(57)【要約】  油の静電容量特性を測定することにより油品質の指標を提供できる方法及びデバイスが開示される。この方法及び／又はデバイスは、静電容量検出エレメントを備える微小体積油取得容器を含むサンプル取得プローブを使用することができ、この静電容量検出エレメントは、容器の底面に配置され、外側が親油性濡れ機構によって囲まれている。この方法には、サンプル取得プローブを少なくとも部分的に油供給源に浸す工程と、そのプローブを油供給源から引き上げることにより微小体積油サンプルをプローブの微小体積油取得容器内に保持する工程と、微小体積油サンプルの静電容量特性を、容器内に配置された静電容量検出エレメントで測定する工程とを含み得る。
2013541710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油供給源から微小体積油サンプルを取得し、かつ該微小体積油サンプルの静電容量特性を測定するためのデバイスであって、該デバイスが
微小体積油取得容器を含み、該容器の底面に配置された静電容量検出エレメントを備え、かつ該容器底面及びその上の該静電容量検出エレメントの上に配置されたフッ素化バリアコーティングを備えた、サンプル取得プローブを含み、
該静電容量検出エレメントと、該静電容量検出エレメントの上の該フッ素化バリアコーティングは、外側が親油性濡れ機構によって囲まれている、デバイス。
【請求項２】
前記親油性濡れ機構が、前記容器を横方向に取り囲む領域内の前記フッ素化バリアコーティングの上に垂直に突出する、親油性材料の露出端に面した内側面を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記静電容量検出エレメントが、基材の上に提供され、前記親油性濡れ機構が、該基材内に部分的に食い込む溝を含み、該溝が、フッ素化バリアコーティングを含まない面を少なくとも１つ含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記親油性濡れ機構が、前記フッ素化コーティングの上で上方に突出するリブを含み、該リブが、フッ素化バリアコーティングを含まない面を少なくとも１つ含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記親油性濡れ機構が、基材又はその上の層の、フッ素化バリアコーティングが存在しない一領域において、前記静電容量検出エレメントがその上に提供される基材の親油性の露出された上面、又は、該基材の上に存在する層の親油性の露出された上面を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記親油性濡れ機構の外側を取り囲む二次的ストッパー機構を更に含み、前記油が横方向に該二次的ストッパー機構を超えて外に浸透するのを防止する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記親油性濡れ機構に近接した少なくとも１つの液体センサーを更に含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
複数の液体センサーが、前記親油性濡れ機構の長さの少なくとも一部分に沿って離間配置される、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記サンプル取得プローブが、能動的温度制御エレメントを含まない、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記静電容量検出エレメントが、基材上に提供され、前記サンプル取得プローブが、該基材の少なくとも一部分の下面に隣接して配置され、かつ該基材と密接に熱的接触する基材、又は前記基材と密接に熱的接触する材料層と密接に熱的接触する受動的サーマルマスエレメントを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記プローブが、前記静電容量検出エレメントに近接して上側に配置され、かつ該静電容量検出エレメントの全体に対して重なり合う関係にある油延展シートを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記油延展シートが、金属メッシュからなる、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記サンプル取得プローブが、細長い接続部材により制御装置に物理的に接続される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記接続部材が、柔軟性であり、かつ別の自己保持性形状に可逆的に成形可能である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記接続部材が、非延長形状から延長形状へと可逆的に延長可能な、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記サンプル取得プローブが、ワイヤレス通信により制御装置に、動作可能なように接続される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
微小体積油サンプルの静電容量特性を測定する方法であって、
サンプル取得プローブの微小体積油取得容器の底面上に配置された静電容量検出エレメントを提供する工程と、
該サンプル取得プローブを少なくとも部分的に油供給源に浸してから該プローブを該油供給源から引き上げることにより、該静電容量検出エレメントを完全に覆うような様式で、微小体積油サンプルを該油取得容器内に保持する工程と、
該静電容量検出エレメントを使って、該微小体積油サンプルの静電容量特性を測定する工程と、を含む、方法。
【請求項１８】
前記微小体積油サンプルの温度が前記油供給源中の油の温度よりも低いうちに、該微小体積油サンプルの前記静電容量特性が測定される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記微小体積油サンプルの温度が低下している間に、該微小体積油サンプルの前記静電容量特性が動的に測定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記微小体積油サンプルの前記静電容量特性が制御されていない温度で、該微小体積油サンプルで測定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記サンプル取得プローブが温度センサーを含み、前記微小体積油サンプルの温度が、該微小体積油サンプルの静電容量特性の測定中に測定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記サンプル取得プローブを少なくとも部分的に第１油供給源に浸す工程と、該プローブを該第１油供給源から引き上げることにより、第１微小体積油サンプルを前記油取得容器内に保持する工程と、該第１取得微小体積油サンプルの静電容量特性を測定する工程と、次に該サンプル取得プローブを該第１油供給源と同じ又は異なる第２油供給源に浸す工程と、該プローブを該第２油供給源から引き上げることにより、第２微小体積油サンプルを該油取得容器内に保持する工程と、該第２取得微小体積油サンプルの静電容量特性を測定する工程と、を含み、該第２油供給源に該プローブを浸す前に、該油取得容器から該第１微小体積油サンプルを取り除く洗浄を伴わない、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記サンプル取得プローブが、前記油供給源の表面に対して前記微小油取得容器の底面を８０〜２０°の間の角度に向けて、該油供給源に少なくとも部分的に浸される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記サンプル取得プローブが、前記油供給源に少なくとも部分的に浸され、そこから取り出されるまでの時間が約２秒間未満である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記油サンプルの前記静電容量特性測定値を、該油の全極性含有量と関連付ける工程と、該油の該全極性含有量に基づいて該油の品質の指標を報告する工程とを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記サンプル取得プローブが、前記容器底面及びその上の前記静電容量検出エレメントの上に配置されるフッ素化バリアコーティングを含み、該容量検出エレメントと、該静電容量検出エレメントの上にある該フッ素化バリアコーティングとが、親油性濡れ機構によって外側を取り囲まれる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記サンプル取得プローブが、前記親油性濡れ機構に隣接した少なくとも１つの液体センサーを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記サンプル取得プローブが、前記静電容量検出エレメントに近接して上側に配置され、かつ該静電容量検出エレメントの全体に対して重なり合う関係にある油延展シートを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記サンプル取得プローブが、柔軟性でありかつ別の自己保持性形状に可逆的に成形可能である細長い接続部材によって、制御装置に物理的に接続される、請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
前記サンプル取得プローブが、ワイヤレス通信により制御装置に、動作可能なように接続される、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
油（例えば食用油、揚げ油、油脂、ショートニング等）は、高温に曝されると、酸化反応が起こる可能性があり、その結果、油の劣化が生じる。したがって、油が依然として使用に適しているかどうかを判定するために、例えばレストランの厨房では油の品質が頻繁にモニターされる。油の品質を評価するのにしばしば用いられる１つのパラメータは、油の全極性（化合物）の含有量である。油の全極性含有量を測定するには、さまざまなアプローチ（静電容量、分光分析等）が使用されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
油の静電容量特性を測定することにより油品質の指標を提供できる方法及びデバイスが開示される。この方法及び／又はデバイスは、静電容量検出エレメントを備えた微小体積油取得容器を含むサンプル取得プローブを使用することができ、この静電容量検出エレメントは、容器の底面に配置され、外側が親油性濡れ機構によって囲まれている。この方法には、サンプル取得プローブを少なくとも部分的に油供給源に浸す工程と、そのプローブを油供給源から引き上げることにより微小体積油サンプルをプローブの微小体積油取得容器内に保持する工程と、微小体積油サンプルの静電容量特性を、容器内に配置された静電容量検出エレメントで測定する工程とを含み得る。
【０００３】
一態様において、本明細書では、油供給源から微小体積油サンプルを取得し、かつ微小体積油サンプルの静電容量特性を測定するためのデバイスが開示され、このデバイスは、微小体積油取得容器を含み、この容器の底面上に静電容量検出エレメントが配置され、容器底面上に配置されたフッ素化バリアコーティングと、その上に静電容量検出エレメントが備えられている、サンプル取得プローブを含み、ここで、静電容量検出エレメントと、静電容量検出エレメントの上のフッ素化バリアコーティングとは、外側が親油性濡れ機構によって囲まれている。
【０００４】
別の一態様において、本明細書では、微小体積油サンプルの静電容量特性を測定する方法が開示され、これには、サンプル取得プローブの微小体積油取得容器の底面上に配置された静電容量検出エレメントを提供する工程と、サンプル取得プローブを少なくとも部分的に油供給源に浸してからそのプローブを油供給源から引き上げることにより、静電容量検出エレメントを完全に覆うような様式で、微小体積油サンプルを油取得容器内に保持する工程と、静電容量検出エレメントを使って、微小体積油サンプルの静電容量特性を測定する工程とが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本明細書の上記及びその他の特徴及び態様は、以下の例示的な実施形態の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。先に述べた概要及び以下の詳細な説明は例示であり、本明細書を制限するものではないことを理解されたい。
【図１】フッ素化バリアコーティングを備えた静電容量検出エレメントを含む微小体積油取得容器を備えたサンプル取得プローブを含む、代表的な油品質モニタリングデバイスの斜視図。
【図２】フッ素化バリアコーティングを備えた静電容量検出エレメントを含む、代表的な微小体積油取得容器の斜視図。
【図３】図２の線３−３に沿った、図２の微小体積油取得容器の断面図。
【図４】容器が油サンプルを含んだ状態の、図３の微小体積油取得容器の断面図。
【図５】代表的な親油性濡れ機構を含む、代表的な微小体積油取得容器の部分断面図。
【図６】別の代表的な親油性濡れ機構を含む、代表的な微小体積油取得容器の部分断面図。
【図７】別の代表的な親油性濡れ機構を含む、代表的な微小体積油取得容器の部分断面図。
【図８】別の代表的な親油性濡れ機構を含む、代表的な微小体積油取得容器の部分断面図。
【図９】フッ素化バリアコーティングを備えた静電容量検出エレメントを含み、更に、容器の外辺部に隣接して配置された液体センサーを含む、代表的な微小体積油取得容器の斜視図。
【図１０】フッ素化バリアコーティングを備えた静電容量検出エレメントを含み、更に、容器の上に配置された油延展シートを含む、代表的な微小体積油取得容器の断面図。
【０００６】
さまざまな図面における類似参照番号は、類似要素を表す。特定の要素は、同一のものが複数提示されることがあり、つまり単独のみの代表的要素が参照番号で示されることがあるが、このような参照番号は、そのような同一要素の全てに適用されると理解されよう。特に指定されない限り、本文献における全ての図面及び図は、一定の縮尺ではなく、本発明の異なる実施形態を例示する目的で選択される。特に、さまざまな構成要素の寸法は、指示のない限り、例示的な用語としてのみ記述され、さまざまな構成要素の寸法間の関係は、図面から推測されるべきではない。「最上部」、「底部」、「上側」、「下側」、「下」、「上」、「前」、「後ろ」、「外側に」、「内側に」、「上に」、「下に」、並びに「第１」及び「第２」などの用語が本開示中で使用され得るが、特に記載のない限りこれらの用語は相対的な意味においてのみ使用されることを理解すべきである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、例えばレストランなどで使用され得るような、液体油（食用油、揚げ油等）の品質をモニターするのに使用され得る、代表的な油品質測定デバイス１の斜視図を示す。デバイス１は、コントロール装置４００を含み、これには、信号処理、データ取扱い、操作者入力の受信等のための電子回路部品が含まれ得る。デバイス１は、微小体積油取得容器１００を含むサンプル取得プローブ２を更に含んでおり、この微小体積油取得容器は、静電容量検出エレメント１１０を含む。静電容量検出エレメント１１０は、動作可能なようにコントロール装置４００に接続されており、このコントロール装置によって操作され得、これは、本明細書で後述されるように、任意の好適なメカニズムで達成することができる。サンプル取得プローブ２は、静電容量検出エレメント１１０を内部に備えた微小体積油取得容器１００を含み、このプローブは、例えば接続部材４１０により、コントロール装置４００に物理的に接続できる。
【０００８】
図２は、静電容量検出エレメント１１０を内部に備えた微小体積油取得容器１００を含む、代表的なサンプル取得プローブ２の拡大斜視図を含む。図３は、微小体積油取得容器１００を更に詳しく示すための、プローブ２の断面図を示す。微小体積油取得容器１００は定義上、５００マイクロリットル以下のごくわずかな容積を有し、容器の深さが横方向寸法よりもはるかに小さく、かつ上向きの開口部を備えた、全体に浅い水盤形状を有し得、これにより微小体積の油サンプルを容器内に受容することができる。上向きの開口部は、図２の代表的な実施形態に示すように、容器１００の横方向寸法と同一の広がりを有し得る。（いくつかの実施形態において、本明細書で後述されるように、上向きの開口部には、油が通過して容器１００に達することができるような油延展シートを含んでよい）。容器１００の底面１０２は、基材１２０（又は基材１２０の上にある層）の全体に平坦な上面によって提供され、この上に静電容量検出エレメント１１０及びフッ素化バリアコーティング２００を担持し得る。静電容量検出エレメント１１０は、例えば一組の導電性経路の形状を有し、これらを合わせて、例えば、互いに入り込んだ電極１３４及び１３６などの、静電容量電極を含んでよい。油サンプルの静電容量特性は、電極１３４及び１３６を介して測定することができ（例えば、電極１３４及び１３６の静電容量、インピーダンス等について、油の影響をモニターすることにより）、次いで、油サンプルの全極性含有量と関連付けることができ、これによって油の品質を確認することが可能になり得る。
【０００９】
本明細書で使用されるとき、用語「上向き」及び「上側」は、基材１２０とは概ね反対の方向に（例えば、図３の上方向に向かって）容器１００から外側に向かって面する又は向いていることを意味し、用語「下向き」及び「下側」は、容器１００とは概ね反対の方向に（例えば、図３の下方向に向かって）基材１２０から外側に向かって面する又は向いていることを意味する。用語「横方向」は、基材１２０の面及び容器１００の面に対して概ね平行の方向を指し、用語「垂直」は、基材１２０及び容器１００の面に対して概ね直角の方向（上向き又は下向き）を指す。用語「上方」は、垂直方向に沿って上側を意味する。用語「微小体積」は、本明細書において後で詳しく記述されるように、５００マイクロリットル未満の体積として定義される。
【００１０】
基材１２０は、電気的測定に対して材質による悪影響を与えることなく、その上に導電性経路を担持することができ、かつ本明細書で開示される用途に提供するのに十分な温度安定性を有する、任意の好適な材料から製造することができる。具体的には、基材１２０は食用油の温度（例えば、１５０、１７５、又は２００℃、又はそれ以上）に耐えるよう選択され得る。例えば、基材１２０は、Ａｒｌｏｎ，Ｉｎｃ．（Ｒａｎｃｈｏ  Ｃｕｃａｍｏｎｇａ、ＣＡ）から商品名Ｉｓｏｃｌａｄとして販売されるセラミック充填フルオロポリマーで製造することができる。いくつかの実施形態において、基材１２０の少なくとも一部に隣接して配置され、その部分に対して密接な熱的接触を有する（又は、基材１２０と密接な熱的接触を有する層との密接な熱的接触を有する）、所望による受動的サーマルマスエレメント１２１を提供することが望ましい場合がある。サーマルマスエレメント１２１は、サーマルマスエレメント１２１、並びにその上にある基材１２０及び静電容量検出エレメント１１０が油供給源内に配置されたときに熱せられる速度に影響する可能性があり、及び／又は微小体積油サンプル取得後に、容器１００内に取得した微小体積油サンプルとともにこれらが冷却される速度に影響する可能性がある、所定のサーマルマスを提供することができる。
【００１１】
互いに入り込んだ電極１３４及び１３６は、当該技術分野において周知のように、合わせて、互いに入り込んだ静電容量検出エレメント１１０を包含するような、間隔を開けた配置で、基材１２０上に配置される。互いに入り込んだ電極１３４及び１３６は、任意の好適なプロセスにより、基材１２０の一部を導電材料でコーティングすることによって、パターン化された連続的な導電性通路（経路）を形成し、製造することができる。この導電材料は、基材１２０を構成する材料の露出表面の上に直接提供することができ、あるいは、この導電材料は、基材１２０上に存在する材料の層（例えば結合層、プライマー層、接着促進層等）の露出表面の上に提供することができる。この電極の（横方向の）幅、厚さ（深さ）、ピッチ等は、電極１３４及び１３６それぞれの互いに入り込んだ指状部分１３４ａ及び１３６ａの近接する部分の間にギャップ１３３（すなわち、横方向のスペース）が生じるように、望ましいように選択することができる。図２の代表的な構成において、互いに入り込んだ電極１３４及び１３６は、直線的パターン（しばしば櫛型交互パターンと呼ばれる）を含むが、例えば相互に入り込んだらせん状パターン等の他の構成も使用することができる。相互に入り込んだ電極１３４及び１３６は、導線によってコンタクトパッド（どの図にも図示なし）に接続することができ、このパッドは、制御装置４００に電気的に接続可能であり、この制御装置は、静電容量測定回路、温度測定回路、並びに上述のデバイスを操作し、これらから受信したデータを処理し、その処理結果をユーザーに提示し、データ及び／又は結果を保管し、そのデータ及び／又は結果を離れた受信場所へ送信するなどを行うための、制御回路を含むことができる。
【００１２】
エレメント１１０の温度、及び／又は容器１００内の微小体積油サンプルの温度をモニターするために、温度センサー１２２を提供することができる。いくつかの実施形態において、油サンプル及び／又はエレメント１１０を試験のために特定の温度にする必要がある場合は、能動的温度制御エレメント（例えば、電気式加熱ブロック（どの図にも図示なし））を提供することができる。他の実施形態において、本明細書において後で詳述されるように、能動的温度制御エレメントは存在せず、そのため、温度無制御の微小体積油サンプルで静電容量測定が行われる。
【００１３】
静電容量検出エレメント１１０は、互いに入り込んだ電極１３４及び１３６を覆い、更に電極１３４及び１３６の間のギャップ１３３における容器底面１０２（例えば、基材１２０の上面、又は基材１２０の上にある層の上面）も覆う、フッ素化バリアコーティング２００を含む。したがって、容器１００内に取得された微小体積油サンプルは、図３の断面図に示すように、フッ素化バリアコーティング２００の最も外側の露出面上に存在する。静電容量測定の最適な正確さを得るためには、取得した微小体積油サンプルが静電容量検出エレメント１１０全体（例えば、互いに入り込んだ電極１３４及び１３６及びその間のギャップ１３３の全体であって、コンタクトパッドとそれに対する接続は必ずしも含まない）を、完全に覆うことが望ましい場合がある。
【００１４】
フッ素化バリアコーティング２００は、米国特許出願第１２／５４２８２９号（Ｙｕら）に詳述されるように、耐久性、清浄可能性等において顕著な利点を提供することがある。しかしながら、フッ素化バリアコーティング２００は、本明細書に開示されるサンプル取得様式において、微小体積油サンプルが比較的幅広で浅い微小体積容器１００に取得される場合、問題を呈することがある。フッ素化バリアコーティング２００は、高い疎油性をもつ傾向があるため、取得した微小体積油サンプルがコーティング２００の領域を濡らさない、及び／又は容器１００の特定の場所に優先的にビーズ状になる傾向をもつ可能性がある。そのような挙動は、静電容量センサー１１０を用いて行う測定の正確さ及び／又は精密度に悪影響を与えることがある。したがって、本明細書に開示される方法及びデバイスは、微小体積油サンプル取得デバイス及び／又は方法の機能を強化するよう開発されたものである。
【００１５】
したがって、図２〜８のさまざまな代表的実施形態に図示されるように、サンプル取得プローブ２の微小体積油取得容器１００内に、親油性濡れ機構５０を提供することができる。親油性濡れ機構５０は、定義として、静電容量検出エレメント１１０の外側を囲み（すなわち、包囲する、囲む等であるが、厳密に円形又は概ね円形の形状に制限されるものではない）、容器１００内の微小体積油サンプルが接触可能であり、かつフッ素化されておらず（本明細書において、０．０５重量パーセント未満の合計フッ素含有量を有すると定義される）、表面エネルギーが少なくとも３０ｄｙｎｅ／ｃｍであるような、少なくとも１つの表面を含む。図４の代表的な様式に示されるように、親油性濡れ機構５０は、微小体積油サンプル９０が容器１００内に取得されたときに、静電容量検出エレメント１１０を含む容器底面の面積全体がこれにより濡れた状態を保つようにすることができる。いくつかの実施形態において、親油性濡れ機構５０は、微小体積油取得容器の外側の境界を画定し得、別の実施形態において、親油性濡れ機構５０は、いくつかの他の囲み機能又はバリア（例えば、側壁）によって提供される微小体積油取得容器１００の境界より内側に横方向に位置していてよい。
【００１６】
親油性濡れ機構５０は、数多くの異なるデザインから選択することができる。図２〜４において、及び図５の拡大図において示される実施形態では、親油性濡れ機構５０は、層５２（これは、例えばストリップ、フレーム、部分的フレーム等であり得る）の親油性端５１を含む。層５２は、フッ素化コーティング２００の面の上に垂直に突出する。端５１の少なくとも横方向の内側を向く面は、フッ素化されておらず、その表面エネルギーは、３０ｄｙｎｅ／ｃｍ超である（本明細書において、親油性とは、表面エネルギーが３０ｄｙｎｅ／ｃｍ超で、フッ素化されていない少なくともいくつかの部分の露出面を有すると定義される）。層５２の任意又は他の全ての表面（例えば、上面５８）もまた、望ましい場合は、親油性であり得る。層５２は、例えば任意の好適な方法（例えばコーティング、蒸着、スパッタリング等）によって親油性材料を付着させることによって提供され、これにより、静電容量検出エレメント１１０の横方向の外側で、容器１００内の望ましい位置に、層を形成することができる。あるいは、形成済みの材料の層を好適な形状で（例えば、ストリップとして）提供し、容器１００内に望むように配置することができる。いずれの場合でも、層５２は、接着性又は非接着性であってよく、任意の好適な取り付けメカニズムによって定位置に取り付けることができる。例えば、層５２は、接着性表面（例えば、感圧接着剤表面）を含んでよく、これにより、基材１２０（又はその上の層）に直接接着させることができる。あるいは、層５２は、非接着性であるが、別の接着層、又は溶媒接着、又は他の任意の好適な方法によって、基材１２０に接着させることができる。層５２は、露出した上面５８（例えば、図２〜５に図示）を含んでよく、あるいは、層５２の上面は、所望により、何らかの他の材料の層で覆われていてもよい。しかし、定義により、親油性濡れ機構５０は、容器１００に近接するフィルター材料又は吸収パッドを接着するのに使用される接着性フレームの端５１を包含しない。
【００１７】
端５１は、図２には直角に交わる概ね直線の部分として示されるが、いくつかの実施形態においては、本明細書において後で開示される他の代表的な親油性濡れ機構５０（例えば、リブ５３、溝５５、ギャップ５７等）の任意のものであってよいため、弓状の形状に沿ってよく、及び／又は直角の角ではなくゆるやかなカーブを含んでもよい。端５１は、図５に示すように概ね垂直の向きであってよく、又はある程度垂直から外れた角度であってもよい。フッ素化バリアコーティング２００は、層５２の一部又は全体の下に横方向に連続していてよく（図３〜５の代表的実施形態に示されるように）、又は例えば端５１の横方向に近接する位置で途絶えていてもよい。
【００１８】
図６は、親油性濡れ機構が親油性リブ５３を含む別の代表的デザインを示し、このリブは、静電容量検出エレメント１１０の外側を囲む。リブ５３は、表面エネルギーが３０ｄｙｎｅ／ｃｍ超のフッ素化されていない面（例えば、面５４）を少なくとも１面含む。フッ素化コーティング２００は、リブ５３で横方向に途絶えていてよく（図６に示されるように）、あるいは、リブ５３の横方向の外側の少なくともいくつかの場所に存在していてもよい。図６では断面が概ね三角形として示されるが、正方形（例えば概ね平らな上面を備える）、丸形などを含め、任意の好適な形状を選択することができる。リブ５３のフッ素化されていない少なくとも１つの面は、図６においては概ね平坦に示されるが、これは、二次構造又は表面形状（例えば、ギザギザ、正弦波形状、角錐状、こぶ付き、スキャラップ形状など）を有していてよく、本明細書に開示される任意の他の代表的な親油性濡れ機構５０の非フッ素化表面でも同様である。リブ５３は、任意の好適な方法により（例えば基材１２０上に材料を付着させることにより）形成することができる。リブ５３は、例えばフッ素化バリアコーティング２００の付着の前に形成することができ、あるいは、リブ５３は、コーティング２００の付着の後に形成することができる。リブ５３のタイプの親油性濡れ機構５０と、層５２の端５１タイプの親油性濡れ機構との間に、明確な区別はなくともよいことが、当業者には理解されよう。
【００１９】
図７は、親油性濡れ機構５０が親油性溝５５を含む別の代表的デザインを示し、この溝は、静電容量検出エレメント１１０の外側を囲む。溝５５は、表面エネルギーが３０ｄｙｎｅ／ｃｍ超のフッ素化されていない面を少なくとも１面含む。フッ素化コーティング２００は、溝５５の横方向の外側の少なくともいくつかの場所に存在してよく（図７に示されるように）、又は溝５５のところで途絶えていてもよい。図７では、断面が概ね三角形として示されるが、任意の好適な形状を選択することができる。溝５５は、図７に示すように基材１２０内に部分的に食い込んでいてもよい。溝５５は、フッ素化バリアコーティング２００の付着の前又は後に、任意の好適な方法によって形成することができる。例えば、基材１２０の上面に沿ってツールを横切らせ、既存のフッ素化バリアコーティング２００と、基材１２０の少なくとも一部分を取り除いて、図７に示す一般的なタイプの溝５５を提供することができる。
【００２０】
図８は、親油性濡れ機構５０が、基材１２０の望ましい位置にフッ素化バリアコーティング２００の親油性ギャップ５７を含む、更に別の代表的なデザインを示す。ギャップ５７は、あらかじめ付着されたコーティング２００の一部を除去することによって提供することができ、又はフッ素化バリアコーティング２００の形成中（例えば付着中）に望ましい場所にマスキングを提供することによって、ギャップ５７を含むよう指定された位置にフッ素化バリアコーティングが形成されないようにすることができる。これによりギャップ５７は、例えば基材１２０の露出した上面、又は基材の上の層の露出表面を含み得るが、ただしその露出表面は、フッ素化されておらず、表面エネルギーは、３０ｄｙｎｅ／ｃｍ超である。フッ素化コーティング２００は、ギャップ５７の横方向の外側の少なくともいくつかの場所に存在してよく（図８に示されるように）、あるいは、ギャップ５７のところで途絶えていてもよい。ギャップ５７のタイプの親油性濡れ機構５０と、溝５５タイプの親油性濡れ機構との間に、明確な区別はなくともよいことが、当業者には理解されよう。
【００２１】
上記のデザインの数多くのバリエーションと組み合わせが可能である。１つのタイプの親油性濡れ機構５０で静電容量検出エレメント１１０の全ての側の外側を囲むことができ、又は特定のタイプ（例えば、層５２の端５１）を静電容量検出エレメント１１０の１つの横方向の外側に配置し、別のタイプ（例えば、溝５５）をエレメント１１０の別の部分の横方向の外側に配置し、異なるタイプの濡れ機構を合わせて、エレメント１１０の外側を全体に囲むことができる。任意の親油性濡れ機構５０は、本明細書に記述される代表的実施形態において概ね連続的なものとして示されるが、断続的又は非連続的なデザインを含み得ることが、当業者には理解されよう。すなわち、ストリップ、リブ、溝等は、複数の個別ストリップ、リブ又は溝部材、例えば、概ね連続的な端、リブ、溝、ギャップ等ではなく、（フッ素化バリアコーティング２００中に）好適に間隔を開けてデザインされたポスト、リブ断片、切片、ギャップ等により、全体として提供することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態において、望ましい程度を超えて親油性濡れ機構５０を超えた横方向の外側へ油が浸透することを防ぐために、親油性濡れ機構５０の外側を囲む二次的ストッパー機構５９を提供することができる。ギャップ５７と組み合わせた代表的な様式に示されるが（図８）、そのような二次的ストッパー機構５９は、濡れ機構が端、リブ、溝等のいずれであっても、任意の親油性濡れ機構５０とともに使用することができる。二次的ストッパー機構５９は、物理的バリアを提供することによって、好適な表面エネルギーによって、又はこれらの組み合わせによって、油の流れを最小限に抑えるか阻止することができ、これは任意の好適な材料で、任意の好適な様式で形成することができる。いくつかの実施形態において、二次的ストッパー機構５９は、容器１００の外側の寸法を画定する側壁の少なくとも一部分であり得る。
【００２３】
図９の代表的様式に示されるように、いくつかの実施形態において、１つ以上の液体検出センサー７０を、親油性濡れ機構５０に近接して提供することができる。そのようなセンサーは、容器１００内の少なくとも特定の位置又はその近くに液体油が存在することを確認することを可能にし得る。望ましい場合は、いくつかのそのようなセンサーを、親油性濡れ機構５０の長さ方向に沿って（均一間隔又は変動間隔で）離間配置することができる。センサーは、図９の代表的な実施形態に示すように、外側が親油性濡れ機構５０によって囲まれている領域内に、少なくともわずかに（例えば、数ｍｍ）外側の内側に延在し得る。そのようなセンサーは、例えば単に液体油の存在の有無に反応する静電容量センサーであり得る（油サンプルの全極性含有量に由来する静電容量変化を識別できる静電容量検出エレメント１１０とは異なる）。そのようなセンサーは、静電容量検出エレメント１１０の形成と同じ作業で（例えば、導電性通路の付着又は形成により）、基材１２０上に形成され得、又は別個に提供することもできる。望ましい場合は、他の任意の好適なタイプの液体検出センサー（例えば、光学センサー）を使用することができる。
【００２４】
図１０における代表的様式に示されるように、いくつかの実施形態において、静電容量検出エレメント１１０に近接して上方向に配置され得、静電容量検出エレメント１１０の全体に対して重なり合う関係にある油延展シート８０を提供することができる。シート８０の下面とフッ素化バリアコーティング２００との間には、わずかな垂直方向ギャップ（例えば、高さ約２０マイクロメートル〜５００マイクロメートル）を提供することができる（ただし、シート８０は、親油性濡れ機構５０の一部に接触してもよい）。シート８０は、油に対して十分に透過性であり、サンプル取得プローブ２を油供給源に浸すと、油サンプルがシート８０の隙間を通って容器１００へと浸透することができる。代わりに、又はそれに加えて、シート８０に、及び／又はシート８０に近接して、１つ以上の貫通開口部を設け、油が容器１００に達することができるようにすることができる。シート８０は、静電容量検出エレメント１１０の全体（例えば、容器１００の全体）にわたって油を広げること、及び油をはじくことなく静電容量検出エレメント１１０全体にわたって油を保持することを支援するよう作用することができる。定義により、本明細書においてサンプル取得プローブ２とともに使用される油延展シート８０は、いかなる有機ポリマー又はセルロース系材料も原料にして製造されていないこと、プローブ２を（熱い）油供給源に直接浸す際に被る温度に耐えられること、並びに全粒子（例えば粒径が０．１ｍｍ超）をおそらく遮断する以外のいかなる濾過機能も行わないこと、によって、従来のフィルター（例えば濾過膜）、吸収材パッド及び同様物とは区別される。シート８０に好適な材料には、例えばステンレススチールメッシュ及び同様物が挙げられ得る。さまざまな実施形態において、油延展シート８０は、上述の代表的な親油性濡れ機構５０の任意のものとともに、あるいはその代替として、使用することができる。後者の場合、静電容量検出エレメント１１０の外側を囲む油延展シート８０の少なくとも一部分を、この文脈において、本明細書に開示される親油性濡れ機構として見なすことができる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、サンプル取得プローブ２は、静電容量検出エレメント１１０に類似のデザインであるが油サンプルに接触しないような（すなわち、基材１２０の下側に提供される）補正コンデンサを含まない。いくつかの実施形態において、サンプル取得プローブ２は、静電容量検出エレメント１１０が漂遊容量（例えば油供給源容器の金属壁に由来）に反応するのを防ぐようデザインされたシールドを含まない。これは、本明細書で後述されるように、本明細書で使用されるデバイス１は、そのような漂遊容量の影響を受けにくい場合があるからである。
【００２６】
いくつかの実施形態において（例えば、図１に示すように）、サンプル取得プローブ２は、接続部材４１０によって制御装置４００に物理的に接続されており、この接続部材は、制御装置４００を持つ操作者が許容できないほど制御装置４００を油供給源に近づける必要なしに、油供給源にこのプローブ２を浸すことができるよう、細長い形状であり得る。いくつかの実施形態において、接続部材４１０は、柔軟性であり得る。特定の実施形態において、接続部材４１０は、可逆的に（例えば、曲がった形状、アーチ形状、弓形、Ｓ字形等に）変形可能であってよく、これにより、プローブ２を、特定の油供給源に最も容易に浸すことが可能になる。接続部材４１０は、自己保持性であってよく、すなわち、操作者の支えなしに特定の形状に保持することができる。いくつかの実施形態において、接続部材４１０は、（例えば、延長していない初期形状、例えば収縮したコイルばね形状の状態から）延長した形状へと可逆的に延長可能であり得る。望ましい場合、接続部材４１０の長さに沿ったどこかの位置に、二次ハンドルを供給して、そのような延長を促すことができる。望ましい場合は、制御装置４００の筐体と同様、接続部材４１０の少なくとも外側の表面を、比較的低い熱伝導率の材質で製造することができる。
【００２７】
サンプル取得プローブ２及び／又は静電容量検出エレメント１１０は、望ましい場合は、単回使用後に廃棄することができる。しかしながら、本明細書に開示されるように、再利用が可能であり、少なくともいくつかの実施形態において複数回（例えば、５、１０、２０回、又はそれ以上）有利に使用することができる。サンプル取得プローブ２及び／又は静電容量検出エレメント１１０は、（例えば接続部材４１０から）取り外し可能であってよく、これにより交換可能であり得る。
【００２８】
サンプル取得プローブ２及びその中の静電容量検出エレメント１１０（並びに、もしあれば温度センサー１２２、及び液体センサー７０）は、任意の好適なメカニズムにより、制御装置４００に動作可能なように接続される。いくつかの実施形態において、これは、接続部材４１０の中を通過する導電ワイヤ及び／又は光ファイバーケーブルによって達成され得る。他の実施形態において、これは、プローブ２と制御装置４００との間のワイヤレス通信によって（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続又は同様物により）達成できる。そのような実施形態において、プローブ２を物理的に制御装置４００に接続することは、必要ではないことがある（例えば、プローブ２は、プローブ２を油供給源に浸すことを可能にするためのハンドルだけを有し得る）。しかしながら、プローブ２と制御装置４００との間のワイヤレス通信は、両者が、接続部材４１０によって物理的に接続される場合であっても使用することができる。
【００２９】
本明細書において開示される方法により、微小体積油サンプルは、油取得プローブの微小体積油取得容器内に取得することができ、その油取得容器内で、静電容量検出エレメントを用いることによって静電容量特性が測定される。（本明細書では便利のために親油性濡れ機構５０を含むプローブ２の文脈において記述されるが、本明細書に開示されるサンプル取得及び測定の方法は、必ずしも親油性濡れ機構５０の存在を必要としないことに注意されたい。）油サンプルは、任意の油供給源（例えば、油桶）から取得することができ、これは、例えば揚げ調理に典型的に使用されるような高温を含む、任意の好適な温度であり得る。サンプル取得プローブ２は、微小体積油サンプルを微小体積油取得容器１００内に取得可能なように十分な程度、少なくとも部分的にこの油供給源に浸すことができる。本明細書に定義される用語「取得する」、「取得」等は、容器１００を油供給源に少なくとも部分的に浸すことにより、操作者によるそれ以上の操作や行為なしに、容器１００により容器１００内へ入ったサンプルの、油の進入に制限される。そのような用語は、あらかじめ油供給源から除去された油サンプルを、投入、移転、又は他の方法で容器１００に挿入する行為を包含しない。
【００３０】
容器１００は、壁（例えば、側壁）により画定される外側の寸法を有し得る。そのような側壁は、親油性濡れ機構５０（例えば、図２及び３の代表的な実施形態に示されるもの）と同じであり得る。あるいは、側壁は、親油性濡れ機構５０とは異なるものであってよく、その横方向の外側であり得る（例えば、親油性濡れ機構５０の外側を囲むように）。さまざまな実施形態において、容器１００の外側の寸法は、例えば、約０．５ｃｍ〜約６ｃｍの範囲であってよく（容器１００は、例えば、正方形、長方形、円形、不定型等の任意の好適な外側の形状であり得ることに注意）、よってさまざまな実施形態において容器１００は、約１平方センチメートル〜約２０平方センチメートルの面積を有し得る。さまざまな実施形態において、容器１００は、少なくとも１０、２０、又は４０マイクロメートルの範囲の深さを有し得る。更なる実施形態において、容器１００は、最大で１０００、５００、又は２００マイクロメートルの深さを有し得る。深さと外側の寸法の何らかの組み合わせにより、微小体積油取得容器１００は、定義により、最大５００マイクロリットルの公称容積を有する。この文脈において、公称容積とは、容器１００の外側の寸法を画定する側壁の上側端と同じ高さの面によって囲まれるとした、容器１００の体積を意味する（実際の使用では、例えば表面エネルギーの効果により、油サンプル部分の一部がこの面をわずかに超えて上に突き出し得ることに注意されたい）。さまざまな実施形態において、微小体積油取得容器１００は、公称容積が約１００マイクロリットル未満、約５０マイクロリットル未満、又は約２０マイクロリットル未満である。取得した油の体積は、容器１００の公称容積とは等しくない場合があることに注意すべきである。すなわち、場合によっては、取得した油サンプルは、容器１００の完全深さまで容器１００を満たさない場合がある。例えば油サンプルが親油性濡れ機構によって十分に誘導されて、静電容量検出エレメント１１０の全体を覆う限りにおいては、これは、許容可能であり得、又は有利である場合すらある。更に上述のように、場合によっては、実際の油の体積は、容器１００の公称容積をわずかに上回ることもある。
【００３１】
サンプル取得プローブ２は、例えば、約２０°〜約８０°の、任意の好適な角度（油供給源の表面に対して）で油供給源に少なくとも部分的に浸すことができ、これにより、微小体積油サンプルを容器１００内に取得し、油供給源からプローブ２を取り出す際に、容器１００からサンプルが流出又は漏出しない。プローブ２は、油供給源から取り出すことができ、この際に、過剰の油は、プローブ２から除去され、容器１００内の取得した微小体積油サンプルのみと、可能性としては少量の残留油がプローブ２及び／又は接続部材４１０の他の表面に残り得る。過剰の油は、受動的又は能動的にプローブ２から除去することができる。すなわち、重力のみの作用により、プローブ２から過剰の油を除去することができ、容器１００内に取得した微小体積油サンプルを残すことができる（例えば、プローブ２の位置を調節することにより、重力の影響に基づいて過剰の油があれば流出するようにする）。あるいは、ツール（例えば、ブレード、スワブ等）を能動的に使用して、過剰な油があればすり切る又は吸い込ませることなどにより除去することができる。
【００３２】
サンプル取得プローブ２を油供給源から取り出した後、サンプル取得プローブ２の静電容量検出エレメント１１０を使用して、油取得容器１００内の微小体積油サンプルの静電容量特性を測定することができる。この測定は、プローブ２を油供給源から取り出した後、ほぼ即座に、例えば１０秒以内、５秒以内、２秒以内、又はそれより短時間に、実施することができる可能性がある。単回の静電容量測定を実施することができ、又は、望ましい場合には、複数回の測定を行って例えば平均することができる。静電容量特性の測定中、取得した微小体積油サンプルの温度は、油供給源中の油の温度よりも低い（例えば、２、５、１０、又は２０℃低い）ことがある（プローブ２とその中の油サンプルは、油供給源から取り出してからの時間で、少なくともある程度、例えば少なくとも数℃、冷却され得るため）。静電容量測定を行うために、取得した微小体積油サンプルの温度が、平衡状態に達するのを待つ必要はない。実際、動的な測定を実施することができる（すなわち、油の温度は、静電容量特性の測定中に毎分少なくとも５℃の割合で低下する）。微小体積油サンプルの測定された静電容量特性が油の温度に対して補正できるように、静電容量測定中に、取得した微小体積油サンプルの温度を十分な正確さで測定する限り（例えば前述の温度センサー１２２により）、測定実施前に油サンプルが平衡温度になるのを待つ必要はなく、よって動的測定が実施できる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、静電容量測定は、取得した微小体積油サンプルの温度を制御せずに行うことができ、すなわち、油サンプル取得からその静電容量測定までの時間中、あるいはその測定中に、微小体積油サンプル及び／又はプローブ２の温度を制御するために動作する能動的温度制御エレメント（すなわち、任意のタイプの電気式加熱エレメント）がない。しかしながら、いくつかの実施形態において、望ましい場合、例えば電気式加熱エレメントを使用することにより、温度を制御することができる。
【００３４】
サンプル取得プローブ２を油供給源（すなわち、熱い油）に浸すと、プローブ２は少なくともある程度加熱され得ることが、当業者には理解されよう。微小体積油サンプルを容器１００に取得し、プローブ２を油供給源から取り出した後、プローブ２は、冷え始める（例えば、空中に保持されるとき）。取得した微小体積油サンプルもまた、上述のように、油供給源から取り出すと冷え始める。（ある時点で、微小体積油サンプルはプローブ２とともに熱的に平衡になり、両方とも共に冷えた後、同様又は同じ温度になる）。上述のように、取得した油サンプル及び／又はプローブ２の温度がまだ変化している間に、静電容量測定を行うことができる。よって、この手順を最適化するようにプローブ２をデザインすることが望ましいことがある。例えば、取得した油サンプルの温度とプローブ２の温度とが互いに近くなってから、静電容量測定を行うように、プローブ２及びその使用方法を構成することが望ましい場合がある（例えば、油サンプルの最も正確な温度測定を行うことにより、適切な補正を最も正確に行うことができる）。したがって、プローブ２は、図２の代表的な様式に示すように、サーマルマスエレメント１２１を含み得る。サーマルマスエレメント１２１は、受動的であり、いかなる形でも動力を供給されていないため、例えば能動的温度制御エレメントとは区別され得る。エレメント１２１は、好適な寸法で設計され、かつ好適な熱容量、熱伝導性等を備えた材料で製造することができ、これによって本明細書で開示される動的な（及び所望により、温度制御なしでの）測定を満足に達成することが可能になる。すなわち、好適な受動的サーマルマスエレメントは、プローブ２の他のコンポーネント（例えば、基材１２０）と組み合わせて、プローブ２を熱い油供給源に浸した際に熱せられる速度を制御又は制限するよう作用し、及び／又はプローブ２を油供給源から取り出した際に、プローブ２及び／又はその中の容器１００内に収容される取得した微小体積油サンプルが冷却される速度を制御又は制限するよう作用することができる。例えば、サーマルマスエレメント１２１は、プローブ２のサーマルマスを増加させ、これによりプローブ２を十分にゆっくりと冷却させ、これによって、プローブ２がまだ比較的高温のうちに、取得した微小体積油サンプルが比較的迅速にプローブ２の温度と熱的平衡に達することができる。更に、サーマルマスエレメント１２１は、プローブ２と、それと熱的平衡に達する微小体積油サンプルの冷却率を制限して、これにより動的及び／又は温度制御のない静電容量測定を最適に取得することができる。サーマルマスエレメント１２１は、任意の好適な材料（例えばステンレススチールなどの金属）で製造することができ、並びにサーマルマスエレメント１２１と基材１２０との間の好適な熱伝導を可能にするよう、熱伝導性接着剤又は他の任意の付着機構によって、基材１２０に取り付けることができる。
【００３５】
本明細書に開示される方法の実施において、容器１００は、親油性濡れ機構５０、及び／又は液体センサー７０、及び／又は油延展シート８０を含み得るが、必ずしも含む必要はない。油延展シート８０を使用する場合、油は、シート８０の隙間を通って直接浸透して容器１００の内部に達することができ、又は、１つ以上の小さな開口部又は貫通浸透をシート８０の本体内か、又はその横方向の外側に提供して、油が浸透して容器１００に達する能力を強化することができる。
【００３６】
開示される方法は、（測定を行っている間、例えば２０秒間以上などのかなり長い時間、プローブを油供給源内に保持する必要があるような方法とは対照的に）、サンプルを取得し取り出すのに、油供給源にプローブ２を瞬間的（例えば、約５秒未満、２秒未満、又は１秒未満）以上浸す必要がないという点で、顕著な利点を有する。更に、プローブを油供給源内に浸している間、プローブで油の静電容量を測定するシステムでしばしば必要とされるような、油供給源内の特定の場所（例えば、油供給源容器の壁から所定距離以上離れた場所）から油サンプルを取得する必要がない。更に、実際の静電容量測定を実施するのに、取得したサンプルを二次的デバイスに移す必要もない。更に、上述のように、取得した油サンプルが熱的平衡に達するのを長時間待つ必要がなく、取得した油サンプルの温度を制御する必要もない。また更に、微小体積容器１００の使用により、測定と測定の合間に容器１００をクリーニングする必要なしに、複数回の測定を実施することができる（単一の油供給源の繰り返し測定か、異なる油供給源の測定かを問わない）。すなわち、容器１００は、自動クリーニング機能を有してよく、すなわち、前に取得した微小体積油サンプルが入った容器１００を有するプローブ２を、油供給源に浸すと、前に取得した微小体積油サンプルは容器から放出され（例えば、物理的に離れ、溶解するなど）、現行の油供給源の油で置き換えられる。特にこの、異なる油供給源の連続測定の場合において、微小体積油サンプルは、典型的に、油供給源に比べて非常に小さいので、前に取得したサンプルは次に測定する油供給源の中で希釈され、２番目の油供給源の静電容量測定の正確さを許容できないほど低下させることがない。しかし、望ましい場合は、測定と測定の合間に、及び／又は一連の測定の完了時に、油サンプルを容器１００から除去することができる（例えば、吸収性材料で拭き取るか又は吸い取ることにより）。
【００３７】
ここでフッ素化バリアコーティング２００について検討する（用語「コーティング」を便宜的に使用するが、これは、付着の具体的な方法にかかわらず、本明細書で記述されるフッ素化材料を含む任意の層を包含するものとして理解されたい）。フッ素化バリアコーティング２００は、上述の利点を提供するための十分な撥油性及び撥水性、油及び水に対するバリア特性、機械的強度と一体性、及び耐久性を含み、同時に、静電容量測定に許容できないような影響を与えることのない、任意のフッ素化材料からなることができる。さまざまな実施形態において、フッ素化バリアコーティング２００は、約３０ｄｙｎｅ／ｃｍ未満、約２５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満、約２０ｄｙｎｅ／ｃｍ未満、又は約１５ｄｙｎｅ／ｃｍの表面エネルギーを含み得る。特定の実施形態において、フッ素化バリアコーティング２００は、約１０ｄｙｎｅ／ｃｍ〜約３０ｄｙｎｅ／ｃｍの表面エネルギーを含む。フッ素化バリアコーティング２００は、少なくとも約０．１０マイクロメートル、少なくとも約０．２マイクロメートル、少なくとも約０．５マイクロメートル、又は少なくとも約１．０マイクロメートルの厚さを含み得る。更なる実施形態において、フッ素化バリアコーティング２００の厚さは、最高約１２マイクロメートル、最高約８マイクロメートル、又は最高約４マイクロメートルであり得る。フッ素化バリアコーティング２００は、少なくとも０．０５重量パーセントの合計フッ素含有量を含み得る。合計フッ素含有量とは、コーティングの組成物全体（乾燥、例えばコーティング溶媒があれば全て除去した後）に対するフッ素の量を意味する。さまざまな実施形態において、合計フッ素含有量は、少なくとも約０．５重量パーセント、少なくとも約５．０重量パーセント、又は少なくとも約２０重量パーセントであり得る。さまざまな実施形態において、フッ素化バリアコーティング２００は、下記に述べるように架橋された材料を含み得る。
【００３８】
フッ素化バリアコーティング２００は、少なくとも１つのフッ素化不飽和化合物（これは、例えば、フリーラジカル機構により重合し得る）の反応生成物から得ることができる。いくつかの実施形態において、コーティング２００は、同じ分子内にフッ素原子（例えば、ＣＦ３基、大きなフッ素化アルキル基、及び同様物の中にあるフッ素原子）と、アクリレート及び／又はメタクリレート基とを含む分子（そのような分子は、本明細書において、フッ素化／（メタ）アクリレート分子と呼ばれる）の反応生成物を含み得る。さまざまな実施形態において、フッ素化基は、末端基、ペンダント基、側鎖基、及び同様物を含み得、又は、２つ以上の末端（メタ）アクリレート基の間にあるセグメント（例えば、主鎖セグメント）を含み得る。いくつかの実施形態において、この反応生成物は、フッ素化／（メタ）アクリレート分子とフッ素化／（メタ）アクリレート分子とのみの反応生成物であり得る。しかしながら、場合によっては、上述の利点を提供するために、単に、所定量のフッ素化／（メタ）アクリレート分子（及び／又はそのような分子中の所定レベルのフッ素原子）を含む必要がある場合がある。したがって、いくつかの実施形態において、この反応生成物は、フッ素化／（メタ）アクリレート分子と、フッ素化していない（メタ）アクリレート分子との反応生成物であり得る。
【００３９】
フッ素化バリアコーティング２００は、電極１３４及び１３６を上に備えた基材１２０の上に組成物（本明細書では便利のためにコーティング組成物を呼ばれるが、これは、付着の方法をコーティングに制限することを意味するものではない）を付着させることによって得ることができる。そのようなコーティング組成物は、例えば充填材が望ましい特性（例えば、耐久性及び同様物）をもたらすならばそのような充填材（例えば無機粒子、ナノ粒子など）を含んでよく、当該技術分野において周知のように、添加剤、反応開始剤、架橋剤（フッ素化又は非フッ素化であり得る）、カップリング剤、安定剤、及び同様物を更に含んでよい。
【００４０】
したがって、そのような反応により形成されたコーティングは典型的に、少なくとも線形の高分子量フッ素化材料（反応した後）を含む。使用される分子が多官能基（例えば、複数の（メタ）アクリレート基を含む）の場合、そのコーティングは、実質的に線形のポリマー鎖ではなく、網状構造を含み得る。しばしば、この反応生成物は、主鎖の置換基に結合したフッ素原子を含む（例えば、フッ素原子が通常、反応性Ｃ＝Ｃ結合に直接結合していない、（メタ）アクリレート分子の場合）。
【００４１】
特定の実施形態において、フッ素化／（メタ）アクリレート分子の少なくとも一部分が、ペルフルオロポリエーテル（メタ）アクリレート分子を含む。本明細書で使用される用語「ペルフルオロポリエーテル（メタ）アクリル分子」とは、少なくとも１つのペルフルオロポリエーテル基と少なくとも１つの（メタ）アクリル基が典型的に連結基によって結合しているものを含む分子を指す。ペルフルオロポリエーテル（メタ）アクリル分子は、次の式Ｉで表わすことができる：
（Ｒｆ）−［（Ｗ）−（ＲＡ）］Ｗ                                      （式Ｉ）
式中、Ｒｆは、ペルフルオロポリエーテル基、Ｗは、連結基、ＲＡは、（メタ）アクリル基又は−ＣＯＣＦ＝ＣＨ２、及びｗは、１又は２である。
【００４２】
ペルフルオロポリエーテル基Ｒｆは、直鎖、分枝状、環状、又はそれらの組み合わせであってよく、飽和されていることも飽和されていないこともある。ペルフルオロポリエーテルは、少なくとも２個の鎖状に連結した酸素ヘテロ原子を有する。代表的なペルフルオロポリエーテルには、−（ＣｐＦ２ｐ）−、−（ＣｐＦ２ｐＯ）−、−（ＣＦ（Ｚ））−、−（ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ（Ｚ）ＣｐＦ２ｐＯ）−、−（ＣｐＦ２ｐＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、又はそれらの組み合わせからなる群から選択された全フッ素化された反復単位を有するものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの反復単位において、ｐは、典型的には１〜１０の整数である。いくつかの実施形態において、ｐは、１〜８、１〜６、１〜４又は１〜３の整数である。基Ｚは、ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロエーテル基、ペルフルオロポリエーテル基又はペルフルオロアルコキシ基であり、それらの全ては、線状、分枝状、環状であることが可能である。Ｚ基は、典型的には１２個以下の炭素原子、１０個以下の炭素原子、９個以下の炭素原子、４個以下の炭素原子、３個以下の炭素原子、２個以下の炭素原子又は１個以下の炭素原子を有する。いくつかの実施形態において、Ｚ基は、４個以下、３個以下、２個以下、１個以下、又は０の酸素原子を有し得る。これらのペルフルオロポリエーテル構造において、異なる反復単位は、鎖に沿って無秩序に分布することが可能である。
【００４３】
Ｒｆは、一価又は二価であり得る。Ｒｆが一価であるいくつかの分子において、末端基は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）−、（ＣｐＦ２ｐ＋１Ｏ）−、（Ｘ’ＣｐＦ２ｐＯ）−、又は（Ｘ’ＣｐＦ２ｐ＋１）−であり得、式中Ｘ’は、水素、塩素、又は臭素であり、ｐは、１〜１０の整数である。一価Ｒｆ基のいくつかの実施形態において、末端基は、ペルフルオロ化されており、ｐは、１〜１０、１〜８、１〜６、１〜４、又は１〜３の整数である。代表的な一価Ｒｆ基には、ＣＦ３Ｏ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｎＣＦ２−、及びＣ３Ｆ７Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ（ＣＦ３）−が含まれ、式中ｎは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、又は３〜１０の平均値を有する。
【００４４】
二価Ｒｆ基の好適な構造には、次のものが挙げられるが、これらに制限されない：−ＣＦ２Ｏ（ＣＦ２Ｏ）ｑ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｎＣＦ２−、−（ＣＦ２）３Ｏ（Ｃ４Ｆ８Ｏ）ｎ（ＣＦ２）３−、−ＣＦ２Ｏ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｎＣＦ２−、及び−ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ＯＣｔＦ２ｔＯ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ（ＣＦ３）−で、式中ｑは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、又は３〜１０の平均値を有し、ｎは、０〜５０、３〜３０、３〜１５、又は３〜１０の平均値を有し、ｓは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、又は３〜１０の平均値を有し、（ｎ＋ｓ）の合計が、０〜５０又は４〜４０の平均値を有し、（ｑ＋ｎ）の合計が０より大であり、並びにｔは、２〜６の整数である。
【００４５】
式Ｉの化合物は、合成された場合、Ｒｆ基の混合物を含み得る。平均的な構造体は、混合物構成成分について平均した構造体である。これらの平均的な構造体におけるｑ、ｎ、及びｓの値は、化合物が少なくとも約４００の数平均分子量を有する限り、変化し得る。式Ｉの化合物はしばしば、分子量（平均分子量）が４００〜５０００、８００〜４０００、又は１０００〜３０００である。
【００４６】
ペルフルオロポリエーテルセグメントと（メタ）アクリル又は−ＣＯＣＦ＝ＣＨ２末端基との間の連結基には、アルキレン、アリーレン、ヘテロアルキレン、又はこれらの組み合わせから選択される二価の基、及びカルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、スルホンアミド、又はこれらの組み合わせから選択される所望による二価の基を含む。Ｗは、非置換であるか、あるいは、アルキル、アリール、ハロ、又はそれらの組み合わせで置換が可能である。Ｗ基は、通常、３０個以下の炭素原子を有する。いくつかの化合物では、Ｗ基は、２０個以下の炭素原子、１０個以下の炭素原子、６個以下の炭素原子、又は４個以下の炭素原子を有する。例えば、Ｗは、アルキレン、アリール基で置換されたアルキレン、又はアリーレンと組み合わせたアルキレンであり得る。
【００４７】
更なる実施形態において、フッ素化／（メタ）アクリレート分子の少なくとも一部分が、ペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート分子を含む。そのような分子は、例えばポリイソシアネートを、アルコール、チオール、又はアミン基を含むペルフルオロポリエーテル分子（例えば、上述のタイプのもの）と反応させることによって生成することができる。次に、ペルフルオロポリエーテルウレタン添加物が、（例えば非フッ素化）イソシアネート反応性の多官能性フリーラジカル重合性（メタ）アクリレート架橋剤と組み合わせることができる。当該技術分野において既知の他の方法も可能である。
【００４８】
代表的なペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート分子を下に示す：
【化１】
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【００４９】
上の式において、「ＨＦＰＯ」はペルフルオロポリエーテルを表わし、これについてはＰＣＴ国際公開特許ＷＯ２００９／０２９４３８（Ｐｏｋｏｒｎｅｙら）に更なる詳細が記述されている。この文書は、ペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート分子と、その調製、及びコーティング組成物の調製とその反応生成物について記述しており、この目的のため本明細書に参考として組み込まれる。
【００５０】
本明細書において記述されるペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート材料は、コーティング組成物に使用される唯一のフッ素化材料であってよく、又は少なくとも１つのフリーラジカル反応性基（例えば（メタ）アクリレート基）に結合したフルオロポリエーテル、フルオロアルキル、及びフルオロアルキレンから選択される少なくとも１つの部分を有する、さまざまな他のフッ素化材料と組み合わせて使用することができる。そのような第２のフッ素化材料が使用されるとき、このような第２のフッ素化化合物もまた、ＨＦＰＯ部分を含むことが好ましいことがある。
【００５１】
上述の実施形態において、（メタ）アクリレート分子（フッ素化か否かを問わず）は、一官能基性（すなわち、（メタ）アクリレート基を１つ有する）、又は多官能基性（すなわち２つ以上の（メタ）アクリレート基を有する）であり得る。用語「（メタ）アクリレート」は、少なくとも１つのアクリレート基及び／又は少なくとも１つのメタクリレート基を含む分子を意味する。これらの材料の記述において、用語「化合物」は、記述されるタイプの分子の集合を意味する。
【００５２】
要約すると、いくつかの実施形態において、フッ素化バリアコーティング２００はフッ素原子を含む任意の好適な反応性化合物の反応によって製造することができる。そのようなフッ素原子は、フッ素化アルキル基（すなわち、例えば、反応性モノマー又はオリゴマーのペンダント基）の中に存在し得る。そのような基には、例えばＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、並びに上述のペルフルオロポリエーテル、及び同様物が挙げられる。他の実施形態において、フッ素化バリアコーティングは、フッ素化ポリマー材料の付着、並びに他の方法によって、製造することができる。そのような形成方法、並びに上述のフッ素化合成物及び製造方法の更なる詳細は、米国特許出願第１２／５４２８２９号（Ｙｕら）題名「Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｏｉｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ」に記述されており、この全体が参考として本明細書に組み込まれる。
【００５３】
本明細書で開示された具体的な代表的構造、機能、詳細、構成などは、改変することができ、及び／又は数多くの実施形態で組み合わせることができることが、当業者には明らかであろう。そのような変例及び組み合わせは全て、本発明者により、本考案の発明の範囲内にあるものとして考えられる。したがって、本発明の範囲は、本明細書に記載された特定の図示された構造に限定されるべきではなく、むしろ特許請求の範囲の言語によって記載された構造、並びにこれら構造の等価物によるべきである。参照により本明細書に援用したいずれかの文書内での仕様と開示との間の不一致及び矛盾が存在するという点に関して、本仕様書は制御されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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