割到適當尺寸。材料容易切割為適當尺寸的能力使得其適于用在優(yōu)先搶治的緊急或者戰(zhàn)場情形中。再者，增粘劑例如聚(異)丁烯能夠加入以允許材料在向后翻起一點或者一段后貼附到其自身。由凹槽產生的通道允許氣體、流體或者液體例如水、血液、油或者汗水從與穿戴者的皮膚接觸的有凹槽材料下面流入或者流出。建筑材料本發(fā)明的有凹槽材料能夠用于制造建筑材料，例如用于特定目的地板或者片狀材料。本發(fā)明能夠制造的一種類型的地板的一個例子是漆布地板。凹槽能夠制造到材料的槽紋中(如上所述)并能夠有利于溫暖的液體或者氣體通過以加熱或者冷卻地板?，F(xiàn)有的包裝片難以現(xiàn)場處理為適當?shù)奈恢煤统叽纭１景l(fā)明的有凹槽材料允許沿著表面例如壁或者地板展開材料到期望的尺寸，然后沿著凹槽刻劃和撕裂材料。有凹槽材料可以包括聚丁烯或者類似的粘結劑以提供材料一定程度的粘著或者粘性以有利于其使用?？股鷦?，例如抗真菌或者抗孢子處理化合物能夠加入到材料的帶中以用于其中需要控制濕損的情形。其它應用包括使用有凹槽材料來建立或者包含專門的"清潔室"。驅蟲劑能夠加入到材料中以用于有害蟲的區(qū)域，要么是作為臨時防護，或是作為永久結構的一部分。例子包括DEET、Permethrin、或者Picaridin。盡管前面的例子和實施例描述各個方面和應用，^f旦是其并不意在限制本發(fā)明的權利要求所限定的范圍。權利要求1.一種用于改變材料的撓曲屬性的方法，包括施加具有期望截面形狀的凹槽到該材料。2.如權利要求l所述的方法，其中，多個凹槽施加到所述材料。3.如權利要求l所述的方法，其中，通過擠出所述材料將所述凹槽施加到所述材料。4.如權利要求l所述的方法，其中，所述材料具有初始撓曲模量，并且施加所述凹槽到所述材料改變所述材料的單軸或者多軸剛度。5.—種根據(jù)權利要求1所述的方法制造的有凹槽材料。6.—種具有期望剛度的材料，包括沿著第一方向并在所述材料的第一表面上的凹才曹。7.如權利要求6所述的材料，包括沿著所述材料的第一方向的多個凹槽。8.如權利要求6所述的材料，還包括沿著第一方向在所述材料的第二表面上的凹槽。9.如權利要求6所述的材料，還包括沿著第二方向在所述材料的第二表面上的凹沖曹。10.如權利要求6所述的材料，其中，所述凹槽包括脊和谷。11.一種包括權利要求6所述的材料的鼻擴張器。12.如權利要求11所述的鼻擴張器，還包括在所述材料的所述第一表面上的接合裝置。13.如權利要求11所述的鼻擴張器，其中，所述材料具有足以提升鼻部通道的剛度。14.如權利要求11所述的鼻擴張器，其中，當所述材料的第一表面接合患者的皮膚時，所述凹槽形成一通道，該通道能夠傳輸物質到被鼻擴張器覆蓋住的皮膚區(qū)域或者從該區(qū)域將物質傳出，其中，該物質選自包括液體、流體、氣體、油及其組合的組。15.如權利要求11所述的鼻擴張器，包括在所述材料中的多個凹槽，每個凹槽包括脊和谷。16.如權利要求15所述的鼻擴張器，其中，所述多個凹槽的第一脊具有大致與所述多個凹槽的第二脊的厚度相同的厚度。17.如權利要求15所述的鼻擴張器，其中，所述多個凹槽的第一脊具與所述多個凹槽的第二脊的厚度不同的厚度。18.如權利要求15所述的鼻擴張器，其中，所述脊具有在大約8mil-15mil之間的厚度，而所述谷具有在大約3mil-10mil之間的厚度。19.一種包括權利要求6所述的材料的醫(yī)療支撐裝置。20.如權利要求19所述的醫(yī)療支撐裝置，其中，當所述材料的第一表面接合患者的皮膚時，所述凹槽形成一通道，該通道能夠將物質傳輸?shù)接伤鲠t(yī)療支撐裝置覆蓋住的皮膚區(qū)域或者從該區(qū)域傳出，其中所述物質選自包括液體、流體、氣體、油及其組合的組。21.—種包括權利要求6所述的材料的地板產品。22.—種包括權利要求6所述的材料的建筑片狀產品。23.—種包括權利要求6所述的材料的包裝產品。24.如權利要求23所述的包裝產品，其中，該材料能夠在所述第一方向沿著所述凹槽的長度分開。全文摘要描述通過施加凹槽或者截面形狀到材料的一個或多個表面改變材料的剛度屬性的方法。還描述通過該方法制造的材料和用該材料制造的產品，例如鼻擴張器、包裝、建筑材料和醫(yī)療裝置。文檔編號A61M15/00GK101528293SQ200780039432公開日2009年9月9日申請日期2007年8月30日優(yōu)先權日2006年8月30日發(fā)明者戴維·W·史密斯申請人:戴維·W·史密斯