(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルの長手軸方向に沿って延在する複数の流体制御チャネルであって、各流体制御チャネルが、表面を含み、かつ前記チャネルにおいて液体を毛管運動させるように構成されている流体制御チャネルと、
前記流体制御チャネルの前記表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理と、を含み、
少なくとも１０％の毛管上昇回復率を示し、
前記親水性表面処理が、以下の式（Ｉ）を有する双性イオン性シランを含む、流体制御フィルム。
（Ｒ１Ｏ）ｐ−Ｓｉ（Ｑ１）ｑ−Ｗ−Ｎ＋（Ｒ２）（Ｒ３）−（ＣＨ２）ｍ−Ｚｔ−
（Ｉ）
［式中、各Ｒ１は、独立して、水素、メチル基、又はエチル基であり、
各Ｑ１は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択され、
各Ｒ２及びＲ３は、独立して、飽和又は不飽和の、直鎖状、分枝鎖状、又は環状の有機基であり、これらは、任意選択的に基Ｗの原子とともに、互いに結合して環を形成してもよく、
Ｗは、有機連結基であり、
Ｚｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−ＯＰＯ３２−、−ＰＯ３２−、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ）Ｏ−、又はこれらの組み合わせ（式中、ｔは、１又は２であり、Ｒは、脂肪族、芳香族、分枝鎖状、直鎖状、環状、又は複素環式基である。）であり、
ｐ及びｍは、１〜１０の整数であり、
ｑは、０又は１であり、
ｐ＋ｑ＝３である。］
【請求項２】
前記親水性表面処理が、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、及びこれらの組み合わせから選択される官能基を更に含む、請求項１に記載の流体制御フィルム。
【請求項３】
前記親水性表面処理が、以下の式（ＩＩ）を有する非双性イオン性アニオン性シランを更に含む、請求項１又は２に記載の流体制御フィルム。
［（ＭＯ）（Ｑ２）ｎＳｉ（ＸＣＨ２Ｖｔ−）３−ｎ］Ｙ２／ｎｒ＋ｒ
（ＩＩ）
［式中、各Ｑ２は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択され、
Ｍは、水素、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量かつ１１超のｐＫａを有する強有機塩基の有機カチオンから選択され、
Ｘは、有機連結基であり、
Ｖｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−［ＯＣＨ２ＣＨ２］ｎＯ−、又はこれらの組み合わせであり（式中、ｔは、１又は２であり、ｎは、１〜１０の整数である。）、
Ｙは、水素、アルカリ土類金属、２００未満の平均分子量かつ１１未満のｐＫａを有するプロトン化弱塩基の有機カチオン、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量かつ１１超のｐＫａを有する強有機塩基の有機カチオンから選択されるが、ただし、Ｙが、水素、アルカリ土類金属、及び前記プロトン化弱塩基の有機カチオンから選択されるとき、Ｍは水素であり、
ｒは、Ｙの価数に等しく、
ｎは、１又は２である。］
【請求項４】
前記流体制御チャネルの前記表面の少なくとも一部上に設けられる珪質プライマーを更に含み、
前記親水性表面処理が、前記珪質プライマーを介してマイクロチャネルの表面に結合する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体制御フィルム。
【請求項５】
前記流体制御フィルムが、華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に４日間曝露した後、前記高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも２０％の、水の毛管上昇を提供する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体制御フィルム。
【請求項６】
前記毛管上昇回復率が、シリコーン油で汚染する前の毛管上昇に対する、シリコーン油で汚染し、続いて洗浄した後に保持される毛管上昇のパーセンテージであり、
前記毛管上昇は、前記流体制御フィルムを、１つの縁が水面下に浸漬している状態で、２分間、水の表面に対して垂直に配向して大量の水中に定置し、浸漬している縁の上側へ輸送される水の鉛直高さを測ることにより決定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体制御フィルム。
【請求項７】
構造化表面を洗浄する方法であって、
構造化表面、及び前記構造化表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理を提供する工程と、
前記構造化表面を物質で汚す工程と、
水性流体中に前記構造化表面を浸漬すること、及び前記構造化表面上で水性流体を凝結させること、のうちの少なくとも１つによって、前記物質を除去する工程と、を含み、
前記構造化表面の２次元投影面積の少なくとも５０％が、前記物質を含まず、
前記親水性表面処理が、以下の式（Ｉ）を有する双性イオン性シランを含む、方法。
（Ｒ１Ｏ）ｐ−Ｓｉ（Ｑ１）ｑ−Ｗ−Ｎ＋（Ｒ２）（Ｒ３）−（ＣＨ２）ｍ−Ｚｔ−
（Ｉ）
［式中、各Ｒ１は、独立して、水素、メチル基、又はエチル基であり、
各Ｑ１は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択され、
各Ｒ２及びＲ３は、独立して、飽和又は不飽和の、直鎖状、分枝鎖状、又は環状の有機基であり、これらは、任意選択的に基Ｗの原子とともに、互いに結合して環を形成してもよく、
Ｗは、有機連結基であり、
Ｚｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−ＯＰＯ３２−、−ＰＯ３２−、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ）Ｏ−、又はこれらの組み合わせ（式中、ｔは、１又は２であり、Ｒは、脂肪族、芳香族、分枝鎖状、直鎖状、環状、又は複素環式基である。）であり、
ｐ及びｍは、１〜１０の整数であり、
ｑは、０又は１であり、
ｐ＋ｑ＝３である。］
【請求項８】
前記構造化表面が、流体制御フィルムを含み、
前記流体制御フィルムが、前記物質の除去後、前記流体制御フィルムを汚す前の水の毛管上昇の少なくとも２０％の、水の毛管上昇を提供する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記流体制御フィルムによる前記水性流体の毛管作用に起因して、前記流体制御フィルムを前記水性流体に浸漬させるか又は前記水性流体ですすぐとき、前記流体制御フィルムが、少なくとも部分的に自己洗浄する、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国仮出願第６２／１５０４９８号（２０１５年４月２１日出願）及び同第６１／９８３５８５号（２０１４年４月２４日）に対する優先権を主張する。
【０００２】
［技術分野］
本願は、一般的に、流体制御フィルム層及び汚れた構造化表面を洗浄する方法に関する。
【０００３】
［背景］
インフラにおける液体の回収は、適切な方法で対処しなければ、長期的な問題を引き起こす場合がある。具体的には、水の結露は、建造物のインフラにおいて大きな問題となることがあり、湿度の増大、カビ又は白カビに関連する汚染、水漏れ、安全上の問題、及び腐食を引き起こす。水の結露によって引き起こされる障害は、高額の修理、商品の損傷、及び更にはカビ又は細菌の蔓延に起因する重篤な疾患を招く場合がある。
【０００４】
［概要］
本明細書において論じる幾つかの態様は、液体を管理するように構成された構造を含む物品に関する。特定の態様において、本開示に従う構造化表面は、親水性易洗浄性能を示し、熱エージング又は油汚れ後も水の毛管上昇を保持する。
【０００５】
第１の態様では、流体制御フィルムを提供する。流体制御フィルムは、チャネルの長手軸方向に沿って延在する流体制御チャネルを含む。各流体制御チャネルは、表面を有し、かつチャネルにおいて液体を毛管運動させるように構成されている。流体制御フィルムは、更に、流体制御チャネルの表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理を含む。流体制御フィルムは、少なくとも１０％の毛管上昇回復率を示す。多くの実施形態では、親水性表面処理は、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む。
【０００６】
第２の態様では、流体制御フィルムを形成する方法を提供する。方法は、流動性材料及び成形用具の成形表面を互いに継続的に線接触させる工程と、流動性材料内にマイクロチャネルを形成する工程と、流動性材料を固化させて細長い流体制御フィルムを形成する工程と、を含む。流体制御フィルムは、長手軸方向に沿った長さ、及び幅を有し、長さは、幅よりも大きい。マイクロチャネルは、チャネルの長手軸方向に沿って形成される。方法は、更に、マイクロチャネルの表面の少なくとも一部に親水性表面処理を共有結合させる工程を含む。親水性表面処理は、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む。
【０００７】
第３の態様では、構造化表面を洗浄する方法を提供する。方法は、構造化表面、及び構造化表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理を提供する工程と、構造化表面を物質で汚す工程と、を含む。方法は、更に、水性流体中に構造化表面を浸漬すること、構造化表面を水性流体ですすぐこと、構造化表面上で水性流体を凝結させること、又は構造化表面を洗浄器具で拭き取ること、のうちの少なくとも１つによって、物質を除去する工程を含む。構造化表面の２次元投影面積の少なくとも５０％は、物質を含まない。親水性表面処理は、典型的に、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む。
【０００８】
上記概要は、開示する各実施形態、又は本開示の全ての実現形態を記載することを意図したものではない。以下の図面及び詳細な説明により、実例となる実施形態をより具体的に例示する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１ａ】表面上の流体の相互作用を説明するために用いられる概略図である。
【図１ｂ】表面上の流体の相互作用を説明するために用いられる概略図である。
【図２ａ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｂ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｃ】接着層及び剥離層を更に有する流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｄ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｅ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｆ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｇ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｈ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｉ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｊ】流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図２ｋ】その上に設けられている珪質プライマーを更に有する流体制御フィルムの例示的な実施形態の断面切欠図である。
【図３ａ】その上に多量の流体が存在する、本開示のチャネル付き微細構造化表面の概略図である。
【図３ｂ】図３ａの線３ｂ−３ｂに沿った概略断面図である。
【図３ｃ】例示的な実施形態による一次及び二次チャネルを備える流体制御フィルム層の断面を示す。
【図４ａ】例示的な実施形態による角度付きチャネルを備える流体制御フィルム層を示す。
【図４ｂ】例示的な実施形態の流体制御フィルム層の断面を示す。
【図５ａ】それぞれ、その上に複数のチャネルが設けられている構造の側面図及び底面図であって、チャネルは、例示的な実施形態による構造の長手軸方向に対して４５度未満の角度をなす軸に沿って並んでいる。
【図５ｂ】それぞれ、その上に複数のチャネルが設けられている構造の側面図及び底面図であって、チャネルは、例示的な実施形態による構造の長手軸方向に対して４５度未満の角度をなす軸に沿って並んでいる。
【００１０】
図面は、必ずしも寸法通りではない。図中に用いられる類似の数字は、類似する構成要素を示す。しかしながら、所与の図中のある構成要素を示す数字の使用は、同じ数字によって示される別の図中のその構成要素を限定することを意図するものではないことは理解されるであろう。上記図面は本開示の様々な実施形態について説明するが、詳細な説明において記載する通り、他の実施形態も意図される。全ての場合において、本開示では、本開示内容を典型的な実施形態を代表して記載しており、特定の限定としてではない。当然のことながら、当業者であれば、本開示の範囲及び趣旨に含まれる他の多くの変更及び実施形態を考案することができるということが理解されるべきである。
【００１１】
［詳細な説明］
次に、開示内容の種々の典型的な実施形態を、特に実施例及び図に言及して説明する。開示内容の典型的な実施形態は、開示内容の趣旨及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正を受けても良い。したがって、当然のことながら、開示内容の実施形態は、以下に記載された典型的な実施形態には限定されず、請求項及びその任意の均等物において述べられる限定によって制限されることを理解すべきである。
【００１２】
本明細書及び添付の実施形態全体を通して使用するとき、末端値による数値範囲での記述には、その範囲内に包含されるあらゆる数値が含まれる（例えば１〜５には１、１．５、２、２．７５、３、３．８、４、及び５が含まれる）。
【００１３】
本明細書及び実施形態で使用される量又は成分、特性の測定値等を表す全ての数は、本明細書及び添付の実施形態全体を通して別途記載のない限り、全ての場合において「約」という用語によって修正されることを理解されたい。したがって、特にそうではないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の実施形態の一覧に記載される数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の特性に応じて変動し得る。最低限でも、また特許請求される実施形態の範囲への均等物の原則の適用を限定する試行としてではなく、各数値パラメータは少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、また通常の概算方法を適用することによって解釈されるべきである。
【００１４】
以下に示す、定義された用語の用語集においては、これらの定義は、請求項を含む出願全体に対して適用されるものとする。
【００１５】
用語解説
用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、「少なくとも１つの」と互換的に用いられ、記載される要素の１つ以上を意味する。
【００１６】
用語「及び／又は」は、一方又は両方を意味する。例えば、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみ、Ｂのみ、又はＡ及びＢの両方を意味する。
【００１７】
用語「好適な」及び「好ましくは」は、特定の状況下で、特定の効果をもたらし得る本開示の実施形態のことを指す。しかし、同じ又は他の状況下において、他の実施形態が好適である場合もある。更に、１つ以上の好適な実施形態の列挙は、他の実施形態が有用ではないことを意味するものではなく、開示の範囲から他の実施形態を除外するということを意図するものでもない。
【００１８】
用語「含む（comprise）」及びその変形（例えば、「包含する」）は、これらの用語が明細書及び特許請求の範囲に現れた場合、限定的な意味を有するものではない。「からなる（consisting of）」とは、語句「からなる」に続くいかなるものも包含し、それらに限定されることを意味する。したがって、用語「からなる」は、列記された要素が必要又は必須であり、かつ他の要素が存在し得ないことを示す。「から本質的になる（consisting essentially of）」とは、この語句に続いて列記されるいかなる要素も含み、かつ、列記された要素に関して本開示で明記された活性又は作用に干渉又は寄与しない他の要素に限定されることを意味する。したがって、用語「から本質的になる」は、列記された要素は必要又は必須であるが、他の要素は、場合により存在するものであり、その存在／不存在は、列記された要素の活性又は作用に物質的に影響を及ぼすか否かによって決まることを意味する。
【００１９】
用語「有機基」は、脂肪族基、環状基、又は脂肪族基と環状基との組み合わせ（例えば、アルカリル及びアラルキル基）として分類される炭化水素基（酸素、窒素、硫黄、及びケイ素のような、炭素及び水素以外の任意の元素を含む）を意味する。用語「脂肪族基」は、飽和又は不飽和の直鎖又は分枝鎖炭化水素基を意味する。この用語は、例えば、アルキル、アルケニル、及びアルキニル基を包含するために用いられる。用語「アルキル基」は、例えば、メチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル、ドデシル、オクタデシル、アミル、２−エチルヘキシル等を含む、飽和直鎖又は分枝鎖炭化水素基を意味する。用語「アルキレン基」は、二価のアルキル基である。用語「アルケニル基」は、ビニル基等、１つ以上の炭素−炭素二重結合を有する不飽和直鎖又は分枝鎖炭化水素基を意味する。用語「アルキニル基」は、１つ以上の炭素−炭素三重結合を有する不飽和直鎖又は分枝鎖炭化水素基を意味する。用語「環状基」は、脂環式基、芳香族基、又は複素環基として分類される閉環炭化水素基を意味する。用語「脂環式基」は、脂肪族基の特性に似た特性を有する環状炭化水素基を意味する。用語「芳香族基」又は「アリール基」は、単核又は多核芳香族炭化水素基を意味する。用語「複素環式基」は、環内の原子のうちの１つ以上が、炭素以外の元素（例えば、窒素、酸素、硫黄等）である閉環炭化水素を意味する。同じであっても異なってもよい基は、「独立して」何かであると称される。
【００２０】
本明細書に記載する式中に、ある基が１回超存在するとき、各基は特に記載しようとしまいと、「独立して」選択される。例えば、式中に１超のＹ基が存在するとき、各Ｙ基は独立して選択される。更に、これら基内に含有される部分基もまた独立して選択される。例えば、各Ｙ基がＲを含有するとき、各Ｒもまた独立して選択される。
【００２１】
本開示の複合体の有機基上において、置換が予想される。本出願全体を通して使用される特定の専門用語の議論及び詳説を簡略化する手段として、用語「基」及び「部分」は、置換可能であるか又は置換されていてもよい化学種と、置換可能ではないか又は置換されていなくてもよい化学種と、を区別するために使用される。したがって、化学置換基を説明するために用語「基」を使用するとき、説明される化学物質は、置換されていない基、及び（アルコキシ基中のように）例えば鎖中にＯ、Ｎ、Ｓｉ、又はＳ原子を有する基に加えて、カルボニル基又は他の一般的な置換を含む。用語「部分」を化学化合物又は置換基を説明するために使用するとき、置換されていない化学物質のみを含むことを意図する。例えば、語句「アルキル基」は、メチル、エチル、プロピル、ｔ−ブチル等の純開環飽和炭化水素アルキル置換基だけではなく、ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルスルホニル、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アミノ、カルボキシ等、当該技術分野において公知の置換基を更に有するアルキル置換基も含むことを意図する。したがって、「アルキル基」は、エーテル基、ハロアルキル、ニトロアルキル、カルボキシアルキル、ヒドロキシアルキル、スルホアルキル等を含む。他方、語句「アルキル部分」は、メチル、エチル、プロピル、ｔ−ブチル等の純開環飽和炭化水素アルキル置換基のみを含むことに限定される。
【００２２】
用語「一次粒径」とは、集塊していない単一のシリカ粒子の平均寸法を指す。
【００２３】
用語「親水性」は、水溶液で濡れる表面を指すために用いられ、層が水溶液を吸収するかどうかを表すものではない。水又は水溶液の液滴が４５°未満の前進水接触角を示す表面を、ＡＳＴＭ  Ｄ７３３４−０８に従って「親水性」と呼ぶ。疎水性基材は、９０°以上の水接触角を有する。
【００２４】
水の結露は、製造及び加工工場の稼働において問題となり得る。特に、結露の管理は、定期的な洗浄、例えば、熱水及び／又は液体洗浄溶液を用いた高圧洗浄及び消毒を必要とする状況において困難であり得る。持続的な結露は、水による損害及び／又は腐食に起因する構造上の損害を引き起こし得、カビ及び白カビに起因する環境上の損害を引き起こし得、また、細菌の繁殖場所を提供する。カビ、白カビ、及び細菌の蔓延は、重篤な疾患につながることがある。
【００２５】
本明細書において論じる実施形態は、結露を速やかに蒸発させることができる流体輸送表面（例えば、流体制御フィルム及び他の構造化表面）に関する。親水性微細複製毛管構造を含有する流体輸送機構によって、より大きな領域に液滴又は結露を広げることができる。液体の表面対体積比が増大すると、蒸発速度が増大し、より速やかな乾燥を促進する。
【００２６】
従来の親水性材料でコーティングされた構造化表面の親水性及び水輸送特性は、例えば、無機又は有機油種によって表面が汚染されたとき、低下する（又は完全に失われる）傾向がある。これら油で汚染された構造化表面に接触した水は、毛管作用を介して広がらず、油状汚染物質は、例えば、水浸時にも、フィルム表面から除去されない。対照的に、本明細書に記載する親水性易洗浄性官能基で官能化された構造化表面は、表面が油等の汚染物質で完全に被覆された後でさえも、実質的な親水性を保持する。例えば、接触している水が、流体制御フィルムの毛管チャネルに吸い上げられ、広がることができ、油状汚染物質は、汚染されたサンプルを水中に浸漬する等の行為によって除去されるので、本開示の特定の実施形態による構造化表面は、汚染及び洗浄後に再使用することができる。しかし、全ての親水性官能基が、構造化表面に易洗浄性能を与える訳ではない。
【００２７】
更に、特定の官能化構造表面は、熱エージング後も親水性の少なくとも一部を保持するが、一方、親水性官能化されていないプラズマ堆積ダイアモンド様ガラス（ＤＬＧ）コーティングを有する同じ表面は、熱エージング後にはそれほど水を吸い上げない。この油汚染及び／又は熱エージング後の親水性及び水毛管現象の維持は、製品の貯蔵寿命及び性能寿命の両方を改善する可能性があるので、結露管理問題を成功させる上で有利である。
【００２８】
流体制御フィルムの易洗浄性能を定量する方法は、汚染されていない流体制御フィルムの水の毛管上昇を、汚染され、次いで、水ですすぐことによって洗浄された後の同じ流体制御フィルムの毛管上昇と比較することによる。毛管上昇は、２分間で水が流体制御フィルム上を輸送される鉛直高さを測定することによって測定される。この試験では、流体制御フィルムを、（チャネル開口部を有する）１つの縁が水面下に浸漬している状態で、水の表面に対して垂直に配向して大量の水中に定置する。（浸漬している縁の上側への）輸送された水の鉛直高さの各測定を３回繰り返し、平均する。毛管上昇は、表面がシリコーン油で汚染される前後に測定する。「汚染後」の毛管上昇高測定を行う前に、フィルム１０平方インチ（６４．５平方センチメートル）当たり６００ｍＬ／分の流量で３０秒間、流体制御フィルムを脱イオン水ですすぎ、摂氏２０度（華氏６８度）で一晩乾燥させる。汚染前の毛管上昇高に対する、汚染後に保持される毛管上昇の百分率である回復率を計算することができる。本開示の親水性表面処理された流体制御フィルムの毛管上昇回復率は、少なくとも１０％、又は少なくとも１５％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも２５％、又は少なくとも３０％、又は少なくとも３５％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも４５％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも５５％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも６５％である。
【００２９】
本明細書に記載する流体輸送表面は、液体が溜まり得る概して水平な構造、例えば、天井又頭上の配管の下面で用いられるとき、特に有効であり得る。これら領域に液体が溜まるのは、自然結露の結果である場合もあり、又は例えば、洗浄目的のために、表面上に分散している液体に起因する場合もある。概して水平な表面において、結露滴は、天井又は頭上の配管をモップで拭く等、更なる結露を軽減する努力をしない限り、長期にわたって持続する傾向がある。
【００３０】
以下で論じる流体輸送表面は、垂れている滴を親水性微細複製チャネルに吸い上げ、流体輸送表面全体に毛管作用によって液体を分散させて、液体の表面対体積比を著しく増大させ、蒸発を促進するように構成されている。配管等の凸状外面を有する水平に配向された構造における流体輸送機構は、重力の方向に対して垂直な部品を有する毛管吸上方向を提供する。幾つかの実施形態では、流体輸送機構は、結露流体を指定の位置に導くことができる。これら位置は、排液点（drainage point）又は指定の水切り点（drip point）に基づいて選択してよい。指定の水切り点は、結露流体を、食品加工ライン等の基礎をなす繊細な設備から離すことができる。一般的に、流体による固体表面の濡れやすさは、流体が水平に配置された表面上に堆積し、表面上に安定化された後に、流体と固体表面のなす接触角によって特徴付けられる。接触角は、時に、「静的平衡接触角」と呼ばれ、時に、単に「接触角」とも呼ばれる。一般的に、親水性材料は、水と４５度未満の接触角を形成する。
【００３１】
図１ａ及び１ｂに示すように、接触角シータ（θ）は、表面との接触点における表面上の流体ビーズの表面に対する接線と表面の平面との間の角度である。接線が表面の平面に対して垂直である流体ビーズは、９０度の接触角を有する。典型的に、図１ａに示すように接触角が４５度以下である場合、固体表面は、流体によって濡れるとみなされる。水又は水溶液の滴が４５度未満の接触角を示す表面は、一般的に、「親水性」と呼ばれる。本明細書で使用するとき、「親水性」とは、物質の表面特性、すなわち、表面が水溶液によって濡れることを示すためだけに用いられ、物質が水溶液を吸収するかどうかを表すものではない。したがって、物質は、物質のシートが水溶液に対して非透過性であっても透過性であっても親水性であると言うことができる。したがって、本願において用いられる親水性フィルムは、例えば、ポリ（ビニルアルコール）等の、元々親水性である樹脂材料から調製されるフィルムから形成することができる。表面上において接触角が約ゼロとなる流体は、表面を完全に濡らすとみなされる。しかし、ポリオレフィンは、典型的に、元々疎水性であり、ポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィンフィルムの水との接触角は、典型的に、図１ｂに示すように９０度を超える。
【００３２】
第１の態様では、流体制御フィルムを提供する。流体制御フィルムは、チャネルの長手軸方向に沿って延在する流体制御チャネルを含む。各流体制御チャネルは、表面を有し、かつチャネルにおいて液体を毛管運動させるように構成されている。流体制御フィルムは、更に、流体制御チャネルの表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理を含む。流体制御フィルムは、少なくとも１０％の毛管上昇回復率を示す。典型的に、親水性表面処理は、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む。
【００３３】
第２の態様では、流体制御フィルムを形成する方法を提供する。方法は、流動性材料及び成形用具の成形表面を互いに継続的に線接触させる工程と、流動性材料内にマイクロチャネルを形成する工程と、流動性材料を固化させて細長い流体制御フィルムを形成する工程と、を含む。流体制御フィルムは、長手軸方向に沿った長さ、及び幅を有し、長さは、幅よりも大きい。マイクロチャネルは、チャネルの長手軸方向に沿って形成される。方法は、更に、マイクロチャネルの表面の少なくとも一部に親水性表面処理を共有結合させる工程を含む。親水性表面処理は、典型的に、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む。
【００３４】
以下の開示は、第１の態様及び第２の態様の両方に関する。
【００３５】
本開示に従う流体制御フィルムは、微細構造化表面を含む。流体制御フィルムは、様々なトポグラフィーを有し得る。例示的な流体制御フィルムは、Ｖ字形又は矩形の断面を有する複数のチャネル、及びこれらの組み合わせに加えて、チャネル、二次チャネル、すなわち、チャネル内のチャネルを有する構造で構成される。更に、トポグラフィーは、微細構造化柱部及び突出部を含み得る。
【００３６】
微細構造化表面上のチャネルは、チャネル端部を有する。特定の実施形態では、流体制御フィルムは、除去手段を含み得る。除去手段は、一般的に、チャネル端部のうちの一方に隣接するチャネルから流体を引き出す。別の実施形態では、除去手段は、両方のチャネル端部に隣接するチャネルから流体を引き出す。除去手段は、チャネルと連通して設けられる吸収性材料を含み得る。１つの実施形態では、除去手段は、流体滴回収器を含む。
【００３７】
一般的に、微細構造におけるチャネルは、第１の高さを有する第１の突起セットと、より高い第２の高さを有する第２の突起セットとを含む概して平行な突起によって画定される。第２の突起セットの各突起の上部は、その下部よりも低い融解温度を有し得る。チャネルは、線状、曲線状、放射状、平行、非平行、ランダム、又は交差からなる群から選択されるパターン形状を有する。
【００３８】
図２ａに示すように、流体制御フィルム層１１２ａは、第１の主表面１１３及び第２の主表面１１５を有し、第１の主表面１１３は、複数の微細構造化チャネル１１６を含む。チャネル１１６は、一連のｖ字形側壁１１７及び頂部１１８によって、説明される実施形態に従って構造化表面１１３内で画定される。場合によっては、側壁１１７及び頂部１１８は、層１１２ａの１つの縁から、変化することなく別の縁まで全体的に延在し得るが、幾つかの用途では、側壁１１７を短くし、それによって、構造化表面１１３の一部に沿って頂部１１８のみを延在させることが望ましい場合がある。すなわち、頂部１１８間で画定されるチャネル１１６は、層１１２ａの１つの縁から別の縁まで全体的に延在してもよく、又はこのようなチャネル１１６は、層１１２ａの一部にわたって延在するように画定されるだけでもよい。一部にしか延在しないチャネルは、層１１２ａの縁で始まってもよく、又は層１１２ａの構造化表面１１３内の途中で始まり、そして、終わってもよい。チャネルは、ポリマー材料の連続表面全体にわたって、所定の、好ましくは、規則的な配置で画定される。
【００３９】
図２ｂに示すように、わずかに平らな頂部１１８’間に、より広く平らな谷部を有するチャネル１１６’を含む流体制御フィルム層１１２ｂの別の実施形態を示す。この実施形態では、底面１３０は、チャネル側面１３１間に延在するが、一方、図２ａの実施形態では、側壁１１７は、互いにつながって線１１９を形成する。
【００４０】
図２ｃは、頂部１１８’’間で画定される広いチャネル１３２で構成される流体制御フィルム層１１２ｃの別の実施形態を示す。しかし、チャネル側壁１１７’’間に平らな表面を設ける代わりに、頂部１１８’’の側壁１１７’’間に複数の小さな頂部１３３が配置されている。したがって、これら小さな頂部１３３が、その間の二次チャネル１３４を画定する。頂部１３３は、頂部１１８’’と同じ水準まで高くしてもよく、しなくてもよく、図示されている通り、その中に分布しているより小さなチャネル１３４を含む第１の広いチャネル１３２を作製する。頂部１１８’’及び１３３は、それ自体に対して又は互いに対して均一に分布している必要はない。図２ｃに示す流体制御フィルム層１１２ｃは、更に、任意の接着層２１０、及び流体制御フィルム層１１２ｃとは反対側の接着層２１０の表面上に設けられる任意の剥離層２１２を含む。剥離層２１２は、外部表面に接着層２１０を適用する前に、接着層２１０を保護するために含まれ得る。従来の剥離層は、多くの場合、流体制御フィルム層表面を汚染することがあるシリコーンを含む。したがって、本開示の実施形態による流体制御フィルムの易洗浄機能は、任意の剥離層由来の任意のシリコーン汚染の作用を最小化するのに役立つ。
【００４１】
図２ｅ〜２ｊは、流体制御フィルムの様々な別の実施形態を示す。図２ａ〜２ｊは、細長い直線状に構成されているチャネルを示すが、チャネルは、他の構成で提供されてもよい。例えば、チャネルは、チャネルの長さに沿って様々な断面幅を有してよく；すなわち、チャネルは、チャネルの長さに沿って分岐及び／又は合流してもよい。また、チャネルの側壁は、チャネルの伸長方向において又はチャネルの高さにおいて直線ではなく、曲がっていてもよい。一般的に、流体輸送装置内の第１の点から第２の点まで延在する少なくとも複数の不連続チャネル部分を提供し得る任意のチャネル構成が企図される。チャネルは、必要に応じて、全長に沿って不連続のままであるように構成されてもよい。本開示に従う流体制御フィルムのほとんどの実施形態では、チャネルは、液体に対する重力よりも大きな、前記チャネル内の液体に対する毛管力を提供するように構成されている。
【００４２】
図２ｄを参照すると、流体制御フィルム層１１２ｄの例示的な実施形態は、平らな陸部１０１間に形成される複数の直線状一次チャネル１０２を有するチャネル形状を含む。一次チャネル１０２は、多数のノッチ１０５によって形成される二次チャネル１０３を含んでいる。ノッチ１０５（又は二次チャネル１０３、チャネルはＶ字形であり、実質的に直線状の側壁を有する）は、約１０度〜約１２０度、好ましくは１０度〜約１００度、最も好ましくは約２０度〜約９５度の夾角（included angle）アルファ（α）を有する。ノッチの夾角は、一般的に、ノッチを形成する側壁において、ノッチから、ノッチから２〜１０００マイクロメートルの点までのとられる正割角度（secant angle）であり、好ましくは、夾角は、二次チャネルの側壁の途中までの点でとられる正割角度である。
【００４３】
一次チャネルの夾角は、一次チャネルが流体のチャネリングにおいて無効になるほど広くなってはいけないことを除いて、重要ではない。一般に、一次チャネルの最大幅は、３０００マイクロメートル未満、好ましくは１５００マイクロメートル未満である。Ｖ字形一次チャネルの夾角は、一般的に、約１０度〜１２０度、好ましくは、３０〜９０度である。一次チャネルの夾角が狭すぎる場合、一次チャネルが適切な数の二次チャネルを収容することができるように、一次チャネルがその基部において十分な幅を有することができない場合がある。一般的に、一次チャネルの夾角は、一次チャネルの基部において２つ以上の二次チャネルを収容するために、二次チャネルの夾角よりも大きいことが好ましい。一般的に、二次チャネルは、（Ｖ字形一次チャネルの場合）、一次チャネルの夾角よりも少なくとも２０パーセント小さい夾角を有する。
【００４４】
図２ｄ及び２ｉを参照すると、一次チャネル１０２、１２２の深さｄ（これは、最底位のチャネルノッチの上側への頂部又は先端部の高さである）は、好ましくは、実質的に均一である。深さｄは、好適には、約５〜約３０００マイクロメートル、典型的には、約５０〜約３０００マイクロメートル、好ましくは、約７５〜約１５００マイクロメートル、最も好ましくは、約１００〜約１０００マイクロメートルである。幾つかの実施形態では、指定の範囲よりも大きな深さｄを有するチャネル１０２、１２２を備えるフィルムを用いてもよいことが理解される。チャネル１０２、１２２が過度に深い場合、流体制御チャネルの全体厚さが不必要に高くなり、フィルムが所望よりも硬くなる傾向があり得る。本開示に従う流体制御フィルムの特定の実施形態では、チャネルは、５００マイクロメートル未満、又は４００マイクロメートル未満、又は３００マイクロメートル未満の深さを含む。このような最大深さは、重力がチャネルにおける流体の落下に対して作用し得る構成の（例えば、物品の下面に固定されている）流体制御フィルムを用いるときに関連し得る。ほとんどの実施形態では、チャネルは、液体に対する重力よりも大きな、チャネル内の液体に対する毛管力を提供するように構成されている。
【００４５】
図２ｉ及び２ｊは、両主表面１２０及び１２１に一次チャネルを有する流体制御フィルム１１２ｉ及び１１２ｊを示す。図２ｉに示すように、一次チャネル１２２は、一方の表面１２０から他方の表面１２１に対して横方向にオフセットしていてもよく、又は図２ｊに示すように、互いに正反対に整列していてもよい。図２ｉに示すオフセットチャネルを備える流体制御フィルム１１２ｉは、最小量の材料を用いると同時に、流体輸送のために最小量の表面積を提供する。更に、オフセットチャネルを備える流体制御フィルム１１２ｉは、図２ｊに示すように整列したチャネルを備える流体制御フィルム１１２ｊよりも、シートの厚さ及び硬さが低減されているので、より柔らかく感じるように作製することができる。図２ｊを参照すると、本開示に使用可能な流体制御フィルム１１２ｊは、その中に１つ以上の穴又は開口部１２４を有してよく、これによって、流体制御フィルム１１２ｊの第１の表面１２０と接触している液体の一部を、フィルムの第２の表面１２１に輸送して、流体制御を改善し、流体の流れの融通性を高めることができる。開口部１２４は、チャネルのノッチと整列している必要はなく、必要又は便利であればどこに配置してもよい。更に、開口部１２４は、開口部から開口部までの幅が異なっていてもよく、チャネルに対する幅も異なっていてよい。開口部１２４内の流体制御フィルムの表面は、好ましくは、開口部１２４を通した流体の流れを促進するように設計される。
【００４６】
代表的に図２ｄ及び２ｉに示すように、各一次チャネル１０２、１２２には、少なくとも２つの二次チャネル１０３、１２３及び少なくとも２つのノッチ１０５、１２５が存在し、ノッチ１０５、１２５又は各二次チャネル１０３、１２３のノッチは、二次頂部１０６、１２６によって分離される。一般的に、各二次チャネル１０３、１２３は、一般的に、ノッチ１０５、１２５を１つだけ有するが、二次チャネル１０３、１２３は、二次チャネル１０３、１２３が矩形である場合、２つのノッチ１０５、１２５を有する。Ｖ字形二次チャネル１０３、１２３のための二次チャネル１０６、１２６は、一般的に、各二次チャネルを形成する２つの側壁が対称でありかつ湾曲していないと仮定すると、一般的に（α１＋α２）／２（式中、α１及びα２は、２つの隣接するＶ字形二次チャネル１０３、１２３の夾角である）に等しい夾角ベータ（β）によって特徴付けられる。一般的に、角度βは、約１０度〜約１２０度、好ましくは約１０度〜約９０度、最も好ましくは約２０度〜約６０度である。また、二次頂部は、平ら（この場合、夾角は、理論的に０度になる）であってもよく、又は更には明確な先端部も夾角も有しない、曲線状（例えば、凸状又は凹状）であってもよい。好ましくは、図２ｄに示すように末端チャネルに関連する任意のノッチ１０８又は１０９を含む、各一次チャネル１０２、１２２について少なくとも３つの二次チャネル１０３、１２３及び／又は少なくとも３つのノッチが存在する。
【００４７】
二次チャネル１０３、１２３のうちの１つの深さｄ’（図２ｄに示すように、ノッチ１０５の上側への二次頂部１０６の先端の高さ）は、流体制御フィルムの長さにわたって均一であり、典型的に、少なくとも５マイクロメートルである。二次チャネル１０３、１２３の深さｄ’は、一般的に、一次チャネルの深さの０．５〜８０パーセント、好ましくは、５〜５０パーセントである。また、頂部１０６、１２６の両側におけるノッチ１０５、１２５の間隔は、好ましくは、流体制御フィルム１１２ｉ、１１２ｊの長さにわたって均一である。好ましくは、一次及び／又は二次チャネルの深さ及び幅は、流体制御フィルムの所与の長さにわたって、各チャネルにつき、２０パーセント未満、好ましくは１０パーセント未満しか変動しない。この範囲を超える二次チャネルの深さ及び形状の変動は、流体制御フィルムに沿った流体輸送の速度及び均一性にかなりの悪影響を有する。一般的に、一次及び二次チャネルは、連続しており、乱れていない。
【００４８】
特定の実施形態では、珪質プライマーが流体制御フィルム上に設けられる。例えば、図２ｋは、流体制御フィルムの表面の少なくとも一部上に設けられた珪質プライマー２３０を有する流体制御フィルム１１２ｋを示す。どのようにして流体制御フィルム１１２ｋ上に珪質プライマー２３０を設けるか（例えば、溶液コーティング、プラズマ堆積等）に応じて、流体制御フィルムのチャネルの表面の一部又は全てにプライマーを設けることができる。図２ｋは、珪質プライマー２３０によるチャネル表面の被覆率のばらつきを示す。
【００４９】
図３ａ及び３ｂは、複数の平行なチャネルを有する構造化表面の面を横断する流体流動効果、具体的には、流体が構造化表面上に配置されたときに達成される、露出流体表面積の増加を例示する。画定されている複数のチャネル２５２を有する構造化表面２５０上に、流体が導入される。この例示的な図では、構造化表面は、交互に頂部２５４及び谷部２５６を有する、図２ａに類似のトポグラフィーを有する。流体２６０は、構造化表面２５０に導入される。チャネル２５２は、各チャネルに沿って流体を自発的に吸い上げるように形成され、チャネルは、その中に流体を受容して、ｘ方向における流体の空間分布を増大させる。流体２６０が各チャネル２５２を満たしたとき、各チャネル２５２の突起間のｙ方向における流体の空間分布も増大し、流体２６０のメニスカス高さは、図３ｂから分かるように、各チャネル２５２内のｚ方向において異なる。隣接する各突起において、流体の露出面２６２はより高い。これら３次元における効果は、流体２６０の露出している蒸発によって活性になる表面積を増大させる機能を有し、これは、次に、構造化表面２５０からの流体２６０の蒸発速度を高める効果を有する。
【００５０】
図３ｃは、例示的な実施形態に従う流体制御フィルム２００の断面である。流体制御フィルム２００は、一次及び二次突起２２０、２２１によって画定される一次及び二次チャネル２３０、２３１を有する流体制御フィルム層２０１を含み、チャネル２３０、２３１及び突起２２０、２２１は、流体制御フィルム層２０１の長手軸方向、例えば、図２ａに関連して既に論じたｘ軸に対して角度θをなすチャネル軸に沿って並んでいる。各一次チャネル２３０は、一次チャネル２３０の両側における一次突起（第１及び第２）のセットによって画定される。一次突起２２０は、チャネル２３０の底面２３０ａから突起２２０の頂面２２０ａまで測定されるｈｐを有する。幾つかの実施形態では、微細構造は、一次チャネル２３０内に設けられる。幾つかの実施形態では、微細構造は、一次チャネル２３０の第１及び第２の一次突起２２０間に設けられる二次チャネル２３１を含む。二次チャネル２３１は、それぞれ、少なくとも１つの二次突起２２１に関連する。二次チャネル２３１は、二次突起２２１のセット間、又は二次突起２２１と一次突起２２０との間に位置し得る。
【００５１】
一次突起間の中心間距離ｄｐｒは、約２５マイクロメートル〜約３０００マイクロメートルの範囲であってよく；一次突起と最も近接する二次突起との間の中心間距離ｄｐｓは、約５マイクロメートル〜約３５０マイクロメートルの範囲であってよく；２つの二次突起間の中心間距離ｄｓｓは、約５マイクロメートル〜約３５０マイクロメートルの範囲であってよい。場合によっては、一次及び／又は二次突起は、基部から離れるにつれて先細になっていてもよい。基部における一次突起の外部表面間の距離ｄｐｂは、約１５マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲であってよく、約１マイクロメートル〜約２５マイクロメートルの範囲のより小さな距離ｄｐｔまで先細になっていてもよい。基部における二次突起の外部表面間の距離ｄｓｂは、約１５マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲であってよく、約１マイクロメートル〜約２５マイクロメートルの範囲のより小さな距離ｄｓｔまで先細になっていてもよい。１つの例では、ｄｐｐ＝０．００８９８インチ（２２８マイクロメートル）、ｄｐｓ＝０．００２６４インチ（６７マイクロメートル）、ｄｓｓ＝０．００１８５インチ（４７マイクロメートル）、ｄｐｂ＝０．００２５１インチ（６４マイクロメートル）、ｄｐｔ＝０．００１００インチ（２５マイクロメートル）、ｄｓｂ＝０．００１３１インチ（３３マイクロメートル）、ｄｓｔ＝０．００１００インチ（２５マイクロメートル）、ｈｐ＝０．００７８４インチ（１９９マイクロメートル）、及びｈｓ＝０．００１６０インチ（４１マイクロメートル）である。
【００５２】
二次突起は、チャネル２３０の底面２３０ａから二次突起２２１の頂面２２１ａまで測定される高さｈｓを有する。一次突起２２０の高さｈｐは、多くの場合、二次突起２２１の高さｈｓよりも大きい。幾つかの実施形態では、一次突起の高さは、約２５マイクロメートル〜約３０００マイクロメートルであり、二次突起の高さは、約５マイクロメートル〜約３５０マイクロメートルである。幾つかの実施形態では、二次突起２２１の高さｈｓの一次突起２２０の高さｈｐに対する比は、約１：５である。一次突起２２０は、流体制御フィルム層２００に耐久性を与えると共に、二次チャネル２３１、二次突起、及び／又は一次突起２２０間に設けられる他の微細構造に保護を与えるように設計してよい。
【００５３】
流体制御フィルム２００は、場合により、流体制御フィルム層２０１の底面２０１ａ上に設けられる接着層２０５を有する。接着層２０５は、流体制御フィルム層２００を表面２０２にある程度付着させて、外部表面を横断する液体分散の管理を補助することができる。接着層２０５及び流体制御フィルム層２０１の組み合わせは、流体制御テープを形成する。接着層２０５は、連続であっても不連続であってもよい。
【００５４】
流体制御フィルム層２０１は、流体制御フィルム層２０１の表面を横断して流体を分散させて、流体の蒸発を促進するように構成されている。幾つかの実施形態では、接着層２０５は、接着層２０５と外部表面２０２との間の界面２０２ａにおいて液体をはじく疎水性材料であってもよく、又は疎水性材料を含んでもよく、それによって界面２０２ａに液体が集まるのを低減させる。
【００５５】
接着層２０５は、厚さｔａを有し、流体制御フィルム層２０１は、チャネル２３０、２３１の底面２３０ａから流体制御フィルム層２０１の底面２０１ａまでの厚さｔｖを有する。幾つかの実施形態では、チャネル２３０、２３１の底面２３０ａと接着層２０５の底面２０５ａとの間の合計厚さｔｖ＋ｔａは、約３００マイクロメートル未満、例えば、約２２５マイクロメートルであってよい。この合計厚さｔｖ＋ｔａは、外部表面２０２から流体制御フィルム層２０１の縁におけるチャネル開口部を通じてチャネル２３０、２３１に液体を効率的に吸い上げるのに十分な程度小さくなるように選択されてよい。
【００５６】
図４ａは、流体制御フィルム層の長手軸方向、図４ａにおけるｘ軸に対して、角度θで設けられる流動チャネル（マイクロチャネル）を備える細長い流体制御フィルム層を示す。流体制御フィルム層４００は、チャネルの長手軸方向４１２に沿って流体制御フィルム層４００全体に延在するチャネルのアレイ４３０を含む。突起４２０は、ｚ軸に沿って流体制御フィルム層４００の表面の上方にそびえ立って、チャネル４３０を形成し、各チャネル４３０は、両側にチャネルの長手軸方向４１２に沿って並んでいる突起４２０を有する。幾つかの実施形態では、隣接する突起４２０の各セットは、等間隔で離間している。他の実施形態では、隣接する突起４２０の間隔は、少なくとも２つの異なる距離、離間していてもよい。流体制御フィルム層４００の長手軸方向４１１は、チャネルの長手軸方向４１２と交差して、チャネル角４１０をなす。角４１０は、０度〜９０度であってよい。幾つかの実施形態では、チャネル角４１０は、約４５度未満である。幾つかの実施形態では、チャネル角４１０は、約５度〜約３０度、又は約５度〜約２０度、又は約１０度〜約１５度である。幾つかの実施形態では、チャネル角１１０は、約２０度である。
【００５７】
チャネル４３０は、チャネル４３０内及び流体制御フィルム層４００を横断して流体の毛管運動を提供するように構成されている。毛管作用は、流体の表面対体積比を増大させ、より速やかに蒸発させるために、流体を吸い上げて、それを流体制御フィルム層４００を横断させて分散させる。チャネル開口部４４０の寸法は、毛管作用によって流体制御フィルム層４００の縁４０１、４０２、４０３、４０４に集まった流体をチャネル４３０に吸い上げるように構成されていてよい。チャネルの断面４３０、チャネルの表面エネルギー、及び流体の表面張力が、毛管力を決定する。陸部の厚さｔｖは、液体の捕捉を妨げ得る堤を提供する。好ましくは、陸部の厚さは、速やかな液体の捕捉を促進するために最小限に保たれる。チャネル角４１０が小さいと、図４ａに示すように流体制御フィルム層４００の長手軸方向に沿って並んでいる上縁及び底縁４０１、４０３において、開口部４４０がより大きくなる。チャネル４３０の開口部４４０が大きいと、流体制御フィルム層４００の上縁及び底縁４０１、４０３に沿って、単位長さ当たりの開口部４４０が少なくなる。
【００５８】
流体制御フィルム層４００の各チャネル４３０は、流体制御フィルム層４００の第１の縁に第１の開口部を有し、流体制御フィルム層４００の第２の縁に第２の開口部を有する。例えば、第１の開口部は、第１の縁４０１に位置してよく、第２の開口部は、第１の縁４０１に隣接し、かつ交差する第２の縁４０２に位置してよい。この例では、第１及び第２の開口部は、チャネル角４１０に応じて同じサイズであっても異なるサイズであってもよい。流体は、第１の方向４５１に沿って第１の縁において流体制御フィルム層４００に入ることができ、第２の方向４５２に沿って第２の縁において流体制御フィルム層４００に入ることができる。別の例として、第１の開口部は、第１の縁４０２に位置してよく、第２の開口部は、対向する縁４０３に位置してよい。幾つかの実施形態では、チャネル開口部４４０は、流体制御フィルム層４００の４つの縁４０１〜４０４全てに存在する。この配置は、滴がチャネル４３０に入り、次いで、流体制御フィルム層４００のチャネル４３０内に分散するための複数の開口部４４０を提供する。
【００５９】
図４ｂは、流体制御フィルム層４００の断面を示す。流体制御フィルム層４００のチャネル４３０は、チャネル４３０の両側に設けられる第１及び第２の突起４２０によって画定される。図４ｂに示すように、幾つかの実施形態では、突起４２０は、一般的にチャネル４３０の底面４３０ａに対して垂直なｚ軸に沿って延在し得る。あるいは、幾つかの実施形態では、突起は、チャネルの底面に対して直交しない角度で延在し得る。第１及び第２の一次突起４２０は、チャネル４３０の底面４３０ａから突起４２０の上面４２０ａまで測定される高さｈｐを有する。突起の高さｈｐは、流体制御フィルム層４００に耐久性及び保護を与えるように選択され得る。幾つかの実施形態では、突起の高さｈｐは、約２５マイクロメートル〜約３０００マイクロメートルであり、断面のチャネル幅ｗｃは、約２５マイクロメートル〜約３０００マイクロメートルであり、断面の突起幅ｗｒは、約３０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルである。
【００６０】
幾つかの実施形態では、図４ｂに示すように、チャネル４３０の側面４２０ｂは、チャネルの底面４３０ａにおける突起の幅が、突起４２０の頂面４２０ａにおける突起の幅よりも大きくなるように、断面を傾斜させてもよい。このシナリオでは、チャネルの底面４３０ａにおけるチャネル４３０の幅は、突起４２０の頂面４２０ａにおけるチャネル４３０の幅よりも小さい。あるいは、チャネルの側面は、チャネルの底面におけるチャネルの幅が突起の頂面におけるチャネルの幅よりも大きくなるように傾斜させてもよい。
【００６１】
流体制御フィルム層４００は、流体制御フィルム層４００の底面４１０ａからチャネル４３０ａの底面まで測定される厚さｔｖを有する。厚さｔｖは、液滴を流体制御フィルム層４００に吸い上げるが、堅固な構造を依然として維持するように選択され得る。幾つかの実施形態では、流体制御フィルム層の厚さｔｖは、厚さ約７５マイクロメートル未満、又は約２０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルである。疎水性コーティング４５０は、例えば、流体制御フィルム層４００の微細構造化表面上に堆積、例えば、プラズマ堆積させてよい。
【００６２】
特定の実施形態では、本開示に従う流体制御フィルムは、構造の外面に付着し得、かつ外面の長手軸方向に沿って延在し得、チャネルの長手軸方向は、外面の長手軸方向に対して０〜９０度の角度をなす。例えば、構造５５０の外面５５１の底部５５１ａに流体制御機構５３０が設けられている、外面５５１を有する配管構造５５０の側面図が図５ａであり、底面図が図５ｂであり、底部５５１ａ及び上部は、重力ｇ５６１の方向に対するこれらの配向に従って命名される。突起５２０によって画定される流体分散チャネル５３０は、構造５５０の長手軸方向５１１に対して角度θをなすチャネル軸５１２に沿って並んでいる。
【００６３】
外面５５１は、点線５６０によって示される天底線（nadir line）に関連し、天底線は、外面５５１の最下点をつなぐ線である。図示される実施形態では、天底線５６０は、構造の長手軸方向５１１に対して実質的に平行である。長手軸方向５１１と交差するチャネル軸５１２に沿った配置に起因して、多数のチャネル５３０が天底線５６０と交差する。
【００６４】
各チャネルは、特定の飽和容量又は体積と関連する。図５ｂは、液体で飽和している多数の流体制御チャネル５３０ａと、飽和していない多数の流体制御チャネル５３０ｂと、を示す。流体制御チャネル５３０ａ内の流体の量がチャネルの容量を超えたとき、チャネルは飽和し、チャネル容量を超える任意の液体は、天底線５６０に沿って滴５７０として溜まる。流体が滴として溜まり続ける場合、滴が大きくなるので、重力が滴を引っ張って流体制御表面から離れ得る。図５ａ及び５ｂに示すように、液滴５７０は、天底線５６０に沿って飽和チャネル５３０ａを横断して並ぶ。例えば、滴は、チャネルの配置に起因して、構造の底面に沿って比較的均等に離間し得る。
【００６５】
図５ａ及び５ｂの実施形態に示すように、天底線に対して角度をなしている流体制御チャネルは、多くのチャネルにおける滴形成のために提供される。対照的に、構造の長手軸方向に近接して整列しているチャネルを有する流体制御表面では、すなわち、θが０度に等しいか又は０度に近い場合、天底線５６０に沿って又は天底線５６０の近傍にはチャネルが１つだけ又は数個だけ設けられる。天底線と交差するチャネルが比較的多いと、流体制御表面の全体的な流体保持容量がより大きくなる。各チャネルは、吸い上げによってチャネルに沿って流体を分散させるように設計される。したがって、天底線においてより多くのチャネルに係合する角度をなしているチャネルを使用する実施形態は、より大きな流体収容能を提供し、過剰の流体滴の体積が小さくなる及び／又は滴の分離が低減する。より小さな体積の滴は、より速やかに蒸発し、滴の分離を低減させて、結露している液体による汚染が減少する。
【００６６】
図５ａ及び５ｂに示すように、凸面の長手軸方向に対して角度をなす、すなわち、配管の天底線に沿ってチャネルを有する流体制御フィルム層では、外面の長手軸方向に対して実質的に平行なチャネルを有する流体制御表面の縁における捕捉と比べたとき、フィルムの縁に沿った流体の捕捉が増大し得る。例えば、水滴が配管の外面上で結露し、天底線に向かって配管を流れ落ちるシナリオについて検討する。流体制御フィルム層又は表面が配管の下部に沿って存在する場合、結露した滴は、流体制御表面の縁に遭遇する。流体制御表面が天底線に近接して整列している縁にチャネルを有する場合、天底線に沿って並んでいる縁の近傍の突起によって、滴が流体制御表面に入るのが妨げられる。したがって、突起は、流体制御チャネルへの流体の縁における捕捉を妨げ、滴は、突起によって縁に「固定（pinned）」され得る。対照的に、流体制御表面が、本明細書に開示する通り天底線に対して角度をなしているチャネルを含む場合、縁は、流体の縁における捕捉を促進する多数のチャネル開口部を含む。
【００６７】
チャネル軸と構造の長手軸方向との間の角度が９０度に等しいか又は９０度に近い構成は、流体制御表面の飽和中、構造の天底線５６０に沿って多くのチャネルと係合する。しかし、吸い上げによって（矢印５９９に沿って）構造の先端部に向かう方向に液体を移動させる毛管力が打ち勝たなければならない重力成分は、構造の長手軸方向に対してより浅い角度（例えば、４５度未満）をなすチャネルと比べて増加する。したがって、長手軸方向に対して４５度未満の角度をなすチャネルを有する流体制御表面は、構造の長手軸方向に対して９０度で配向される、同様に構造化されたチャネルに比べて、より多くの量の流体を分散させることができる。
【００６８】
配管の外面に対してある角度をなして流体制御チャネルを配置することは、様々な技術によって達成することができる。例えば、流体制御チャネルを含む流体制御フィルム層は、流体制御フィルム層を配管の外面に接着するか又は他の方法で固定することによって、配管に固定することができる。幾つかの実施形態では、流体制御フィルム層は、テープの一部であり、テープは、流体制御チャネルとは反対側の流体制御フィルム層の表面上に設けられる接着層である。テープの実装に有用な流体制御フィルム層を形成するのに好適な技術としては、押出成形、エンボス加工、レーザー切断、及び／又は熱硬化が挙げられる。幾つかの実施態様では、チャネルは、テープの長手軸方向に対して４５度未満の角度をなす軸に沿って並んでいる。これら実装では、配管上へのテープの設置は、配管の天底線に沿って少なくともテープのストリップを適用することを含み得る。幾つかの実装では、チャネルがテープの長手軸方向に対して平行に並んでいる場合、例えば、配管の周囲に流体制御テープをらせん状に巻き付けることによって、テープ自体を、配管上に４５度未満の角度で配置することができる。
【００６９】
幾つかの（テープではない）実装では、流体制御チャネルは、例えば、配管の製造中に、配管の外面に直接形成されてもよく、配管の外面上に設けられた層上に形成されてもよい。外面上に流体制御フィルム層を有する配管を形成するための好適な技術としては、ローレット切り、エンボス加工、熱積層等が挙げられる。
【００７０】
本明細書に記載するマイクロチャネルは、流体制御フィルム層の主表面に沿って延在する一連の個々の開口毛管チャネルを形成する所定のパターンで複製されてよい。シート又はフィルムに形成されるこれら微細複製チャネルは、一般的に、実質的に各チャネルの長さに沿って、例えば、チャネル毎に、均一かつ規則的である。フィルム又はシートは、薄く、柔軟で、製造コスト効率がよく、意図する用途のために所望の材料特性を有するように形成することができ、必要に応じて、使用時に様々な表面への適用準備が整っているように、その片側上に取り付け手段（例えば、接着剤）を有し得る。
【００７１】
本明細書において論じる流体制御フィルム層は、毛管作用によってチャネルに沿って流体を自発的に輸送することができる。流体制御フィルム層の自発的に流体を輸送する能力に影響を与える２つの一般的な要因は、（ｉ）表面の形状又はトポグラフィー（チャネルの毛管現象、サイズ、及び形状）並びに（ｉｉ）フィルム表面の性質（例えば、表面エネルギー）である。所望の量の流体輸送容量を達成するために、設計者は、流体制御フィルムの構造若しくはトポグラフィー、及び／又は流体制御フィルム表面の表面エネルギーを調整してよい。チャネルが、毛管作用による自発的吸い上げによって流体を輸送する機能を果たすためには、チャネルは、一般的に、流体と流体制御フィルム層の表面との間の接触角が９０度以下であり、流体がチャネルの表面を濡らすことができるほど十分に親水性である。
【００７２】
幾つかの実施では、本明細書に記載する流体制御フィルムは、連続及び／又はロールツーロールフィルム作製を可能にする押出エンボス加工法を用いて調製することができる。１つの好適な方法によれば、流動性材料を成形用具の成形表面と継続的に線接触させる。成形用具は、用具の表面を切り込んだエンボスパターンを含み、エンボスパターンは、ネガレリーフにおける流体制御フィルムのマイクロチャネルパターンである。複数のマイクロチャネルが、成形用具によって流動性材料に形成される。流動性材料を固化させて、長手軸方向に沿った長さ、及び幅を有し（長さは幅よりも大きい）、細長い流体制御フィルムを形成する。マイクロチャネルは、フィルムの長手軸方向に対して０度超かつ９０度未満である角度をなすチャネルの長手軸方向に沿って形成され得る。幾つかの実施形態では、角度は、例えば、４５度未満である。
【００７３】
流動性材料は、流動性材料が成形用具の表面と線接触するように、成形用具の表面上にダイから直接押し出されてよい。流動性材料は、例えば、様々な光硬化性、熱硬化性、及び熱可塑性の樹脂組成物を含み得る。線接触は、樹脂の上流縁によって画定され、成形用具を回転させたとき、成形用具及び流動性材料の両方に対して移動する。得られた流体制御フィルムは、ロールグッド（roll good）の形態の物品を得るために、ロール状に巻き取ることができる単層物品であってよい。幾つかの実施態様では、作製方法は、更に、本明細書に開示する通り、親水性コーティングのプラズマ堆積等、マイクロチャネルを担持する流体制御フィルムの表面を処理することを含み得る。幾つかの実施では、成形用具は、ロール又はベルトであってよく、対向するローラと共にニップを形成する。成形用具と対応するローラとの間のニップは、流動性材料を成形パターンにするのに役立つ。ニップを形成するギャップの間隔は、所定の厚さの流体制御フィルムを形成するのに役立つように調整することができる。開示する流体制御フィルムの好適な作製方法についての更なる情報は、それぞれの全文が参照によって本明細書に組み込まれる、同一出願人による米国特許第６，３７５，８７１号及び同第６，３７２，３２３号に記載されている。
【００７４】
本明細書において論じる流体制御フィルムは、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ（塩化ビニル）、ポリエーテルエステル、ポリイミド、ポリエステルアミド、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルの加水分解誘導体を含む、鋳造又はエンボス加工に好適な任意のポリマー材料から形成することができる。具体的な実施形態は、ポリオレフィン、特に、ポリエチレン又はポリプロピレン、これらのブレンド及び／又はコポリマー、並びにプロピレン及び／又はエチレンと微量の他のモノマー、例えば、酢酸ビニル又はアクリレート、例えば、メチル及びブチルアクリレートとのコポリマーを使用する。ポリオレフィンは、鋳造又はエンボス加工用ロールの表面を容易に複製する。ポリオレフィンは、丈夫で、耐久性があり、かつその形状を良好に保持するので、鋳造又はエンボス加工プロセス後に、このようなフィルムを容易に取り扱うことができる。親水性ポリウレタンは、物理的特性及び本質的に高い表面エネルギーを有する。あるいは、流体制御フィルムは、ポリウレタン、アクリレート、エポキシ、及びシリコーン等の熱硬化性樹脂（硬化性樹脂材料）から鋳造され、放射線（例えば、熱、ＵＶ、若しくはＥ−ビーム照射等）又は水分に曝露することによって硬化され得る。これらの材料は、表面エネルギー調整剤（例えば、界面活性剤及び親水性ポリマー）、可塑剤、酸化防止剤、顔料、離型剤、静電気防止剤等を含む様々な添加剤を含有し得る。また、好適な流体制御フィルムは、感圧性接着剤材料を用いて製造することもできる。場合によっては、チャネルは、無機材料（例えば、ガラス、セラミック、又は金属）を用いて形成してもよい。一般的に、流体制御フィルムは、流体に曝露された際、その形状及び表面特性を実質的に保持する。本開示で論じるマイクロチャネル流体制御フィルムに好適な材料に関する更なる情報は、参照によって本明細書に援用される、同一出願人による米国特許出願公開第２００５／０１０６３６０号に記載されている。
【００７５】
フィルムの表面は、十分な毛管力を確保するために修飾される。より具体的には、十分に親水性であることを保証するために、表面を修飾する。フィルムは、一般的に、水性流体に対して４５°以下の接触角を示すように、フィルム表面が親水性になるように、（例えば、表面処理、表面コーティング又は剤の塗布によって）修飾されてもよい。任意の好適な公知の方法を利用して、本開示の流体制御フィルムにおいて親水性表面を得ることができる。プラズマ処理、真空蒸着、親水性モノマーの重合、親水性部分のフィルム表面へのグラフト化、コロナ又は火炎処理等の表面処理を使用してよい。特定の実施形態では、親水性表面処理は、双性イオン性シランを含み、特定の実施形態では、親水性表面処理は、非双性イオン性シランを含む。非双性イオン性シランは、例えば、非双性イオン性アニオン性シランを含む。
【００７６】
非双性イオン性シランとしては、例えば、限定するものではないが、非双性イオン性ＥＤＴＡ官能性シラン、及び非双性イオン性スルホン酸アルコール官能性シラン、例えば、非双性イオン性スルホネート−オルガノシラノール化合物、例えば、米国特許第４，１５２，１６５号（Ｌａｎｇａｇｅｒら）及び同第４，３３８，３７７号（Ｂｅｃｋら）に開示されているものが挙げられる。
【００７７】
好適な双性イオン性シランとしては、双性イオン性スルホネート官能性シラン、双性イオン性カルボキシレート官能性シラン、双性イオン性ホスフェート官能性シラン、双性イオン性ホスホン酸官能性シラン、双性イオン性ホスホネート官能性シラン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。特定の実施形態では、本開示で使用される双性イオン性シラン化合物は、以下の式（Ｉ）を有する：
（Ｒ１Ｏ）ｐ−Ｓｉ（Ｑ１）ｑ−Ｗ−Ｎ＋（Ｒ２）（Ｒ３）−（ＣＨ２）ｍ−Ｚｔ−
（Ｉ）
［式中、各Ｒ１は、独立して、水素、メチル基、又はエチル基であり；
各Ｑ１は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択され；
各Ｒ２及びＲ３は、独立して、飽和又は不飽和の、直鎖状、分枝鎖状、又は環状の有機基（好ましくは、２０個以下の炭素を有する）であり、これらは、任意選択的に基Ｗの原子と結合して環を形成することができ；
Ｗは、有機連結基であり；
Ｚｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−ＯＰＯ３２−、−ＰＯ３２−、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ）Ｏ−、又はこれらの組み合わせ（式中、ｔは、１又は２であり、Ｒは、脂肪族、芳香族、分枝状、直鎖状、環状、又は複素環式基である（好ましくは、２０個以下の炭素を有する、より好ましくは、Ｒは、２０個以下の炭素を有する脂肪族であり、更により好ましくは、Ｒは、メチル、エチル、プロピル、又はブチルである））であり；
ｐ及びｍは、１〜１０（又は１〜４、又は１〜３）の整数であり；
ｑは、０又は１であり；
ｐ＋ｑ＝３である。］。
【００７８】
特定の実施形態では、式（Ｉ）の有機連結基Ｗは、飽和又は不飽和の、直鎖状、分枝鎖状、又は環状の有機基から選択され得る。連結基Ｗは、好ましくは、アルキレン基であり、カルボニル基、ウレタン基、尿素基、酸素、窒素及び硫黄等のヘテロ原子、並びにこれらの組み合わせを含んでよい。好適な連結基Ｗの例としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルキル置換シクロアルキレン基、ヒドロキシ置換アルキレン基、ヒドロキシ置換モノオキサアルキレン基、モノオキサ骨格置換を有する二価の炭化水素基、モノチア骨格置換を有する二価の炭化水素基、モノオキソ−チア骨格置換を有する二価の炭化水素基、ジオキソ−チア骨格置換を有する二価の炭化水素基、アリーレン基、アリールアルキレン基、アルキルアリーレン基、及び置換アルキルアリーレン基が挙げられる。
【００７９】
式（Ｉ）の双性イオン性化合物の好適な例は、米国特許第５，９３６，７０３号（Ｍｉｙａｚａｋｉら）並びに国際公開第２００７／１４６６８０号及び同第２００９／１１９６９０号に記載されており、以下の双性イオン性官能基（−Ｗ−Ｎ＋（Ｒ３）（Ｒ４）−（ＣＨ２）ｍ−ＳＯ３−）が挙げられる。
【００８０】
【化１】
0006611734.tif 000002
【００８１】
双性イオン性シランの好適な例は、米国特許第５，９３６，７０３号（Ｍｉｙａｚａｋｉら）に記載されており、例えば以下が挙げられる：
（ＣＨ３Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｎ＋（ＣＨ３）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−ＳＯ３−；及び
（ＣＨ３ＣＨ２Ｏ）２Ｓｉ（ＣＨ３）−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｎ＋（ＣＨ３）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−ＳＯ３−。
【００８２】
米国特許出願公開第２０１２／０２７３０００号（Ｊｉｎｇら）において例示されている標準的な技術を用いて作製することができる好適な双性イオン性シランの他の例としては、以下が挙げられる：
【化２】
0006611734.tif 000003
【００８３】
本開示において用いるのに好適な双性イオン性スルホネート官能性シラン化合物の好ましい例は、実施例の項に記載する。特に好ましい双性イオン性スルホネート官能性シランは、
【化３】
0006611734.tif 000004
である。
【００８４】
双性イオン性カルボキシレート官能性シラン化合物の例としては、以下が挙げられる：
【化４】
0006611734.tif 000005
（式中、Ｒは、独立して、ＯＨ又はアルコキシであり、ｎは、１〜１０の整数である）。
【００８５】
双性イオン性ホスフェート官能性シラン化合物の例としては、以下が挙げられる：
【化５】
0006611734.tif 000006
【００８６】
（Ｎ，Ｎ−ジメチル，Ｎ−（２−エチルホスフェートエチル）−アミノプロピル−トリメチルオキシシラン（ＤＭＰＡＭＳ））。双性イオン性ホスホネート官能性シラン化合物の例としては、以下が挙げられる：
【化６】
0006611734.tif 000007
【００８７】
特定の実施形態では、本開示に従って使用される非双性イオン性シランは、以下の式（ＩＩ）を有する：
［（ＭＯ）（Ｑ２）ｎＳｉ（ＸＣＨ２Ｖｔ−）３−ｎ］Ｙ２／ｎｒ＋ｒ
（ＩＩ）
［式中、各Ｑ２は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択され；
Ｍは、水素、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量及び１１超のｐＫａを有する強有機塩基の有機カチオンから選択され；
Ｘは、有機連結基であり；
Ｖｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−［ＯＣＨ２ＣＨ２］ｎＯ−、又はこれらの組み合わせであり；
ｔは、１又は２であり、ｎは、１〜１０の整数であり；
Ｙは、水素、アルカリ土類金属（例えば、マグネシウム、カルシウム等）、２００未満の平均分子量及び１１未満のｐＫａを有するプロトン化弱塩基（例えば、４−アミノピリジン、２−メトキシエチルアミン、ベンジルアミン、２，４−ジメチルイミダゾール、３−［２−エトキシ（２−エトキシエトキシ）］プロピルアミン）の有機カチオン、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量及び１１超のｐＫａを有する強有機塩基（例えば、＋Ｎ（ＣＨ３）４、＋Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）４）の有機カチオンから選択されるが、ただし、Ｙが、水素、アルカリ土類金属、及び前記プロトン化弱塩基の有機カチオンから選択されるとき、Ｍは水素であり；
ｒは、Ｙの価数に等しく；
ｎは、１又は２である）。
【００８８】
好ましくは、式（ＩＩ）の非双性イオン性アニオン性化合物はアルコキシシラン化合物である（例えば、Ｑ２が、１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基である）。
【００８９】
式（ＩＩ）のこれらの化合物中の酸素の重量パーセントは、少なくとも３０％、又は少なくとも４０％である。好ましくは、酸素の重量パーセントは、４５％〜５５％の範囲である。これら化合物中のケイ素の重量パーセントは、１５％以下である。これらパーセントはそれぞれ、水を含まない酸形態の化合物の重量に基づく。
【００９０】
特定の実施形態では、式（ＩＩ）の有機連結基Ｘは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルキル置換シクロアルキレン基、ヒドロキシ置換アルキレン基、ヒドロキシ置換モノオキサアルキレン基、モノオキサ骨格置換を有する二価の炭化水素基、モノチア骨格置換を有する二価の炭化水素基、モノオキソ−チア骨格置換を有する二価の炭化水素基、ジオキソ−チア骨格置換を有する二価の炭化水素基、アリーレン基、アリールアルキレン基、アルキルアリーレン基、及び置換アルキルアリーレン基から選択してよい。好ましくは、Ｘは、アルキレン基、ヒドロキシ置換アルキレン基、及びヒドロキシ置換モノオキサアルキレン基から選択される。
【００９１】
スルホネート官能性シラン化合物は、（基材表面に結合し得る）アルコキシシラン及び／又はシラノール官能基、並びに（基材表面を親水性にさせ得る）スルホネート基（−ＳＯ３−）を有する。例としては、米国特許第４，１５２，１６５号（Ｌａｎｇａｇｅｒら）及び同第４，３３８，３７７号（Ｂｅｃｋら）に開示されているもの等の非双性イオン性スルホネート官能性シラン化合物が挙げられ、例えば、以下が挙げられる：
（ＨＯ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２ＳＯ３−Ｈ＋；
（ＨＯ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２ＳＯ３−Ｈ＋；
（ＨＯ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３−Ｈ＋；
（ＨＯ）３Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３−Ｈ＋；
（ＨＯ）２Ｓｉ−［ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３−Ｈ＋］２；
（ＨＯ）−Ｓｉ（ＣＨ３）２−ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３−Ｈ＋；
（ＮａＯ）（ＨＯ）２Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２ＳＯ３−Ｎａ＋；
（ＨＯ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３−Ｋ＋。
【００９２】
ポリエチレングリコール官能性シラン化合物は、（基材表面に結合し得る）アルコキシシラン及び／又はシラノール官能基、並びにポリエチレングリコール基（−［ＯＣＨ２ＣＨ２］ｎＯ−）を有する；（式中、ｎは、１〜１０の整数であり得る）。例としては、２−［メトキシ（ポリエチレンオキシ）６−９プロピル］トリメトキシシラン（Ｇｅｌｅｓｔから市販）が挙げられる。
【００９３】
カルボキシレート官能性シラン化合物は、（基材表面に結合し得る）アルコキシシラン及び／又はシラノール官能基、並びに（基材表面を親水性にさせ得る）カルボキシレート基（−ＣＯ２−）を有する。例としては、非双性イオン性カルボキシレート官能性シラン化合物、例えば、Ｄｏｗ及びＧｅｌｅｓｔを含む複数の供給業者から市販されているものが挙げられる。特定の実施形態では、本開示の組成物において用いられる非双性イオン性カルボキシレート含有化合物は、以下を含む：
【化７】
0006611734.tif 000008
【００９４】
驚くべきことに、非双性イオン性ＥＤＴＡシラン親水性表面処理が酸性溶液からマイクロチャネルの少なくとも一部に共有結合している場合、それは、非双性イオン性ＥＤＴＡシラン親水性表面処理が塩基性溶液から共有結合しているよりも著しく良好な易洗浄性表面を提供することが見出された。
【００９５】
特定の実施形態では、流体制御フィルム層は、特性変更添加剤を含み得る。添加剤の例としては、難燃剤、疎水性剤、親水性剤、抗微生物剤、無機剤、腐食防止剤、金属粒子、グラスファイバー、充填剤、粘土、及びナノ粒子が挙げられる。
【００９６】
任意で、界面活性剤又は他の好適な剤を、フィルム押出時に内部特性変更添加剤としての樹脂とブレンドしてもよい。典型的には、界面活性剤を、流体制御フィルムが作製されるポリマー組成物に配合する。ポリエチレン流体制御フィルムに配合することができる界面活性剤の例示的な例は、例えば、約０．１〜０．５重量パーセントで用いられる、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール非イオン性界面活性剤であるＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．（Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎ．）から入手可能）である。本開示の建築及び建設用途のための耐久性要件を増大させるのに好適な他の界面活性剤材料としては、ＰＯＬＹＳＴＥＰ  Ｂ２２（Ｓｔｅｐａｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎｏｒｔｈｆｉｅｌｄ，ＩＬ．）から入手可能）及びＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−３５（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ．）から入手可能）が挙げられる。界面活性剤又は界面活性剤の混合物を、流体制御フィルム又は物品の特性を調整するために、物品に含浸させてもよい。
【００９７】
あるいは、親水性モノマーを物品に添加し、その場で重合させて、相互侵入高分子網目構造を形成してもよい。例えば、親水性アクリレート及び反応開始剤を添加し、熱又は化学線によって重合させてもよい。好適な親水性ポリマーとしては、エチレンオキシドのホモポリマー及びコポリマー；ビニル不飽和モノマー、例えば、ビニルピロリドン、カルボン酸、スルホン酸、又はホスホン酸官能性アクリレート、例えば、アクリル酸、ヒドロキシ官能性アクリレート、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、酢酸ビニル、及びその加水分解誘導体（例えば、ポリビニルアルコール）、アクリルアミド、ポリエトキシ化アクリレート等を組み込む親水性ポリマー；親水性変性セルロース、並びに多糖類、例えば、デンプン及び加工デンプン、デキストラン等が挙げられる。
【００９８】
特定の実施形態では、親水性表面処理は、更に、例えば、限定するものではないが、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリカ、テトラエチルオルトシリケート、ポリ（ジエトキシシロキサン）、又はこれらの組み合わせを含む、少なくとも１つのケイ酸塩を含む。構造化表面に塗布するために、１つ以上のケイ酸塩を、親水性シラン化合物を含有する溶液に混合してよい。
【００９９】
特定の実施形態では、珪質プライマーは、流体制御チャネルの表面の少なくとも一部上に設けられる。このような実施形態では、親水性表面処理は、珪質プライマーを介してマイクロチャネルの表面に結合される。例えば、限定するものではないが、親水性表面処理は、少なくとも４８時間、１つ以上の親水性シラン化合物を含有する溶液と流体制御フィルムとを接触させ、次いで、水ですすぎ、周囲条件下で乾燥させることによって、流体制御フィルムの表面に結合させることができる。親水性表面処理は、例えば、ロール、カーテン、輪転グラビア、スプレー、又はディップコーティング技術等の従来の技術を用いて物品上に親水性シラン化合物を含有する組成物をコーティングすることによって、あるいは、流体制御フィルムを組成物に浸漬することによって、流体制御フィルムの表面と接触させる。
【０１００】
好適な珪質プライマーとしては、例えば、限定するものではないが、連続３次元多孔質網目構造を形成するように配置されている複数の酸焼結相互連結シリカナノ粒子と、流体制御チャネルに会合により結合しているケイ素含有材料とを含む珪質プライマーが挙げられる。珪質プライマーは、流体制御チャネルの表面の少なくとも一部に付着する。
【０１０１】
特定の実施形態では、（複数の酸焼結相互連結シリカナノ粒子を含む珪質プライマーを形成するための）ナノ粒子含有プライマーコーティング組成物は、５未満のｐＨを有し、４０ナノメートル以下の平均粒径を有するシリカナノ粒子を含む水性分散液と、≦３．５のｐＫａ（好ましくは＜２．５、最も好ましくは１未満）を有する酸と、を含む。これら酸性化シリカナノ粒子プライマーコーティング組成物は、有機溶媒又は界面活性剤のいずれも用いることなく、疎水性有機及び無機基材上に直接コーティングすることができる。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリカーボネート（ＰＣ）等の疎水性表面上におけるこれら無機ナノ粒子水性分散物の湿潤特性は、分散物のｐＨ及び酸のｐＫａの関数である。プライマーコーティング組成物は、ＨＣｌを用いてｐＨ＝２〜３、更には幾つかの実施形態では５に酸性化されたとき、疎水性有機基材にコーティング可能である。対照的に、中性又は塩基性ｐＨでは、プライマーコーティング組成物は有機基材上でビーズ状になる。
【０１０２】
水性媒体中の無機シリカゾルは、当該技術分野において周知であり、市販されている。水又は水−アルコール溶液中のシリカゾルは、ＬＵＤＯＸ（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）製）、ＮＹＡＣＯＬ（Ｎｙａｃｏｌ  Ｃｏ．（Ａｓｈｌａｎｄ，ＭＡ）から入手可能）、又はＮＡＬＣＯ（Ｏｎｄｅａ  Ｎａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｏａｋ  Ｂｒｏｏｋ，ＩＬ）製）等の商品名で市販されている。１つの有用なシリカゾルは、平均粒径５ナノメートル、ｐＨ１０．５、及び固形分１５重量％のシリカゾルとして入手可能なＮＡＬＣＯ  ２３２６である。他の市販のシリカナノ粒子としては、ＮＡＬＣＯ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から市販されている「ＮＡＬＣＯ  １１１５」及び「ＮＡＬＣＯ  １１３０」、Ｒｅｍｅｔ  Ｃｏｒｐ．から市販されている「Ｒｅｍａｓｏｌ  ＳＰ３０」、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．から市販されている「ＬＵＤＯＸ  ＳＭ」、並びにＮｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から入手可能なＳｎｏｗｔｅｘ  ＳＴ−ＯＵＰ、Ｓｎｏｗｔｅｘ  ＳＴ−ＵＰ、Ｓｎｏｗｔｅｘ  ＳＴ−ＰＳ−Ｓが挙げられる。
【０１０３】
非水性シリカゾル（シリカオルガノゾルとも呼ばれる）を使用してもよく、これは、液相が有機溶媒又は水溶性有機溶媒であるシリカゾル分散液である。本開示の実施では、シリカゾルは、その液相が典型的には水性溶媒又は水性有機溶媒であるように選択される。しかし、ナトリウム安定化シリカナノ粒子は、エタノール等の有機溶媒で希釈する前に先ず酸性化すべきであることが見出された。酸性化前に希釈すると、質の低い又は不均一なコーティングが生じる場合がある。アンモニウム安定化シリカナノ粒子は、一般的に、いずれの順序で希釈及び酸性化してもよい。
【０１０４】
プライマーコーティング組成物は、それぞれｐＫａ（Ｈ２Ｏ）が≦３．５、好ましくは＜２．５、最も好ましくは１未満の酸又は酸の組み合わせを含有する。有用な酸としては、有機酸及び無機酸が挙げられ、シュウ酸、クエン酸、Ｈ２ＳＯ３、Ｈ３ＰＯ４、ＣＦ３ＣＯ２Ｈ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＨＢｒＯ３、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、Ｈ２ＳＯ４、ＣＨ３ＳＯ３Ｈ、ＣＦ３ＳＯ３Ｈ、ＣＦ３ＣＯ２Ｈ及びＣＨ３ＳＯ２ＯＨによって例示され得る。最も好ましい酸としては、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４、及びＨ３ＰＯ４が挙げられる。幾つかの実施形態では、有機酸と無機酸との混合物を提供することが望ましい。幾つかの実施形態では、≦３．５（好ましくは＜２．５、最も好ましくは１未満）のｐＫａを有する酸と、任意で＞０のｐＫａを有する少量の他の酸とを含む酸の混合物を用いてよい。酢酸等の＞４のｐＫａを有する弱酸は、透過性、洗浄性及び／又は耐久性の望ましい特性を有する均一なコーティングを提供しないことが見出されている。特に、酢酸等の弱酸を含むプライマーコーティング組成物は、典型的に、基材の表面上でビーズ状になる。
【０１０５】
プライマーコーティング組成物は、一般的に、５未満、好ましくは４未満、最も好ましくは３未満のｐＨをもたらすのに十分な酸を含有する。幾つかの実施形態では、コーティング組成物のｐＨは、５未満にｐＨを低下させた後、ｐＨ５〜６に調整できることが見出されている。これにより、ｐＨ感受性の高い基材をコーティングすることが可能になる。
【０１０６】
テトラアルコキシカップリング剤、特に、テトラアルコキシシラン、例えば、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、及びテトラアルコキシシランのオリゴマー形態、例えば、アルキルポリシリケート（例えば、ポリ（ジエトキシシロキサン））も、シリカナノ粒子間の結合を改善するために有用であり得る。カップリング剤の最適量は、実験的に決定され、カップリング剤の性質、分子量、及び屈折率に依存する。カップリング剤は、存在するとき、典型的には、シリカナノ粒子の０．１〜５０重量パーセント（ｗｔ％）、より好ましくはシリカナノ粒子の１〜１５重量パーセントの濃度で組成物に添加される。
【０１０７】
１つの実施形態では、粒子は、好ましくは、４０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、より好ましくは１０ナノメートル以下の平均一次粒径を有する。２０ナノメートル以下等のより小さなナノ粒子は、一般的に、酸性化されると、テトラアルコキシシラン、界面活性剤、又は有機溶媒等の添加剤の必要なしに、優れたプライマーコーティングを提供する。更に、ナノ粒子は、一般的に、１５０ｍ２／グラム超、好ましくは２００ｍ２／グラム超、より好ましくは４００ｍ２／グラム超の表面積を有する。粒子は、好ましくは、狭い粒径分布、すなわち、２．０以下、好ましくは１．５以下の多分散性（すなわち、粒径分布）を有する。必要に応じて、選択された基材上における組成物の被覆性を有害に低下させることのない量の、より大きなシリカ粒子を添加してもよい。
【０１０８】
別の実施形態では、粒子は、４０ナノメートル以下の平均粒径を有するシリカナノ粒子、及び５０ナノメートル超の平均粒径を有するシリカナノ粒子を含む、少なくとも二峰性の分布を有することが好ましい。シリカナノ粒子は、５００ナノメートル以下の平均粒径を有してよい。１つの実施形態では、シリカナノ粒子の二峰性分布は、２ナノメートル〜１５ナノメートルの範囲の第１の分布及び２０ナノメートル〜５００ナノメートルの範囲の第２の分布；２ナノメートル〜２０ナノメートルの範囲の第１の分布及び３０ナノメートル〜５００ナノメートルの範囲の第２の分布；又は更には５ナノメートル〜１５ナノメートルの範囲の第１の分布及び２０ナノメートル〜１００ナノメートルの範囲の第２の分布を有する。別の態様では、幾つかの実施形態において、第１の分布のナノ粒子の第２の分布のナノ粒子に対する重量比は、１：９９〜９９：１、１０：９０〜９０：１０、２０：８０〜８０：２０、又は更には３０：７０〜７０：３０の範囲内である。１つの実施形態では、第１の分布のナノ粒子の第２の分布のナノ粒子に対する重量比は、１：９９〜９９：１の範囲内である。
【０１０９】
本開示に記載されるナノシリカは、球状であっても非球状であってもよい。シリカナノ粒子は、表面修飾されていないことが好ましい。平均粒径は、透過型電子顕微鏡を使用して測定してよい。本明細書で使用するとき、用語「連続」とは、ゲル化網目構造が適用される領域に実質的に不連続又は間隙を有することなく基材の表面を被覆することを指す。用語「網目構造」とは、互いに結合して多孔質３次元網目構造を形成するナノ粒子の凝集又は集塊を指す。本明細書で使用するとき、集塊という用語は、国際公開第２００９／１４０４８２号の図１に図示及び記載されているような、ナノ粒子が互いに結合している（すなわち、焼結している）ことを指す。用語「一次粒径」とは、集塊していない単一のシリカ粒子の平均寸法を指す。
【０１１０】
用語「多孔質」は、ナノ粒子が連続コーティングを形成するときに生じる空隙がシリカナノ粒子間に存在することを指す。好ましくは、網目構造は、乾燥したとき、２５〜４５体積パーセント、より好ましくは３０〜４０体積パーセントの多孔率を有する。幾つかの実施形態では、多孔率はより高くてもよい。多孔率は、Ｗ．Ｌ．Ｂｒａｇｇ，Ａ．Ｂ．Ｐｉｐｐａｒｄ，Ａｃｔａ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ，ｖｏｌｕｍｅ  ６，ｐａｇｅ  ８６５（１９５３）等に公開されている手順に従って、コーティングの屈折率から算出することができる。望ましくない微粒子の除去の洗浄を容易にするため等、用途に応じて、プライマーコーティング層の厚さをより厚く、例えば、数マイクロメートル又はミルの厚さまで厚くしてもよい。
【０１１１】
プライマーコーティング組成物は、好ましくは、バー、ロール、カーテン、輪転グラビア、スプレー、又はディップコーティング技術等の従来の技術を用いて物品上にコーティングされる。好ましい方法としては、厚さを調整するために、バー及びロールコーティング、又はエアナイフコーティングが挙げられる。均一なコーティング及びフィルムの濡れを確保するために、コロナ放電又は火炎処理方法を用いてコーティングする前に基材表面を酸化させることが望ましい場合がある。
【０１１２】
本開示のプライマーコーティングは、好ましくは、２００Å未満、より好ましくは１００Å未満で変動する均一な平均厚さで塗布される。最適な平均乾燥コーティング厚さは、具体的なプライマーコーティング組成物に依存するが、一般的に、コーティングの平均厚さは、Ｇａｅｒｔｎｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃｏｒｐ型番Ｌ１１５Ｃ等の楕円偏光計を用いて測定したとき、１００Å〜１０，０００Å、好ましくは５００〜２５００Å、より好ましくは７５０〜２０００Å、更により好ましくは１０００〜１５００Åである。しかし、平均コーティング厚さは均一であることが好ましいが、実際のコーティングの厚さは、コーティング上のある特定の点から別の点までで著しく変動し得ることに留意すべきである。図２ｋに示すように、構造化表面（すなわち、流体制御フィルム）のチャネルの表面の全てを完全にコーティングする必要はない。
【０１１３】
一旦コーティングされると、下塗りされた物品は、典型的には、再循環オーブン内にて２０℃〜１５０℃の温度で乾燥される。不活性ガスを循環させてもよい。プライマーコーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させた後、コーティングは、好ましくは、６０〜９５重量パーセント（より好ましくは、７０〜９２重量パーセント）の集塊した酸焼結シリカナノ粒子と、０．１〜２０重量パーセント（より好ましくは、１０〜２５重量パーセント）のテトラアルコキシシランと、を含む。
【０１１４】
したがって、特定の実施形態では、珪質プライマーを流体制御フィルムに塗布することは、複数のマイクロチャネルの表面の少なくとも一部をナノ粒子含有コーティング組成物と接触させることと、ナノ粒子含有コーティング組成物を乾燥させて、複数のマイクロチャネルの表面の少なくとも一部上に珪質プライマーを提供することと、を含む。ナノ粒子含有コーティング組成物は、５未満のｐＨを有し、４０ナノメートル以下の平均粒径を有するシリカナノ粒子を含む水性分散液と、３．５以下のｐＫａを有する酸と、を含む。
【０１１５】
幾つかの実施形態では、ケイ素含有プライマーは、プラズマ堆積によって流体制御フィルム層の表面上に堆積し得、これは、バッチ式プロセス又は連続プロセスで行うことができる。本明細書で使用するとき、用語「プラズマ」とは、電子、イオン、中性分子、フリーラジカル、並びに他の励起状態の原子及び分子を含む反応種を含有する、部分的にイオン化されたガス状又は液状物を表す。
【０１１６】
一般に、プラズマ堆積は、（大気圧に対して）減圧で、１つ以上のガス状ケイ素含有化合物が充填されたチャンバを通して流体制御フィルムを移動させることを含む。フィルムに隣接して位置するか又はフィルムに接触している電極に電力を与える。これによって、電場が生じるが、これは、ガス状ケイ素含有化合物からケイ素リッチなプラズマを形成する。
【０１１７】
次いで、プラズマから発生したイオン化分子は、電極に向かって加速し、流体制御フィルムの表面と衝突する。この衝撃によって、イオン化分子は、プライマー層を形成する表面と反応し、結合する。コーティングをプラズマ堆積させる温度は、比較的低い。別の堆積技術（例えば、化学蒸着）に必要な高温は、流体輸送フィルムに好適な多くの材料を分解することが知られているので、このことは有益である。
【０１１８】
プラズマ堆積の程度は、様々な加工上の要因、例えば、ガス状ケイ素含有化合物の組成、他のガスの存在、流体制御フィルム層の表面のプラズマへの曝露時間、電極に提供される電力のレベル、ガスの流速、及び反応チャンバの圧力に依存し得る。これら要因は、対応して、プライマー層の厚さの決定にも関連する。
【０１１９】
プラズマは、酸素、窒素、二酸化窒素、亜酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄、シラン、シロキサン、及び有機金属を含む種のものであってよい。流体制御フィルム層の少なくとも１つのプラズマへの曝露は、１段階、２段階、又はそれ以上で実施してよい。プライマー層は、１つ以上のケイ素含有材料、例えば、ケイ素／酸素材料、ダイアモンド様ガラス（ＤＬＧ）材料、及びこれらの組み合わせを含み得る。ケイ素／酸素材料の層を堆積させるのに好適なガス状ケイ素含有化合物の例としては、シラン（例えば、ＳｉＨ４）が挙げられる。ＤＬＧ材料の層を堆積させるために好適なガス状ケイ素含有化合物の例としては、減圧の反応チャンバにおいてガス状態であるガス状有機ケイ素化合物が挙げられる。好適な有機ケイ素化合物の例としては、トリメチルシラン、トリエチルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラエチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビストリメチルシリルメタン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。特に好適な有機ケイ素化合物の例としては、ヘキサメチルジシロキサン及びテトラメチルシランが挙げられる。
【０１２０】
したがって、珪質プライマーを塗布することは、任意で、プラズマ堆積によって流体制御フィルムマイクロチャネルの少なくとも一部に共有結合しているケイ素含有材料の層を形成することを含む。特定の実施形態では、プラズマ堆積は、少なくとも１つのシラン含有材料及び酸素のガス状混合物の使用を含む。
【０１２１】
ガス状ケイ素含有化合物を用いたプラズマ堆積プロセスの完了後、堆積した材料から表面のメチル基を除去するために、ガス状又は気化した非有機化合物をプラズマ処理に使用し続けてもよい。これは、表面におけるケイ素の割合を増大させる。特に好適な非有機化合物の一例は、酸素である。
【０１２２】
本開示で論じる流体制御フィルム層にプラズマコーティングを塗布するための材料及び方法に関する更なる情報は、参照によって本明細書に援用される、同一出願人による米国特許出願公開第２００７／０１３９４５１号に記載されている。
【０１２３】
流体輸送フィルムは、その表面が連続ロールツーロール方式で少なくとも１つのプラズマに曝露されるロールグッド（roll good）として提供されてもよい。連続ロールグッド上にプラズマ堆積した層を塗布するための設備及び方法に関する更なる情報は、参照によって本明細書に援用される、同一出願人による米国特許出願公開第２００３／１３４５１５号及び同第２００５／００６４２７５号に見出すことができる。
【０１２４】
一般的に、本開示に従う流体制御フィルムを水及び油の両方と接触させたとき、流体制御フィルムは、優先的に水で濡れる。
【０１２５】
驚くべきことに、特定の官能化構造化表面は、熱エージング後に疎水性の少なくとも一部を保持している。特に、流体制御フィルムは、華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に４日間曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも１５％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも２５％、又は少なくとも３０％、又は少なくとも３５％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも４５％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも５５％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも６５％の水の毛管上昇を提供する。対照的に、以下の実施例の項に示すように、本開示に従う親水性表面処理を有しない流体制御フィルムは、華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に４日間曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の５％以下、又は７％以下、又は１０％以下、又は１２％以下の水の毛管上昇を示す。
【０１２６】
第３の態様では、構造化表面を洗浄する方法を提供する。方法は、構造化表面、及び構造化表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理を提供する工程と、構造化表面を物質で汚す工程と、を含む。方法は、更に、水性流体中に構造化表面を浸漬すること、構造化表面を水性流体ですすぐこと、構造化表面上で水性流体を凝結させること、又は構造化表面を洗浄器具で拭き取ること、のうちの少なくとも１つによって、物質を除去する工程を含む。平面上への構造化表面の２次元投影面積の少なくとも５０％は、物質を含まない。親水性表面処理は、典型的に、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む。好ましくは、平面上への構造化表面の２次元投影面積の少なくとも７０％、又は８０％、又は９０％、又は更には９５％が物質を有しない。
【０１２７】
特定の実施形態では、物質は、油、例えば、無機油、有機油、又はこれらの組み合わせを含む。有機油としては、例えば、限定するものではないが、粗製油、アーモンド油、ヒマシ油、ココナッツ油、ダイズ油、菜種油、綿実油、ヒマワリ種子油、ラッカセイ油、パーム油、パーム核油、ゴマ油、アマニ油、コーン油、ココナッツ油、ピーナッツ油、オリーブ油、大麻油、コーン油、カラシ油、アマニ油、アプリコット油、アルガン油、アボカド油、ベン油、カシュー油、グレープシード油、ヘーゼルナッツ油、ニーム油、カボチャ種子油、米糠油、クルミ油、ベニバナ油、コプラ油、及びこれらの組み合わせが挙げられる。無機油としては、例えば、限定するものではないが、シリコーン油、鉱油、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【０１２８】
物質は、任意で、例えば、複数の汚染物質の混合物を含み、典型的には、少なくとも１つの疎水性物質を含有する複合物質である。構造化物質を汚す物質は、水からなる水性流体で容易に除去することができる。必要に応じて、１つ以上の更なる成分、例えば、双性イオン性物質、界面活性剤、殺生物剤、芳香剤、及び／又は流体管理性能に影響を与えない洗浄溶液において典型的に使用されている他の添加剤等を水性流体に含めてもよい。
【０１２９】
（例えば、床又は壁上の）構造化表面の位置に依存して、構造化表面を洗浄器具（例えば、布又はモップ）でこすることが便利であり得る。洗浄器具で拭き取ることは、多くの場合、例えば、大量の水性流体を構造化表面上に注ぐことによって、構造化表面を浸漬し、構造化表面上の流体を拭き取ることと組み合わせられる。構造化表面（例えば、頭上の配管又は高い天井等）が到達することが困難な位置に存在する場合、構造化表面を水性流体ですすぐ（例えば、表面上に水性流体を噴霧する）か、又は構造化表面上において飽和雰囲気から水性流体を凝結させることが便利であり得る。
【０１３０】
構造化表面（上で詳細に開示した通り）が流体制御フィルムを含む場合、流体制御フィルムによる水性流体の毛管作用によって、水性流体に浸漬させるか又は水性流体ですすいだとき、流体制御フィルムは、少なくとも部分的に自己洗浄する。例えば、特定の実施形態では、流体制御フィルムの縁のみを水性流体に浸漬させたとき、水性流体の毛管上昇を介する少なくとも一部の自己洗浄が生じ得る。したがって、流体制御フィルムを汚す物質を有効に除去するために、水性流体と流体制御フィルム（すなわち、構造化表面）との間に必要な力は最低限である。流体制御フィルムが一次チャネル及び二次チャネルを有する特定の実施形態では、例えば、水性流体は、物質を除去するために二次チャネルを満たす水性流体の体積の１〜１０倍の量用いられる。有利なことに、流体制御フィルムは、典型的に、物質を除去した後、流体制御フィルムを汚す前の水の毛管上昇の少なくとも２０％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも５５％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも７５％、又は少なくとも８０％の水の毛管上昇を提供する。
【０１３１】
この汚染及び／又は熱エージング後の親水性及び水毛管現象の維持は、製品の貯蔵寿命と性能寿命との両方を改善する可能性があるので、結露管理問題を成功させる上で有利である。
【０１３２】
以下の項目を含む様々な実施形態について本明細書に記載する。
項目１は、チャネルの長手軸方向に沿って延在する複数の流体制御チャネルであって、各流体制御チャネルが、表面を有し、かつチャネルにおいて液体を毛管運動させるように構成されている流体制御チャネルと、流体制御チャネルの表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理と、を含む、流体制御フィルムである。流体制御フィルムは、少なくとも１０％の毛管上昇回復率を示す。
【０１３３】
項目２は、流体制御チャネルが、５００マイクロメートル未満の深さを有する、項目１に記載の流体制御フィルムである。
【０１３４】
項目３は、親水性表面処理が、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせを含む、項目１又は２に記載の流体制御フィルムである。
【０１３５】
項目４は、親水性表面処理が、双性イオン性スルホネート官能性シラン、双性イオン性カルボキシレート官能性シラン、双性イオン性ホスフェート官能性シラン、双性イオン性ホスホン酸官能性シラン、双性イオン性ホスホネート官能性シラン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１〜３のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１３６】
項目５は、親水性表面処理が、以下の式（Ｉ）を有する双性イオン性シランを含む、項目１〜４のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
（Ｒ１Ｏ）ｐ−Ｓｉ（Ｑ１）ｑ−Ｗ−Ｎ＋（Ｒ２）（Ｒ３）−（ＣＨ２）ｍ−Ｚｔ−
（Ｉ）
式（Ｉ）中、各Ｒ１は、独立して、水素、メチル基、又はエチル基である。式（Ｉ）中、各Ｑ１は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択される。式（Ｉ）中、各Ｒ２及びＲ３は、独立して、飽和又は不飽和の、直鎖状、分枝鎖状、又は環状の有機基（好ましくは、２０個以下の炭素を有する）であり、これらは、任意選択的に基Ｗの原子と結合して環を形成することができる。式（Ｉ）中、Ｗは、有機連結基である。式（Ｉ）中、Ｚｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−ＯＰＯ３２−、−ＰＯ３２−、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ）Ｏ−、又はこれらの組み合わせ（式中、ｔは、１又は２であり、Ｒは、脂肪族、芳香族、分枝状、直鎖状、環状、又は複素環式基である（好ましくは、２０個以下の炭素を有する、より好ましくは、Ｒは、２０個以下の炭素を有する脂肪族であり、更により好ましくは、Ｒは、メチル、エチル、プロピル、又はブチルである））である。式（Ｉ）中、ｐ及びｍは、１〜１０（又は１〜４、又は１〜３）の整数である。式（Ｉ）中、ｑは、０又は１であり、ｐ＋ｑ＝３である。
【０１３７】
項目６は、非双性イオン性アニオン性シランが、非双性イオン性スルホン酸アルコール官能性シラン、非双性イオン性ＥＤＴＡ官能性シラン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１〜５のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１３８】
項目７は、親水性表面処理が、以下の式（ＩＩ）を有する非双性イオン性アニオン性シランを含む、項目１〜６のいずれかに記載の流体制御フィルムである：
［（ＭＯ）（Ｑ２）ｎＳｉ（ＸＣＨ２Ｖｔ−）３−ｎ］Ｙ２／ｎｒ＋ｒ
（ＩＩ）
式（ＩＩ）中、各Ｑ２は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択される。式（ＩＩ）中、Ｍは、水素、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量及び１１超のｐＫａを有する強有機塩基の有機カチオンから選択される。式（ＩＩ）中、Ｘは、有機連結基である。式（ＩＩ）中、Ｖｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−［ＯＣＨ２ＣＨ２］ｎＯ−、又はこれらの組み合わせ（式中、ｔは、１又は２であり、ｎは、１〜１０の整数である）である。式（ＩＩ）中、Ｙは、水素、アルカリ土類金属（例えば、マグネシウム、カルシウム等）、２００未満の平均分子量及び１１未満のｐＫａを有するプロトン化弱塩基（例えば、４−アミノピリジン、２−メトキシエチルアミン、ベンジルアミン、２，４−ジメチルイミダゾール、３−［２−エトキシ（２−エトキシエトキシ）］プロピルアミン）の有機カチオン、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量及び１１超のｐＫａを有する強有機塩基（例えば、＋Ｎ（ＣＨ３）４、＋Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）４）の有機カチオンから選択されるが、ただし、Ｙが、水素、アルカリ土類金属、及びプロトン化弱塩基の有機カチオンから選択されるとき、Ｍは水素である。式（ＩＩ）中、ｒは、Ｙの価数に等しく；ｎは、１又は２である。
【０１３９】
項目８は、流体制御チャネルの表面の少なくとも一部上に設けられる珪質プライマーを更に含み、親水性表面処理が、珪質プライマーを介してマイクロチャネルの表面に結合する、項目１〜７のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１４０】
項目９は、珪質プライマーが、連続する３次元多孔質網目構造を形成するように配置された複数の酸焼結相互連結シリカナノ粒子を含む、項目８に記載の流体制御フィルムである。
【０１４１】
項目１０は、珪質プライマーが、流体制御チャネルの表面の少なくとも一部に会合により結合しているケイ素含有材料を含む、項目８に記載の流体制御フィルムである。
【０１４２】
項目１１は、流体制御フィルムが、少なくとも１５％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも２５％、又は少なくとも３０％、又は少なくとも３５％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも４５％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも５５％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも６５％の毛管上昇回復率を示す、項目１〜１０のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１４３】
項目１２は、複数の流体制御チャネルが、一次チャネルを含み、各一次チャネルが、高さｈｐを有する第１及び第２の一次突起を含む、項目１〜１１のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１４４】
項目１３は、複数の流体制御チャネルが、更に、一次チャネルの第１の一次突起と第２の一次突起との間に設けられる二次チャネルを含み、少なくとも１つの二次突起に結合している各二次チャネルが、高さｈｓを有し、ｈｐ＞ｈｓである、項目１２に記載の流体制御フィルムである。
【０１４５】
項目１４は、複数の流体制御チャネルが、液体に対する重力よりも大きな、チャネルにおける液体に対する毛管力を提供するように構成されている、項目１〜１３のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１４６】
項目１５は、流体制御フィルムが、４日間華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも１５％の、水の毛管上昇を提供する、項目１〜１４のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１４７】
項目１６は、流体制御フィルムが、４日間華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも２０％の、水の毛管上昇を提供する、項目１〜１５のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１４８】
項目１７は、流体制御フィルムが、４日間華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも２５％の、水の毛管上昇を提供する、項目１〜１６のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１４９】
項目１８は、流体制御フィルムが、４日間華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも３５％の、水の毛管上昇を提供する、項目１〜１７のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１５０】
項目１９は、流体制御フィルムが、４日間華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも４０％の、水の毛管上昇を提供する、項目１〜１８のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１５１】
項目２０は、流体制御フィルムが、４日間華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも５０％の、水の毛管上昇を提供する、項目１〜１９のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１５２】
項目２１は、流体制御フィルムが、４日間華氏１５０度（摂氏６５．６度）の高温に曝露した後、高温に曝露する前の水の毛管上昇の少なくとも５５％の、水の毛管上昇を提供する、項目１〜２０のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１５３】
項目２２は、流体制御フィルムが、構造の外面に付着しており、かつ外面の長手軸方向に沿って延在し、チャネルの長手軸方向が、外面の長手軸方向に対して０〜９０度の角度をなす、項目１〜２１のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１５４】
項目２３は、親水性表面処理が、更に、少なくとも１つのケイ酸塩を含む、項目１〜２２のいずれかに記載の流体制御フィルムである。
【０１５５】
項目２４は、少なくとも１つのケイ酸塩が、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリカ、テトラエチルオルトシリケート、ポリ（ジエトキシシロキサン）、又はこれらの組み合わせを含む、項目２３に記載の流体制御フィルムである。
【０１５６】
項目２５は、流体制御フィルムを形成する方法であって、流動性材料及び成形用具の成形表面を互いに継続的に線接触させる工程と；流動性材料内に複数のマイクロチャネルを形成する工程と；流動性材料を固化させて細長い流体制御フィルムを形成する工程であって、流体制御フィルムが、長手軸方向に沿った長さ、及び幅を有し、長さが幅よりも大きく、マイクロチャネルがチャネルの長手軸方向に沿って形成される工程と；親水性表面処理をマイクロチャネルの表面の少なくとも一部に共有結合させる工程であって、親水性表面処理が、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む工程と、を含む、方法である。
【０１５７】
項目２６は、親水性表面処理が、双性イオン性シランを含む、項目２５に記載の方法である。
【０１５８】
項目２７は、親水性表面処理が、以下の式（Ｉ）を有する双性イオン性シランを含む、項目２５又は２６に記載のプロセスである：
（Ｒ１Ｏ）ｐ−Ｓｉ（Ｑ１）ｑ−Ｗ−Ｎ＋（Ｒ２）（Ｒ３）−（ＣＨ２）ｍ−Ｚｔ−
（Ｉ）
式（Ｉ）中、各Ｒ１は、独立して、水素、メチル基、又はエチル基である。式（Ｉ）中、各Ｑ１は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択される。式（Ｉ）中、各Ｒ２及びＲ３は、独立して、飽和又は不飽和の、直鎖状、分枝鎖状、又は環状の有機基（好ましくは、２０個以下の炭素を有する）であり、これらは、任意選択的に基Ｗの原子と結合して環を形成することができる。式（Ｉ）中、Ｗは、有機連結基である。式（Ｉ）中、Ｚｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−ＯＰＯ３２−、−ＰＯ３２−、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ）Ｏ−、又はこれらの組み合わせ（式中、ｔは、１又は２であり、Ｒは、脂肪族、芳香族、分枝状、直鎖状、環状、又は複素環式基である（好ましくは、２０個以下の炭素を有する、より好ましくは、Ｒは、２０個以下の炭素を有する脂肪族であり、更により好ましくは、Ｒは、メチル、エチル、プロピル、又はブチルである））である。式（Ｉ）中、ｐ及びｍは、１〜１０（又は１〜４、又は１〜３）の整数である。式（Ｉ）中、ｑは、０又は１であり；ｐ＋ｑは＝３である。
【０１５９】
項目２８は、非双性イオン性アニオン性シランが、非双性イオン性スルホン酸アルコール官能性シラン、非双性イオン性ＥＤＴＡ官能性シラン、非双性イオン性ホスフェート官能性シラン、非双性イオン性ホスホン酸官能性シラン、又はこれらの組み合わせを含む、項目２５〜２７のいずれかに記載の方法である。
【０１６０】
項目２９は、親水性表面処理が、以下の式（ＩＩ）を有する非双性イオン性アニオン性シランを含む、項目２５〜２８のいずれかに記載の方法である。
［（ＭＯ）（Ｑ２）ｎＳｉ（ＸＣＨ２Ｖｔ−）３−ｎ］Ｙ２／ｎｒ＋ｒ
（ＩＩ）
式（ＩＩ）中、各Ｑ２は、独立して、ヒドロキシル、１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、及び１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基から選択される。式（ＩＩ）中、Ｍは、水素、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量及び１１超のｐＫａを有する強有機塩基の有機カチオンから選択される。式（ＩＩ）中、Ｘは、有機連結基である。式（ＩＩ）中、Ｖｔ−は、−ＳＯ３−、−ＣＯ２−、−［ＯＣＨ２ＣＨ２］ｎＯ−、又はこれらの組み合わせ（式中、ｔは、１又は２であり、ｎは、１〜１０の整数である）である。式（ＩＩ）中、Ｙは、水素、アルカリ土類金属（例えば、マグネシウム、カルシウム等）、２００未満の平均分子量及び１１未満のｐＫａを有するプロトン化弱塩基（例えば、４−アミノピリジン、２−メトキシエチルアミン、ベンジルアミン、２，４−ジメチルイミダゾール、３−［２−エトキシ（２−エトキシエトキシ）］プロピルアミン）の有機カチオン、アルカリ金属、並びに１５０未満の平均分子量及び１１超のｐＫａを有する強有機塩基（例えば、＋Ｎ（ＣＨ３）４、＋Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）４）の有機カチオンから選択されるが、ただし、Ｙが、水素、アルカリ土類金属、及びプロトン化弱塩基の有機カチオンから選択されるとき、Ｍは水素である。式（ＩＩ）中、ｒは、Ｙの価数に等しく；ｎは、１又は２である。
【０１６１】
項目３０は、ＥＤＴＡシラン親水性表面処理が、酸性溶液からのマイクロチャネルの少なくとも一部に共有結合する、項目２９に記載の方法である。
【０１６２】
項目３１は、複数のマイクロチャネルの表面の少なくとも一部に珪質プライマーを塗布することを更に含み、親水性表面処理が、珪質プライマーを介してマイクロチャネルの表面に結合する、項目２５〜３０のいずれかに記載の方法である。
【０１６３】
項目３２は、珪質プライマーが、連続する３次元多孔質網目構造を形成するように配置された複数の酸焼結相互連結シリカナノ粒子を含む、項目３１に記載の方法である。
【０１６４】
項目３３は、珪質プライマーの塗布が、複数のマイクロチャネルの表面の少なくとも一部をナノ粒子含有コーティング組成物と接触させることであって、ナノ粒子含有コーティング組成物が、５以下のｐＨを有し、４０ナノメートル以下の平均粒径を有するシリカナノ粒子、及び３．５以下のｐＫａを有する酸を含む水性分散液を含むことと；
ナノ粒子含有コーティング組成物を乾燥させて、複数のマイクロチャネルの表面の少なくとも一部上に珪質プライマーを提供することと、を含む、項目３１又は３２に記載の方法である。
【０１６５】
項目３４は、珪質プライマーが、複数のマイクロチャネルの少なくとも一部に会合により結合しているケイ素含有材料を含む、項目３１〜３３のいずれかに記載の方法である。
【０１６６】
項目３５は、珪質プライマーの塗布が、プラズマ堆積によってマイクロチャネルの少なくとも一部に共有結合するケイ素含有材料の層を形成することを含む、項目３４に記載の方法である。
【０１６７】
項目３６は、プラズマ堆積が、少なくとも１つのシラン含有材料及び酸素のガス状混合物を含む、項目３５に記載の方法である。
【０１６８】
項目３７は、流体制御フィルムが外面の長手軸方向に沿って延在するように、流体制御フィルムを構造の外面に付着させることを更に含み、チャネルの長手軸方向が、外面の長手軸方向に対して０〜９０度の角度をなす、項目２５〜３６のいずれかに記載の方法である。
【０１６９】
項目３８は、流体制御フィルムが、少なくとも１０％、又は少なくとも１５％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも２５％、又は少なくとも３０％、又は少なくとも３５％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも４５％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも５５％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも６５％の毛管上昇回復率を示す、項目２５〜３７のいずれかに記載の方法である。
【０１７０】
項目３９は、親水性表面処理が、更に、少なくとも１つのケイ酸塩を含む、項目２５〜３８のいずれかに記載の方法である。
【０１７１】
項目４０は、少なくとも１つのケイ酸塩が、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリカ、テトラエチルオルトシリケート、ポリ（ジエトキシシロキサン）、又はこれらの組み合わせを含む、項目３９に記載の方法である。
【０１７２】
項目４１は、構造化表面を洗浄する方法であって、構造化表面、及び構造化表面の少なくとも一部に共有結合している親水性表面処理を提供する工程と；構造化表面を物質で汚す工程と；水性流体中に構造化表面を浸漬すること、構造化表面を水性流体ですすぐこと、構造化表面上で水性流体を凝結させること、又は構造化表面を洗浄器具で拭き取ること、のうちの少なくとも１つによって、物質を除去する工程と、を含み；構造化表面の２次元投影面積の少なくとも５０％が、物質を含まない、方法である。
【０１７３】
項目４２は、構造化表面の２次元投影面積の少なくとも７０％が、物質を含まない、項目４１に記載の方法である。
【０１７４】
項目４３は、構造化表面の２次元投影面積の少なくとも９０％が、物質を含まない、項目４１又は４２に記載の方法である。
【０１７５】
項目４４は、親水性表面処理が、非双性イオン性スルホネート、非双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性スルホネート、双性イオン性カルボキシレート、双性イオン性ホスフェート、双性イオン性ホスホン酸、双性イオン性ホスホネート、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を含む、項目４１〜４３のいずれかに記載の方法である。
【０１７６】
項目４５は、物質が、油を含む、項目４１〜４４のいずれかに記載の方法である。
【０１７７】
項目４６は、物質が、有機油を含む、項目４１〜４５のいずれかに記載の方法である。
【０１７８】
項目４７は、物質が、粗製油、アーモンド油、ヒマシ油、ココナッツ油、ダイズ油、菜種油、綿実油、ヒマワリ種子油、ラッカセイ油、パーム油、パーム核油、ゴマ油、アマニ油、コーン油、ココナッツ油、ピーナッツ油、オリーブ油、大麻油、コーン油、カラシ油、アマニ油、アプリコット油、アルガン油、アボカド油、ベン油、カシュー油、グレープシード油、ヘーゼルナッツ油、ニーム油、カボチャ種子油、米糠油、クルミ油、ベニバナ油、コプラ油、及びこれらの組み合わせを含む、項目４１〜４６のいずれかに記載の方法である。
【０１７９】
項目４８は、物質が、無機油を含む、項目４１〜４７のいずれかに記載の方法である。
【０１８０】
項目４９は、物質が、シリコーン油又は鉱油を含む、項目４１〜４８のいずれかに記載の方法である。
【０１８１】
項目５０は、水性流体が、双性イオン性物質を含む、項目４１〜４９のいずれかに記載の方法である。
【０１８２】
項目５１は、水性流体が、水からなる、項目４１〜４９のいずれかに記載の方法である。
【０１８３】
項目５２は、洗浄器具で拭き取ることが、布又はモップで拭き取ることを含む、項目４１〜５１のいずれかに記載の方法である。
【０１８４】
項目５３は、構造化表面が、流体制御フィルムを含む、項目４１〜５２のいずれかに記載の方法である。
【０１８５】
項目５４は、流体制御フィルムが、物質の除去後に、流体制御フィルムを汚す前の水の毛管上昇の少なくとも２０％の、水の毛管上昇を提供する、項目５３に記載の方法である。
【０１８６】
項目５５は、流体制御フィルムが、物質の除去後に、流体制御フィルムを汚す前の水の毛管上昇の少なくとも４０％の、水の毛管上昇を提供する、項目５３又は５４に記載の方法である。
【０１８７】
項目５６は、流体制御フィルムが、物質の除去後に、流体制御フィルムを汚す前の水の毛管上昇の少なくとも５０％の、水の毛管上昇を提供する、項目５３〜５５のいずれかに記載の方法である。
【０１８８】
項目５７は、流体制御フィルムが、物質の除去後に、流体制御フィルムを汚す前の水の毛管上昇の少なくとも６０％の、水の毛管上昇を提供する、項目５３〜５６のいずれかに記載の方法である。
【０１８９】
項目５８は、流体制御フィルムが、物質の除去後に、流体制御フィルムを汚す前の水の毛管上昇の少なくとも８０％の、水の毛管上昇を提供する、項目５３〜５７のいずれかに記載の方法である。
【０１９０】
項目５９は、流体制御フィルムによる水性流体の毛管作用に起因して、水性流体に浸漬させるか又は水性流体ですすぐとき、流体制御フィルムが、少なくとも部分的に自己洗浄する、項目５３〜５８のいずれかに記載の方法である。
【０１９１】
項目６０は、複数の流体制御チャネルが、一次チャネルを含み、各一次チャネルが、高さｈｐを有する第１及び第２の一次突起を含む、項目５３〜５９のいずれかに記載の方法である。
【０１９２】
項目６１は、複数の流体制御チャネルが、更に、一次チャネルの第１の一次突起と第２の一次突起との間に設けられる二次チャネルを含み、少なくとも１つの二次突起に結合している各二次チャネルが、高さｈｓを有し、ｈｐ＞ｈｓである、項目６０に記載の方法である。
【０１９３】
項目６２は、水性流体が、物質を除去するために二次チャネルを満たす水性流体の体積の１〜１０倍の量用いられる、項目６１に記載の方法である。
【０１９４】
項目６３は、親水性表面処理が、更に、少なくとも１つのケイ酸塩を含む、項目４１〜６２のいずれかに記載の方法である。
【０１９５】
項目６４は、少なくとも１つのケイ酸塩が、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリカ、テトラエチルオルトシリケート、ポリ（ジエトキシシロキサン）、又はこれらの組み合わせを含む、項目６３に記載の方法である。
【実施例】
【０１９６】
【表１】
0006611734.tif 000009
【０１９７】
マイクロチャネル流体制御フィルムの調製−基材Ａ
米国特許第６，３７２，３２３号に記載の方法に従って、低密度ポリエチレンポリマー（ＤＯＷ  ９５５Ｉ、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から商品名「ＤＯＷ  ＬＤＰＥ  ９５５Ｉ」として入手）を円筒形用具に押出エンボス加工することによって、マイクロチャネル流体制御フィルムを調製した。用具は、ネガレリーフにおいて図２Ｂに示す溝のパターンをダイアモンド旋盤加工することによって調製した。溝を、シリンダー軸に対して８０度のねじれ角で切断して、フィルムの長手方向（ダウンウェブ）に対して２０度で配向されたチャネルを備えるフィルムを作製した。ポリマーを３６５°Ｆ（１８５℃）の押出成形機において溶融させ、５００ＰＳＩのニップ圧を用いて、２００°Ｆ（９３℃）に加熱されたツールロールと平滑な７０°Ｆ（２１．１℃）のバックアップロールとの間のニップにダイを通して入れた。押出成形機の速度及び用具の回転速度は、全体厚さが２９０マイクロメートルのフィルムが作製されるように調整した。
【０１９８】
マイクロチャネル流体制御フィルムの調製−基材Ｂ
次いで、米国特許出願公開第２００７／０１３９４５１号に記載の通り、平行板容量結合プラズマ反応器を用いて、シラン及びシロキサン基を担持する親水性コーティングを基材Ａのフィルムに塗布した。チャンバは、２２．７ｆｔ２（２．５ｍ２）の動力電極領域を有する。流体輸送フィルムを動力電極上に定置した後、反応器のチャンバを１．３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）未満のベース圧力になるまでポンピングした。ヘキサメチルジシロキサン及び酸素（Ｏ２）ガスの混合物を、それぞれ、２００立方センチメートル毎分（ＳＣＣＭ）及び１０００ＳＣＣＭの速度でチャンバに流し込んだ。周波数１３．５６ＭＨｚ及び印加電圧７５００ワットで、反応器にＲＦ電源を接続することによって、プラズマ促進化学蒸着（ＣＶＤ）法を用いて処理を実施した。処理時間は、３０ｆｔ／分（９．１ｍ／分）の速度で反応領域を通して流動輸送フィルムを移動させることによって制御し、その結果、曝露時間は１０秒間になった。最初の処理後、チャンバを排気し、Ｏ２ガスを１５００  ＳＣＣＭの速度でチャンバに流し込んだ。周波数１３．５６ＭＨｚ及び印加電圧７５００ワットで、ＲＦ電源をチャンバに接続した。処理時間は、３０ｆｔ／分（９．１ｍ／分）の速度で反応領域を通して流動輸送フィルムを移動させることによって制御した。２回目の処理後、ＲＦ電源及びガス供給を停止し、チャンバを大気圧に戻した。
【０１９９】
マイクロチャネル流体制御フィルムの調製−基材Ｃ及び基材Ｄ：
基材Ｃ及び基材Ｄを調製するために、次いで、シリカナノ粒子を担持している親水性コーティングを、シリカナノ粒子分散液及び＃４メイヤーロッドを用いて、上記調製したフィルム（基材Ａ）に塗布し、次いで、コーティングされた基材を９０℃で１０分間乾燥させた。基材Ｃについては、シリカナノ粒子分散液は、脱イオン水を添加することによって５重量％固形分に希釈し、次いで、１Ｍ  ＨＮＯ３の滴下を介してｐＨを２に調整したＮＡＬＣＯ  １１１５であった。基材Ｄについては、シリカナノ粒子分散液は、脱イオン水を添加することによって５重量％固形分に希釈し、次いで、１Ｍ  ＨＮＯ３の滴下を介してｐＨを２に調整したＮＡＬＣＯ  １１１５及びＮＡＬＣＯ  ２３２９の混合物（重量比７０：３０）であった。
【０２００】
双性イオン性シランの合成
【化８】
0006611734.tif 000010
【０２０１】
この分子は、４９．７ｇ（２３９ｍｍｏｌ）の３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）トリメトキシシランをねじぶた付きのジャーに添加し、８２．２ｇの脱イオン水及び３２．６ｇ（２３９ｍｍｏｌ）の１，４−ブタンスルトンを同じねじぶた付きのジャーに添加し、混合物を１４時間かけて７５℃に加熱することによって、米国特許出願公開第２０１２０２７３０００号に記載の手順を用いて調製した。
【０２０２】
スルホン酸アルコールシランの合成
【化９】
0006611734.tif 000011
【０２０３】
上に示したスルホン酸アルコールシランは、米国特許第４２３５６３８号に記載の手順を用いて調製した。２０ｇのグリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び１００ｇのメタノールを含む溶液を、１０．８ｇの亜硫酸ナトリウム及び２０８ｇの脱イオン水を含有する１Ｌのフラスコにゆっくり添加した。温度を５０℃に上昇させながら反応混合物を撹拌し、その温度で１７時間保持した。得られた溶液は、非常にわずかに黄色であった。
【０２０４】
調製例ＰＥ１〜ＰＥ１５
ＰＥ１〜ＰＥ１５シランコーティングリング溶液は、所望のシラン成分を、脱イオン（ＤＩ）水を用いて２重量％に希釈することによって調製した。シランがＰＥＧシランである場合、ＰＥＧシランを、ＤＩ水のみの代わりに９５／５重量％のＩＰＡ／ＤＩ水混合物を用いて２重量％に希釈した。溶液は、希釈したまま用いたか、あるいは撹拌しているシラン溶液に１Ｍ  ＨＮＯ３又は１Ｍ  ＮａＯＨのいずれかを滴下することによってｐＨを調整した。各溶液のｐＨを、ＶＷＲ  ｓｙｍｐＨｏｎｙ  ＳＢ７０Ｐ  ｐＨ  ｍｅｔｅｒ（ＶＷＲ（Ｒａｄｎｏｒ，ＰＡ）から入手）を用いて測定した。以下の表１は、ＰＥ１〜ＰＥ１５のそれぞれについてのシランコーティング溶液の組成を要約する。
【０２０５】
【表２】
0006611734.tif 000012
【０２０６】
実施例１〜１２（ＥＸ１〜ＥＸ１２）及び比較例Ａ〜Ｉ（ＣＥＡ〜ＣＥＩ）
ＥＸ１〜ＥＸ１２及びＣＥＥ〜ＣＥＩフィルムを調製するために、上記の通り調製した基材Ｂ〜Ｄフィルムを、ＰＥ１〜ＰＥ１５において上記の通り調製した所望のシランコーティング溶液に、少なくとも４８時間浸漬した。次いで、基材フィルムをコーティング溶液から取り出し、６００ｍＬ／分で移動している脱イオン水で３０秒間すすぎ、周囲条件下で乾燥させて、シランでコーティングされたフィルムを調製した。ＣＥＡ〜ＣＥＤサンプルは、それぞれ、未処理の基材Ａ〜Ｄ（すなわち、シランコーティングを有しない）であった。次いで、１’’×１’’（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）の片を、ＥＸ１〜ＥＸ１２及びＣＥＡ〜ＣＥＩフィルムのそれぞれから切り出した。テキサス粗製油を、フィルム表面全体を覆うようにフィルム上にピペットで添加した。次いで、油でコーティングされたフィルムサンプルを１００ｍＬのＤＩ水に３分間浸漬し、取り出した。除去する際、油のない表面の割合を目視で推定した。以下の表２は、ＥＸ１〜ＥＸ１２及びＣＥＡ〜ＣＥＩのそれぞれについて、基材フィルムの種類、用いたシラン、及びテキサス粗製油試験後の油を有しない表面の割合（％）を要約する。
【０２０７】
【表３】
0006611734.tif 000013
【０２０８】
実施例１３〜１７（ＥＸ１３〜ＥＸ１７）及び比較例Ｊ〜Ｎ（ＣＥＪ〜ＣＥＮ）
ＥＸ１３〜ＥＸ１７及びＣＥＪ〜ＣＥＮサンプルを実験して、鉱油、ピーナッツ油、シリコーン油、又は粗製油のうちの１つによる汚染に曝露する前後のＥＸ１及びＣＥＢフィルムの水の毛管上昇を求めた。ＥＸ１及びＣＥＢは、ＥＸ１が易洗浄性能試験において最良の性能（すなわち、油のない表面の％が最大）を有していたので、これら実施例のために選択した。鉱油、ピーナッツ油、シリコーン油、又は粗製油のうちの１つによる汚染に曝露する２分間前後のＥＸ１及びＣＥＢフィルムにおいて水が輸送された鉛直高さを求めることによって、毛管上昇を測定した。各測定を３回繰り返し、ばらつきと共に平均を報告した。各サンプルを脱イオン水ですすぎ、「汚染後」毛管上昇高の測定前に完全に乾燥させた。汚染前の毛管上昇高に対する、汚染後に保持される毛管上昇の百分率である回復率％も求めた。毛管上昇高（別名、毛管上昇高）は、大きな毛管上昇が、水の広範囲にわたる広がり／シート化、ひいては、水の速やかな蒸発を示す場合、結露管理フィルム用途のための重要な性能パラメータであると考えられる。以下の表３は、ＥＸ１３〜ＥＸ１７及びＣＥＪ〜ＣＥＮのそれぞれについて、汚染前後の毛管上昇データ、汚染物質、及び回復率％を要約する。
【０２０９】
【表４】
0006611734.tif 000014
Ｎ／Ａは「適用せず」を意味する
【０２１０】
実施例１８〜１９（ＥＸ１８〜ＥＸ１９）及び比較例Ｓ〜Ｔ（ＣＥＯ〜ＣＥＰ）
ＥＸ１８〜ＥＸ１９及びＣＥＯ〜ＣＥＰサンプルを実験して、１５０°Ｆで４日間熱エージングさせる前後にＥＸ１及びＣＥＢフィルムについての水の毛管上昇を求めた。ＥＸ１及びＣＥＢは、ＥＸ１が易洗浄性能試験において最良の性能（すなわち、油のない表面の％が最大）を有していたので、これら実施例のために選択した。４日間１５０°Ｆにおける熱エージングに曝露する２分間前後のＥＸ１及びＣＥＢフィルムにおいて水が輸送された鉛直高さを求めることによって、毛管上昇を測定した。各測定を３回繰り返し、ばらつきと共に平均を報告した。熱エージング前の毛管上昇高に対する、熱エージング後に保持された毛管上昇の百分率である回復率％も求めた。以下の表４は、ＥＸ１８〜ＥＸ１９及びＣＥＯ〜ＣＥＰのそれぞれについて、４日間１５０°Ｆにおける熱エージング前後の毛管上昇データ、及び回復率％を要約する。
【０２１１】
【表５】
0006611734.tif 000015
Ｎ／Ａは「適用せず」を意味する
【０２１２】
開示された実施例において列挙されるその特定の材料及び寸法、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限しないと解釈されるべきである。発明主題は、構造上の特徴及び／又は方法論的作用に特有の言語で説明したが、添付の特許請求の範囲において定義される発明主題は、必ずしも、上記特有の特徴及び作用に限定されるものではないと理解すべきである。むしろ、上記特有の特徴及び作用は、特許請求の範囲を実施する代表的な形態として開示される。更に、本明細書にて参照される全ての出版物、公開された特許出願及び交付された特許は、それぞれの個々の出版物又は特許が参照により援用されることを明確にかつ個別に指示したかのごとく、それらの全体が同じ範囲で、参照により本明細書に援用される。
【図１ａ】
0006611734.tif 000016
【図１ｂ】
0006611734.tif 000017
【図２ａ】
0006611734.tif 000018
【図２ｂ】
0006611734.tif 000019
【図２ｃ】
0006611734.tif 000020
【図２ｄ】
0006611734.tif 000021
【図２ｅ】
0006611734.tif 000022
【図２ｆ】
0006611734.tif 000023
【図２ｇ】
0006611734.tif 000024
【図２ｈ】
0006611734.tif 000025
【図２ｉ】
0006611734.tif 000026
【図２ｊ】
0006611734.tif 000027
【図２ｋ】
0006611734.tif 000028
【図３ａ】
0006611734.tif 000029
【図３ｂ】
0006611734.tif 000030
【図３ｃ】
0006611734.tif 000031
【図４ａ】
0006611734.tif 000032
【図４ｂ】
0006611734.tif 000033
【図５ａ】
0006611734.tif 000034
【図５ｂ】
0006611734.tif 000035