(57)【要約】フィルムまたはテープは、離隔された突出部分により構成される複数の溝路を含む微細構造の特徴により構成される主要表面の１つを有する。微細構造フィルムは、液体を捕捉し、かかる液体の指向性輸送を制御してその後そこから除去することができる。この輸送は、受動的でも能動的でも（すなわち適用されるポテンシャルによりひき起こされるかまたは増強される）あり得る。本発明の微細構造フィルムおよびテープは、積層床アセンブリ（流出物除去用）、ならびにコンピュータキーボードおよび流体除去の恩恵を受けるその他の装置およびアセンブリなどの工業製品に利用される。本発明は同様に、蒸発および凝縮の利用分野でも応用される。一実施形態においては、間に液体を流すための隣接する溝路を接合させるように、少なくとも１本の横断溝路が微細構造表面上に形成される。
2004533564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側面および底側面を有する液体制御層であって、上側面が、上に配置される液体の指向性流れ制御を容易にする複数の溝路を上に備えた微細構造担持表面を有する液体制御層と、
床基板層と、
液体制御層の底側面を床基板層に取付けるための手段と、
上側面と底側面を有するキャップ層であって、キャップ層の底側面が液体制御層の上側面上に設置されて、その間に相対的に囲まれた溝路構造を構成するキャップ層と、
液体制御層の上側面とキャップ層の底側面の間に構成される溝路構造に沿って液体を移動させるための手段と、
を含む積層床アセンブリ。
【請求項２】
溝路が第１および第２の溝路端部を有し、移動手段が第１の溝路端部に隣接して溝路から液体を抜き取る、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項３】
移動手段は、液体を抜き取るため第１の溝路端部に向かって液体を移動させるポテンシャルを生成する、請求項２に記載の積層床アセンブリ。
【請求項４】
キャップ層が床仕上げ材を含む、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項５】
床仕上げ材が、カーペット、タイル、リノリウム、木材、コンクリート、金属または疲労マット材料からなる群から選択される、請求項４に記載の積層床アセンブリ。
【請求項６】
溝路が、第１の高さを有する第１の畝セットおよび第２のより大きい高さを有する第２の畝セットを含む略平行な畝によって構成される、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項７】
第２の畝セットの各々の畝の上部部分がその下部部分よりも低い融解温度を有する、請求項６に記載の積層床アセンブリ。
【請求項８】
液体制御層が高分子フィルムである、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項９】
液体制御層の微細構造担持表面が、その上に特性改変用コーティングを有する、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１０】
高分子フィルムが特性改変用添加物を含む、請求項８に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１１】
添加物が、難燃剤、疎水剤、親水剤、抗微生物剤、無機剤、金属粒子、ガラス繊維、充てん剤、粘土およびナノ粒子からなる群から選択される、請求項１０に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１２】
溝路が、直線、曲線、放射状、平行、非平行、ランダムまたは交叉からなる群から選択されたパターン幾何形状を有する、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１３】
キャップ層が多孔質である、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１４】
キャップ層が不織布である、請求項１３に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１５】
キャップ層の底側面が、感圧接着剤により液体制御層の上側面に貼付される、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１６】
取付け手段が感圧接着剤である、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１７】
移動手段が溝路構造に沿って圧力勾配を形成する、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１８】
液体制御層の上側面が、溝路間の液体の流れを容易にするために中に形成された少なくとも１本の横断溝路を有する、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項１９】
液体制御層が、それを貫通して横断溝路および移動手段と連絡する液体除去アパーチャを有する、請求項１８に記載の積層床アセンブリ。
【請求項２０】
液体制御層の上側面が、溝路間の液体の流れを容易にするために中に形成された複数の横断溝路を有し、液体制御層が、各々横断溝路の１つおよび移動手段と連絡状態にある貫通した複数の液体除去アパーチャを有する、請求項１に記載の積層床アセンブリ。
【請求項２１】
第１の所望の指向性経路内にその上の液体を迂回させるように形成されかつ表面上に配置される液体の変位または蒸発を制御するように形成される複数の溝路を有するタイプの高分子微細構造の液体輸送表面上で代替的液体流経路を構成する方法であって、
間に液体を流すため複数の溝路のうちの少なくとも２本の隣接する溝路を接合させるように高分子微細構造の液体輸送表面上に少なくとも１本の横断溝路を形成する工程を含む方法。
【請求項２２】
形成工程が、
上に横断溝路を構成するように高分子微細構造の流体輸送表面に熱を加える工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
形成工程が、
上に横断溝路を構成するように高分子微細構造の流体輸送表面に圧力を加える工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
溝路が、第１の高さを有する第１の畝セットおよび第２のより大きい高さを有する第２の畝セットを含む略平行な畝によって構成されており、第２のセットの各々の畝の上部部分がその下部部分よりも低い融解温度を有し、形成工程が、
第２セットの畝の上部部分を融解するのに充分高いが、その下部部分を融解するのに充分なほどには高くない温度まで、そのライナー横断溝路セグメントに沿って高分子微細構造表面に対し熱を加える工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
溝路が、間に液体流谷間を伴う略平行な畝により構成されており、形成工程が、隣接する溝路間に畝の一部分を切断する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
高分子微細構造の液体輸送表面が、対向する上側面および底側面を有する層の上側面を構成し、
層を通って、その上側面から底側面まで、横断溝路と連絡状態にある液体除去アパーチャを形成する工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
液体除去アパーチャに向かって、高分子微細構造の液体輸送表面を横断して液体を駆動する工程をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
液体収集用レセプタクルに液体除去アパーチャを結合する工程をさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
高分子微細構造の液体輸送表面上にキャップ層を接着する工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
キャップ層が多孔質である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
上側面および底側面を有する液体制御層であって、上側面が上に液体を収容するための液体ランディングゾーンおよび液体除去ゾーンを有し、上側面が液体ランディングゾーンから液体除去ゾーンまで上側面を横断して液体の指向性流れ制御を容易にする複数の溝路を上に備えた微細構造担持表面を有する、液体制御層と、
基板層と、
液体制御層の底側面を基板層に取付けるための手段と、
液体制御層の上側面の液体除去ゾーンから液体を除去するための手段と、
を含む積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３２】
−  液体制御層の上側面のランディングゾーン全体にわたって配置される多孔質キャップ層をさらに含む、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３３】
溝路が溝路端部を有し、除去手段がその溝路端部のうちの１つに隣接する溝路から液体を抜取る、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３４】
除去手段が、その両方の溝路端部に隣接する溝路から液体を抜取る、請求項３３に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３５】
除去手段が、
液体除去ゾーンと連絡した状態で配置されている吸収性材料を含む、請求項３１に記載積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３６】
溝路がその長さ全体にわたり実質的に平行である、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３７】
除去手段が、液体除去ゾーン内で溝路と連絡状態にある流体収集マニホルドを含む、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３８】
除去手段が、溝路に沿っておよび流体収集マニホルドを通して圧力勾配を形成するための手段を含む、請求項３７に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項３９】
液体制御層が高分子フィルムである、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４０】
液体制御層の微細構造担持表面が、その上に特性改変用コーティングを有する、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４１】
高分子フィルムが特性改変用添加物を含む、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４２】
添加物が、難燃剤、疎水剤、親水剤、抗微生物剤、無機剤、金属粒子、ガラス繊維、充てん剤、粘土およびナノ粒子からなる群から選択される、請求項４１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４３】
取付け手段が感圧接着剤である、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４４】
感圧接着剤が微細構造担持表面として形成される、請求項４３に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４５】
除去手段が、液滴収集装置を含む、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４６】
液体ランディングゾーンが、その上にある溝路上で液体を凝縮させるのに周囲温度よりも充分低い温度にある、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４７】
液体が、水、インク、潤滑剤、洗面所の流体、燃料、芳香剤またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３１に記載の積層液体廃棄アセンブリ。
【請求項４８】
表面上に配置される液体の蒸発速度を増強させるための方法であって、
間に谷間を伴う概ね離隔された突出部分により構成される複数の溝路を上に備えた高分子微細構造担持表面としてフィルムの露呈面を構成する工程と、
フィルムの高分子微細構造担持表面上に液体を導入する工程であって、各溝路の谷間に沿ったｘ方向のその空間的分布、各溝路の突出部分の間のｙ方向のその空間的分布ならびにｚ方向の各溝路の液体の半月形高さ変動によって液体の露呈された能動的蒸発表面積が増大するように、液体を中に収容する各溝路に沿った液体の自然発生的ウイッキングを容易にするように溝路が形成される工程と、
周囲空気に対し微細構造担持表面上の液体の増大した能動的蒸発表面積を露呈する工程と、
を含む方法。
【請求項４９】
移動する空気流に対し微細構造担持表面上に配置される液体を露呈する工程をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
空気流がｘ方向に移動している、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
空気流がｙ方向に移動している、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
露呈された面が、略垂直な平面上に整列される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
高分子微細構造担持表面全体にわたり液体連続流を構成するようにこの表面上に充分な量の液体を導入する工程をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
表面全体を流れてきた蒸発していない液体を収集する工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
表面上に再導入するため表面から収集された液体を再循環させる工程をさらに含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
移動する空気流に対し表面全体にわたり流れる液体の少なくとも一部を露呈する工程をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
液体が表面を横断して流れていくに従って、略反対の方向に空気流が移動している、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
液体が表面を横断して流れている方向に対し略垂直な方向に空気流が移動している、請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
高分子微細構造担持表面が第１の端部および第２の端部を有し、
その第１の端部に隣接する表面上に充分な量の液体を導入する工程と、
その第１の端部がその第２の端部よりも高くなるように表面を整列させる工程と、
をさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項６０】
−  高分子微細構造担持表面内に添加物を含む工程であって、添加物が難燃剤、疎水剤、親水剤、抗微生物剤、無機剤、金属粒子、ガラス繊維、充てん剤、粘土およびナノ粒子からなる群から選択される工程をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項６１】
液体が、水、インク、芳香剤、燃料、潤滑剤またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項４８に記載の方法。
【請求項６２】
液体を支持するためその表面積を増大させるように高分子微細構造担持表面上に構成される追加の表面テクスチャ特徴を提供する工程をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項６３】
高分子微細構造担持表面がその第１および第２の端部間に延びる略平行な溝路を有し、溝路の一方の端部が他方の端部より高くなるように表面を整列させる工程、
をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項６４】
高分子微細構造担持表面がその第１および第２の端部間に延びる略平行な溝路を有し、
その中間部分がその第１および第２の端部よりも低くなるように表面を整列させる工程をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項６５】
突出部分が畝を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項６６】
突出部分が、溝路に沿って不連続である、請求項４８に記載の方法。
【請求項６７】
フィルムの微細構造担持表面が上に特性改変用コーティングを有する、請求項４８に記載の方法。
【請求項６８】
その第１の表面上に配置される液体の蒸発速度を増強させるように適合される第１および第２の主要表面を有する薄い高分子フィルムであって、第１の表面は、上に溝路を有する微細構造担持表面により構成され、間に谷間を伴う概ね離隔された突出部分により構成されかつ各溝路の谷間に沿ったｘ方向のその空間的分布、各溝路の突出部分の間のｙ方向のその空間的分布ならびに各溝路の液体の半月形高さ変動によって第１の表面上の液体の露呈された能動的蒸発表面積が増大するように、液体を収容する各溝路に沿った液体の自然発生的ウイッキングを容易にするように形成される薄い高分子フィルム。
【請求項６９】
表面全体にわたり移動する液体の蒸発速度を増強させるためのアセンブリであって、
−  第１および第２の主要表面を有し、第１の表面が、上に溝路を有する高分子微細構造担持表面により構成され、上を移動する液体を支持するように適合されており、溝路は、その各々の中の移動する液体の半月形高さ変動により第１の表面上の液体の露呈された能動的蒸発表面積が増大するように間に谷間を有する全体として隔離された突出部分によって構成されるフィルムと、
フィルムの第１の表面を横断して液体を移動させるための手段と、
を含むアセンブリ。
【請求項７０】
液体の露呈された能動的蒸発表面全体にわたり移動する空気流を導くための手段をさらに含む、請求項６９に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を捕捉し、かかる液体の指向性輸送を制御してその後除去する能力を有する微細構造のフィルムおよびテープに関する。この輸送は、受動的でも能動的（すなわち適用されるポテンシャルにより増強される）でもあり得、本発明は、数多くの工業的利用分野およびアセンブリで有用である。
【背景技術】
【０００２】
工業的利用分野における液体の収集（例えば流出物、凝縮物、インク、プールした流体など）は、液体が一定の時間にわたり放置された場合に、後続する問題をひき起こす可能性がある。一部の液体管理問題は、腐食、電源損失、超過重量保持、効率の損失、不充分なエネルギー利用、安全性欠陥などを導く。
【０００３】
現行の液体制御方法は、吸収性材料、保護フィルムおよびテープおよび封止剤といったようなアプローチを通して液体が表面上に蓄積を防止することに焦点をあてている。しかしながらこれらの方法のいずれも、表面上にひとたび液体が存在した場合に有効な液体除去を提供しない。
【０００４】
構造化された表面を横断する液体の輸送は、液体の流れをひき起こすメカニズムに基づいて特徴づけすることができる。液体流の大部分が、構造化された表面に加えられた外力の結果としてもたらされている非自然発生的な液体流型に液体輸送が関連する場合、かかる液体輸送メカニズムは「能動的」とみなされる。一方、外力の導入無く液体運動が結果としてもたらされる自然発生流型に液体輸送が関連する場合、かかる液体輸送メカニズムは「受動的」とみなされる。
【０００５】
能動的液体輸送製品が、液体輸送装置と組合せた液体透過層または吸収性パッドを含む特定の利用分野に基づいて開発されてきた。例えば、能動的液体輸送および吸収性パッドまたは液体透過層を含むマット製品が、Ｔｏｄｄらに対する米国特許第５，４３７，６５１号およびＭｃ  Ｃａｒｖｅｒに対する同第５，３４９，９６５号の中で記載されている。各々のケースにおいて、液体透過層の実質的に全ての部域から液体の流れを導くために、基板の表面上に溝路が構成される。これらの製品は、液体透過層を液体吸着および貯蔵層として作用させながらかつ／または液体収容層を構成するように、液体を除去する。Ｔｏｄｄらにおいては、可とう性受け板が、吸収性部分に取付けられ、受け板に対し吸引源が適用される。受け板は、吸収性部分の表面を横断してより均等に吸引源により提供される真空を導くための複数の溝路を含んでいる。Ｍｃ  Ｃａｒｖｅｒにおいては、液体透過性上部表面および液体不透過性底部表面を有する可とう性パッドまたは吸引レールが真空源に連結されている。吸引は、液外が液体透過性層を通過するにつれて液体収容チャンバ内へと液体を下へ引き込み、蓄積した液体を引き出す。液体収容チャンバは、負圧下に配置される時点でつぶれないようにするためチャンバを複数の溝路へと分割する分離手段を収納している。
【０００６】
もう１つの可とう性液体輸送製品は、Ｔｅｃｈｎｏｌ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃから「Ｆｌｕｉｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」床吸引マットの商標で市販されている。この製品は、外科手術の間外科部位から落ちる流体を吸着するのに用いられる。この装置は、多数の平行で閉鎖した溝路の上にある吸収性マットを有する。マットにより回収された液体は溝路内に引き込まれ得るように、吸収性マットと交流する穴が、溝路表面内に設けられている。吸引管への取付けのため、平行な溝路はマニホルドに連結されている。かくして、マット内に流体が蓄積された後、その除去は、真空の適用により多数の溝路を通して容易になる可能性がある。
【０００７】
流体輸送源に対する取付けのために開放構造表面を有する流体案内装置が、Ｉｎｓｌｅｙらに付与された米国特許第６，０８０，２４３号内で記載されている。この参考文献は、複数の溝路を構成する開放構造の表面および、分配マニホルドと少なくとも複数の溝路の間の流体連絡を可能にするためのスロットを開示している。真空発生器といったような流体輸送源が分配マニホルドに連結されている。
【０００８】
能動的および受動的の両方の流体輸送を利用する可とう性流体輸送装置の例は、Ｆｌｏｗｅｒに付与された米国特許第３，５２０，３００号、Ｋｕｎｔｚに付与された同第４，７７４，１６６号およびＳｋｏｗに付与された同第５，６２８，７３５号の中で記載されている。流体除去のためのその他の溝路付きマットの例は、Ｖａｎ  Ｂｅｅｋらに付与された米国特許第４，５３３，３５２号およびＨｅｒｇｅｎｒｏｅｄｅｒに付与された同第４，６７９，５９０号の中で示されている。溝路付き流体輸送構造を有する受動的流体輸送装置の例は、米国特許第５，５１４，１２０号の中で記載されている。この参考文献は、好ましくは液体透過性表面シート、背面シートおよび表面および背面シートの間に配置された吸収性コアと組合わせた形で、親水性微細構造担持表面を有する液体管理部材の使用を開示している。液体管理部材は、液体の急速な指向性展延を促進し、吸収性コアと接触状態にある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、微細構造の液体制御フィルムを用いた工業アセンブリおよび利用分野において液体を捕捉しかつ／または除去するための能動的および受動的輸送を提供している。
【００１０】
液体制御フィルムは、遠隔サイトまで液体を輸送し、フィルム自体の上の液体を収集し、または増大した表面積全体にわたり液体を分散させてより急速な蒸発を促進するために内蔵させることができる。微細構造表面は、微細構造化されたトポロジーを有し、好ましい実施形態においては、適切な親水性、可とう性を有する高分子フィルムである。フィルム特性は、構造および材料に関して記載されている。
【００１１】
一実施形態においては、本発明は液体制御層と基板層を含む積層液体廃棄アセンブリである。液体制御層は、上側面および底側面を有し、この上側面は、上に液体を収容するための液体ランディングゾーンおよび液体除去ゾーンを有する。上側面は同様に、液体ランディングゾーンから液体除去ゾーンまで上側面を横断して液体の指向性流れ制御を容易にする複数の溝路を上に備えた微細構造担持表面を有する。積層液体廃棄アセンブリは、基板層に対し液体制御層の底側面を取付るための手段および液体制御層の上側面上の液体除去ゾーンから液体を除去するための手段を含んでいる。
【００１２】
液体制御層の上側面上にランディングゾーン全体にわたり、多孔質キャップ層を配置することができる。さらに、微細構造担持表面上の溝路は溝路端部を有し、除去手段は好ましくは液体をその溝路端部のうちの１つに隣接する溝路から液体を抜き取っている。もう１つの実施形態においては、除去手段は、その両方の溝路端部に隣接する溝路から液体を抜き取っている。除去手段は、液体除去ゾーンと連絡した状態で配置されている吸収性材料を含んでいてよい。除去手段は同様に、液体除去ゾーン内で溝路と連絡状態にある流体収集マニホルドを含んでいてよく、除去手段はさらに、液体収集マニホルドと流体連絡状態にある真空発生器を含んでいてよい。一実施形態においては、除去手段は、液滴収集装置を含む。好ましい実施形態においては、液体制御層は、高分子フィルムであり、このフィルムは特性改変用添加物または表面コーティングを含みうる。この添加物は、難燃剤、疎水剤、親水剤、抗微生物剤、無機剤、金属粒子、ガラス繊維、充てん剤、粘土およびナノ粒子からなる群から選択され得る。
【００１３】
もう１つの実施形態においては、本発明は、液体制御層および床基板層を含む積層床アセンブリである。液体制御層は上側面と底側面を有し、上側面は、上に配置される水の指向性流れ制御を容易にする複数の溝路を上に備えた微細構造担持表面を有する。積層床アセンブリは、床基板層に対し液体制御層の底側面を取付けるための手段を含む。キャップ層も同様に具備され、このキャップ層は、上側面および底側面を有する。キャップ層の底側面は、液体制御層の上側面全体にわたって設置され、その間に相対的に囲まれた溝路構造を構成する。積層床アセンブリは、液体制御層の上側面とキャップ層の底側面の間に構成される溝路構造に沿って液体を移動させるための手段を含む。好ましくは、キャップ層は、床仕上げ材を含み、この床仕上げ材は、カーペット、タイル、リノリウム、木材、コンクリート、金属または疲労マット材料からなる群から選択され得る。一実施形態においては、キャップ層は多孔質であり、不織材料の形をとることもできる。好ましくは、キャップ層の底側面は、感圧接着剤により液体制御層の上側面に貼付けられている。
【００１４】
好ましい実施形態においては、移動手段は、溝路構造に沿って圧力勾配を形成する。好ましくは、液体制御層の上側面は、溝路間での流体の流れを容易にするためその中に形成された少なくとも１つの横断溝路を有する。このとき、横断溝路および移動手段と連結した状態で液体制御層を通って液体除去アパーチャが設けられる。もう１つの好ましい実施形態においては、溝路間の液体の流れを容易にするため液体制御層の上側面内には複数の横断溝路が形成され、液体制御層は、各々横断溝路の１つおよび移動手段と連絡状態にある貫通する複数の液体除去アパーチャを有する。好ましい実施形態においては、溝路は、第１の高さを有する第１の畝セットおよび第２のより大きい高さを有する第２の畝セット含む略平行な畝によって構成される。第２の畝セットの各々の畝の上部部分は、その下部部分よりも低い融解温度を有することができる。好ましくは溝路端部を有し、移動手段は液体を、溝路端部のうちの１つ（または両方）に隣接する溝路から液体を抜き取る。好ましい実施形態においては、液体制御層は高分子フィルムであり、このフィルムは特性改変用添加物または表面コーティングを含みうる。この添加物は、難燃剤、疎水剤、親水剤、抗微生物剤、無機剤、金属粒子、ガラス繊維、充てん剤、粘土およびナノ粒子からなる群から選択され得る。溝路は、直線、曲線、放射状、平行、非平行、ランダムまたは交叉からなる群から選択されたパターン幾何形状を有する。
【００１５】
本発明の一実施形態は、第１の所望の指向性経路内にその上の液体を迂回させるように形成されかつ表面上に配置される液体の変位または蒸発を制御するように形成された複数の溝路を有するタイプの高分子微細構造の液体輸送表面上で代替的液体流経路を構成する方法である。該方法は、間に液体を流すため複数の溝路のうちの少なくとも２本の隣接する溝路を接合させるように高分子微細構造の液体輸送表面上に少なくとも１本の横断溝路を形成する工程を含む。
【００１６】
好ましくは、本発明の方法は、形成工程には、上に横断溝路を構成するように高分子微細構造の流体輸送表面に熱および／または圧力を加える工程が含まれる。好ましい一実施形態においては、高分子微細構造の液体輸送表面上の溝路は、第１の高さを有する第１の畝セットおよび第２のより大きい高さを有する第２の畝セットを含む略平行な畝によって構成される。好ましくは、第２のセットの各々の畝の上部部分はその下部部分よりも低い融解温度を有し、形成工程には、第２セットの畝の上部部分を融解するのに充分高いもののその下部部分を融解するのに充分なほどには高くない温度まで、そのライナー横断溝路セグメントに沿って高分子微細構造表面に対し熱を加える工程が含まれる。代替的には、溝路は、間に液体流谷間を伴う略平行な畝により構成されており、形成工程には、隣接する溝路間に畝の一部分を切断する工程が含まれる。好ましい一実施形態においては、高分子微細構造の液体輸送表面は、対向する上側面および底側面を有する層の上側面を構成し、代替的流体流経路は、層を通って、その上側面から底側面まで、横断溝路と連絡状態にある液体除去アパーチャを形成する工程をさらに含む。該方法はこのときさらに、液体除去アパーチャに向かって、高分子微細構造の液体輸送表面を横断して液体を駆動する工程を含むことができ、さらに、液体収集用レセプタクルに液体除去アパーチャを結合する工程を含むこともできる。さらにもう１つの実施形態では、該発明の方法は、高分子微細構造の液体輸送表面上に（多孔質でありうる）キャップ層を接着する工程をさらに含む。
【００１７】
本発明のもう１つの実施形態においては、本発明は、表面上に配置される液体の蒸発速度を増強させるための方法において、間に谷間を伴う概ね離隔された突出部分により構成される複数の溝路を上に備えた高分子微細構造担持表面としてフィルムの露呈面を構成する工程を含む方法として定義づけされている。該方法は、フィルムの高分子微細構造担持表面上に液体を導入する工程であって、各溝路の谷間に沿ったｘ方向のその空間的分布、各溝路の突出部分の間のｙ方向のその空間的分布ならびにｚ方向の各溝路の液体の半月形高さ変動の形成によって液体の露呈された能動的蒸発表面積が増大するように、液体を中に収容する各溝路に沿った液体の自然発生的ウイッキングを容易にするように溝路が形成される工程を含んでいる。該方法はさらに、周囲空気に対し微細構造担持表面上の液体の増大した能動的蒸発表面積を露呈する工程を含む。
【００１８】
好ましい実施形態地おいては、本発明の方法は、移動する空気流に対し微細構造担持表面上に配置される液体を露呈する工程を含んでいる。好ましくは、本発明の方法はさらに、高分子微細構造担持表面全体にわたり液体連続流を構成するようこの表面上に充分な量の液体を導入する工程を含む。さらに、本発明の方法は、表面全体を流れてきた蒸発していない液体を収集する工程、そしてその後さらに液体を処理し、表面上に再導入するため表面から収集された液体を再循環させる工程を含み得る。好ましい実施形態においては、該方法は、表面を横断する流れとは略反対の方向に移動している可能性のある、移動する空気流に対し表面全体にわたり流れる液体の少なくとも一部を露呈する工程を含む。代替的には、空気流は、液体が表面を横断して流れている方向に対し略垂直な方向に移動している可能性がある。
【００１９】
一代替実施形態においては、突出部分は畝でありかつ／または溝路に沿って不連続であり得る。一実施形態においては、高分子微細構造担持表面は、第１の端部および第２の端部を有し、本発明の方法は、その第１の端部に隣接する表面上に充分な量の液体を導入する工程；およびその第１の端部がその第２の端部よりも高くなるように表面を整列させる（例えば露呈した面を略垂直な平面とさせることができる）工程を含む。本発明の方法はさらに、液体を支持するためその表面積を増大させるように高分子微細構造担持表面上に追加の表面テクスチャ特徴を構成する工程を含み得る。１つの好ましい実施形態においては、高分子微細構造担持表面は、その第１および第２の端部間に延びる略平行な溝路を有し、本発明の方法はさらに、溝路の一方の端部が他方の端部より高くなるように表面を整列させる工程を含む。代替的には、高分子微細構造担持表面を、その中間部分がその第１および第２の端部よりも低くなるように表面を整列させることができる。好ましい実施形態においては、本発明の方法はさらに、高分子微細構造担持表面内に添加物を提供する工程を含み、ここで該添加物は、難燃剤、疎水剤、親水剤、抗微生物剤、無機剤、金属粒子、ガラス繊維、充てん剤、粘土およびナノ粒子からなる群から選択される。
【００２０】
図面中で複数の好ましい実施形態が示されているが、その他の実施形態も考慮にされ、そのうちのいくつかは以下の論述中で指摘されている。全てのケースにおいて、本開示は、本発明の例示的実施形態を、本発明を制限するものとしてではなくそれを代表するものとして提示している。当業者であれば本発明の範囲および精神の中になおも入る本発明による数多くの修正を考案することができる、ということは言うまでもない。
【００２１】
定義
相反する規定のないかぎり、以下の用語は、以下の定義に従って解釈されるべきである。
【００２２】
流体制御フィルム（「ＦＣＦ」）というのは、流体を操作する、誘導する、収納する、自然発生的なウイッキングに付す、輸送するまたは制御する能力を有する微細複製パターンを含む少なくとも１つの主要表面を有するフィルムまたはシートまたは層を意味している。
【００２３】
流体輸送フィルム（「ＦＴＦ」というのは、流体を自然発生的にウイッキングに付すかまたは輸送する能力を有する微細複製パターンを含む少なくとも１つの主要表面を有するフィルムまたはシートまたは層を意味する。
【００２４】
流体輸送テープというのは、もう一方のその主要表面上でフィルムを基板に接着させるためのいくつかの手段を伴う流体制御フィルムを意味する。
【００２５】
微細複製というのは、構造化された表面の特徴が製造中に個々の特徴の忠実性を保持している１つのプロセスを通して微細構造の表面を製造することを意味する。
【００２６】
液体ランディングゾーンというのは、その上に液体を最初に収容するために整列される構造化された表面のあらゆる部域または部分を意味する。
【００２７】
液体除去ゾーンは、構造化された表面全体にわたるかつ液体ランディングゾーンから離れた液体の輸送を容易にする構造化された表面のあらゆる部域または部分を意味する。
【００２８】
アスペクト比というのは、溝路の長さに対するその水力半径の比である。
【００２９】
水力半径というのは、１本の溝路のぬれ断面積をそのぬれ周囲の長さで除したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は、流体制御フィルム構成要素を内蔵する物品に関する。この節の初めに、適切な流体制御フィルムについて一般的に記載する。その後これらのフィルムを内蔵する例示的物品の記載およびその実施例を示す。
【００３１】
本発明で使用するための適切な流体制御フィルムは、米国特許出願第０８／９０５，４８１号；同第０９／０９９，２６９号；同第０９／１０６，５０６号；同第０９／１００，１６３号；同第０９／０９９，６３２号；同第０９／０９９，５５５号；および同第０９／０９９，５６２号；および米国特許第５，５１４，１２０号；同第５，７２８，４４６号；および同第６，０８０，２４３号に記載されている。本発明の好ましい流体制御フィルムは、繊維の塊ではなくむしろシートまたはフィルムの形をしている。本発明の流体制御フィルムの溝路は、好ましくは、繊維から形成されたウェブ、フォームまたはトウを用いて達成されるものよりもさらに効果的な液体流を提供する。ファイバ内で形成される溝路の壁は、溝路を通る液体の流れと干渉する比較的ランダムな波状起伏および複雑な表面を示すことになる。これとは対照的に、本発明の中の溝路は、予め定められたパターンから精確に複製され、主要表面に沿って延びる一連の個別開放毛管溝路を形成する。シートまたはフィルム状に形成されたこれらの微細複製溝路は好ましくは、実質的に各溝路長に沿ってそしてより好ましくは溝路から溝路まで、均等かつ規則的である。好ましくはかかるフィルムまたはシートは薄く可とう性があり、製造に際し費用効果性の高いものであり、その意図された利用分野について所望の材料特性を有するように形成でき、望まれる場合には、使用されているさまざまな表面に対し容易に応用できるようにするためその片面に取付け手段（例えば接着剤）を有することができる。一部の実施形態においては、フィルムは可とう性をもたないものでありうると考えられている。
【００３２】
本発明の流体制御フィルムのうちのいくつかは、フィルムの溝路に沿って自然発生的にかつ均等に液体を輸送する能力を有する。液体（例えば水、飲物、凝縮物、洗浄溶液など）を自然発生的に輸送する流体制御フィルムの能力に影響を及ぼす２つの一般的な要因は、（ｉ）その表面の幾何形状またはトポグラフィ（溝路の毛管現象、サイズおよび形状）および（ｉｉ）フィルム表面の性質（例えば表面エネルギー）である。所望量の流体輸送能力を達成するために、設計者は、流体制御フィルムの構造またはトポグラフィを調整しかつ／または流体制御フィルム表面の表面エネルギーを調整することができる。流体制御フィルムから作られた閉鎖溝路ウィックが機能するためには、それは好ましくは、所望の液体が表面を湿らせることができるように充分親水性のあるものである。一般に、開放溝路内での自然発生的ウイッキングを容易にするため、液体は流体制御フィルムの表面を湿らせなくてはならず、接触角は、９０度から切欠き角度の半分を引いたもの未満でなくてはならない。
【００３３】
本発明の流体制御フィルムの溝路は、所望の液体輸送を提供するあらゆる幾何形状のものであり得、好ましくは容易に複製されるものである。
【００３４】
本発明の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、加水分解されたポリ酢酸ビニル誘導体などを含めた、流し込み成形または型押に適したあらゆる高分子材料から形成され得る。ポリオレフィン、特にポリエチレンまたはポリプロピレン、それらの配合物および／または共重合体、およびプロピレンおよび／またはエチレンと少ない割合のその他の単量体例えばメチルおよびブチルアクリレートといった酢酸またはアクリル酸ビニルの共重合体が好ましい。ポリオレフィンが好まれるのは、それが、類似の特性を有するその他の熱可塑性材料に比べて標準的にコストが低く、すぐれた物理的特性を有し、加工が容易であるためである。ポリオレフィンは、流し込み成形または型押ロールの表面を容易に複製する。ポリオレフィンは、強靱で、耐久性があり、その形状を充分に保持し、かくしてかかるフィルムを流し込みまたは型押プロセス後に容易に取扱かうことができるようにしている。親水性ポリウレタンも同様に、それらの物理的特性および固有の高い表面エネルギーのため、好適である。代替的には、流体制御フィルムは、ポリウレタン、アクリレート、エポキシおよびシリコーンといったような熱硬化性樹脂（硬化性樹脂材料）から流し込み成形され得、暴霧放射線（例えば、熱、ＵＶまたはＥビーム放射線など）または湿気により硬化し得る。これらの材料は、表面エネルギー改質剤（例えば界面活性剤および親水性重合体）、可塑化剤、酸化防止剤、顔料、離型剤、静電防止剤などを含むさまざまな添加物を含有し得る。適切な流体制御フィルムは同様に、感圧接着剤材料を用いても製造可能である。一部のケースでは、溝路は、無機材料（例えばガラス、セラミクスまたは金属）を用いて形成され得る。好ましくは、流体制御フィルムは実質的に液体に対し露呈した時点でその幾何形状および表面特性を保持する。
【００３５】
一般に、固体表面が液体によりぬれる可能性は、水平に配置された表面上に被着されその上で安定化させられた後の固体表面と液体が成す接触角によって特徴づけされる。これは時として、「静的均衡接触角」と呼ばれ、時として、単に「接触角」とも呼ばれる。
【００３６】
図１ａおよび１ｂに示されているように、接触角シータは、１つの表面に対するその接触点における該表面上の液体ビーズの表面に対する接線と、表面の平面の間の角度である。表面の平面に対し垂直であった接線を有する液体ビーズは、９０°の接触角を有することになる。標準的には、接触角が図１ａに示されているように９０°以下である場合、固体表面は、その液体により湿らされているとみなされる。水または水溶液の液滴が９０°未満の接触角を示している表面は、一般に「親水性」と呼ばれる。本書で使用されているように、「親水性」は、１つの材料の表面特性すなわちそれが水溶液により湿らされていることに言及するためのみに用いられ、その材料が水溶液を吸収するか否かを表現するものではない。従って、材料は、そのシートが水溶液に対し不透過性であるかまたは透過性であるかどうかに関わらず、親水性と呼ぶことができる。かくして、本発明の流体制御フィルム内で使用される親水性フィルムは、例えばポリ（ビニルアルコール）といったような本来親水性を有する樹脂材料から調製されたフィルムから形成され得る。１つの表面上でゼロに近い接触角を生み出す液体は、表面を完全にぬらすものとみなされる。しかしながら、ポリオレフィンは、標準的に本来疎水性であり、ポリエチレンまたはポリプロピレンといったようなポリオレフィンフィルムと水の接触角は標準的に、図１ｂに示されるもののように９０°を上回る。
【００３７】
微細複製フィルム材料自体の性質および輸送対称の液体の性質に応じて、物品の充分な毛管力を保証するようにフィルムの表面を調整または改質することが望ましくなる可能性がある。例えば、流体制御フィルムの表面は、それが充分に親水性を有することを保証するため、改質することができる。本発明の流体制御フィルムと接触することになる体液は水性である。かくして、本発明の流体制御フィルムを、かかる液体が関与する利用分野において使用することになっている場合、これらのフィルムは一般に、フィルム表面が９０°以下の接触角を示すように親水性にされかくして流体制御フィルムの加湿および液体輸送特性を増強するように、改質されなくてはならない（例えば、表面処理、表面コーティングまたは作用物質の塗布または選択された作用物質の取込みによる）。表面を親水性にする適切な方法としては、（ｉ）界面活性剤の取込み；（ｉｉ）親水性重合体の取込みまたは表面コーティング；および（ｉｉｉ）親水性シランでの処理が含まれる。その他の方法も同様に想定される。
【００３８】
本発明の流体制御フィルムは、さまざまなトポグラフィを有し得る。好ましい流体制御フィルムは、Ｖ字形または矩形の横断面、およびこれらの組合せ、ならびに二次的溝路すなわち溝路内の溝路を有する構造を有する複数の溝路で構成される。自然発生的ウイッキングまたは開放溝路に沿った輸送のためには、Ｖ字形溝路のある流体制御フィルムの微細構造表面と液体の界面の所望の接触角は以下の通りである：
シータ≦（９０°−アルファ／２）
なお式中、シータはフィルムと液体の接触角であり、アルファ（α）は２次Ｖ字形溝路の切欠きの平均内抱角である。（例として図２ｇ参照）。
【００３９】
本発明の流体制御フィルム上の親水性表面を達成するためには、適切なあらゆる既知の方法を利用することができる。表面活性剤の局所的塗布、プラズマ処理、真空蒸着、親水性単量体の重合、フィルム表面上への親水性部分のグラフティング、コロナまたは火炎処理などといった表面処理を利用することが可能である。代替的には、フィルム押出しの時点で内部特性改変用添加物として、表面活性剤またはその他の適切な作用物質を樹脂と配合することができる。局所塗布されたコーティングは溝路の切欠きを埋める（すなわちこれを鈍化させる）傾向にありかくして本発明の目的である所望の液体流と干渉する可能性があることから、表面活性剤コーティングの局所塗布に依存するのではなくむしろ流体制御フィルムが作られている重合体組成物内に表面活性剤を取込むことが標準的に好まれる。コーティングが塗布される時、それは構造化された表面上での均等な薄い層を容易にするように薄いものである。ポリエチレン流体制御フィルム内に取込まれ得る表面活性剤の一例としては、例えば約０．１〜０．５質量パーセントの間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表面活性剤であるＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ製）がある。本発明のフィルムの表面改質方法の一例としては、９０質量パーセント以上の
【００４０】
【化１】
2004533564.tif 000003
（式中  ｎ＝８（９７パーセント）、ｎ＝７（３パーセント）、および１０質量パーセント以下の
【００４１】
【化２】
2004533564.tif 000004
（式中  ｎ＝８（９７パーセント）、ｎ＝７（３パーセント）を含む反応生成物の１パーセント水溶液の局所塗布がある。かかる作用物質の調製は、米国特許第２，９１５，５５４号（Ａｈｌｂｒｅｃｈｔら）の中で開示されている。
【００４２】
本発明の工業的利用のための増大した耐久性必要条件に適したその他の表面活性剤材料としては、Ｐｏｌｙｓｔｅｐ（登録商標）Ｂ２２（Ｓｔｅｐａｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｏｒｔｈｆｉｅｌｄ，ＩＬ製）およびＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−３５（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ製）
【００４３】
上述のように、表面活性剤または表面活性剤混合物を流体制御フィルムの表面に塗布するかまたは物品の中に含浸させて流体制御フィルムまたは物品の特性を調整することができる。例えば、流体制御フィルムの表面の親水性をこのような成分が無い場合のフィルムより高くすことが望まれる可能性がある。
【００４４】
本発明の好ましい実施形態は、流体制御フィルムが中に取り込まれる製品の寿命全体を通して所望の流体輸送特性を保持する。流体制御フィルムの寿命全体を通して表面活性剤を確実に利用可能にするために、表面活性剤は、物品の寿命全体を通して物品の中に充分な量で利用可能であるかまたは流体制御フィルムの表面で不動化されている。例えば、ヒドロキシル官能性表面活性剤を、ジまたはトリ−アルコキシシラン官能基で機能化することにより流体制御フィルムに固定化することができる。表面活性剤はこのとき流体制御フィルムの表面に塗布されるかまたは、物品の中に含浸されてその後この物品が湿気にさらされる可能性がある。湿気は結果として加水分解そしてその後ポリシロキサンへの縮合をもたらすことになる。ホウ酸塩イオンとの会合により、ヒドロキシ官能性表面活性剤（特に１，２ジオールの表面活性剤）を固定化することもできる。適切な表面活性剤としては、アニオン、カチオンおよび非イオン表面活性剤があるが、潜在的刺激作用が比較的低いことから、非イオン表面活性剤が好ましいかもしれない。ポリエトキシル化アルキル、アラルキル、およびアルケニルアルコール、酸化エチレンおよび酸化プロピレンの共重合体例えば「プルロニック」および「テトロニック」、アルキルポリグルコシド、ポリグリセリルエステルを含めたポリエトキシル化およびポリグルコシド表面活性剤が特に好ましい。その他の適切な表面活性剤が、出願番号第０８／５７６，２５５号で開示されている。
【００４５】
上述のように、親水性重合体または重合体混合物といった表面活性剤を流体制御フィルムの表面上に塗布するかまたは物品の中に含浸させて、流体制御フィルムまたは物品の物性を調整することができる。代替的には、親水性単量体を物品に添加し、ｉｎ  ｓｉｔｕで重合して相互浸透する重合体網を形成することができる。例えば、親水性アクリレートおよび重合開始剤を添加し、熱または化学放射線により重合させることができる。
【００４６】
適切な親水性重合体としては、酸化エチレンの単独重合体および共重合体；ビニルピロリドンといったビニル不飽和単量体、アクリル酸といったカルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸官能性アクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートといったヒドロキシ官能性アクリレート、酢酸ビニルおよ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、ポリエトキシル化アクリレートなどを含む親水性重合体；親水性改質セルロースならびにでんぷんおよび改質でんぷん、デキストランなどといった多糖類が含まれる。
【００４７】
上述のように、親水性シランまたはシラン混合物を、流体制御フィルムの表面に塗布するかまたは物品中に含浸させて、流体制御フィルムまたは物品の特性を調整することができる。適切なシランとしては、米国特許第５，５８５，１８６号に開示されているアニオンシランならびに非イオンまたはカチオン親水性シランが含まれる。或る種の状況下ではカチオンシランが好ましく、これらのシランのうちのいくつかは抗菌特性を有するとも考えられるという利点があるかもしれない。
【００４８】
前述のように、本発明の流体制御フィルムの溝路は、所望の液体輸送を提供するあらゆる幾何形状を有する可能性がある。一部の実施形態では流体制御フィルムは、図２ａ〜２ｉで示されているように、１つの主要表面上のみに一次溝路を有することになる。しかしながら、その他の実施形態では、流体制御フィルムは、図２ｊおよび２ｋに示されているように、両方の主要表面上に一次溝路を有することになる。
【００４９】
図２ａに示されているように、本発明の流体制御フィルム２０は、その２つの主要表面のうちの１方の上に構造化された表面２４を有する高分子材料の層２２を含む。層２２は、構造化された表面２４が突出している本体層２６を含んでいる。本体層２６は、個々の構造化された特徴を層２２内に合わせて保持するように構造化された表面２４を支持するのに役立つ。
【００５０】
図２ａに示されているように、例示された実施形態に従って、層２２の内部に、一連のＶ字形の側壁３４およびピーク３６により、溝路３０を構成することができる。各々のピークまたは突出部分は、各溝路に沿って走行する連続的畝を構成することができ、そうでなければ、なおも機能的に間に溝路を構成するのに役立つ不連続な要素（例えばピン、棒など）として、ピークを形成することもできる。一部の実施形態では、溝路の構成を助けるため、構造化された表面２４全体にわたりキャップ層（図２ａに示されていない）が備わっている。一部のケースでは、側壁３４およびピーク３６は、改変無く層２２の１つの縁部からもう１つの縁部まで完全に延びていてよいが、一部の利用分野では、側壁を短かくし、かくして構造化された表面２４の一部分に沿ってのみピーク３６を延ばすことが望まれる可能性もある。すなわち、ピーク３６間に構成される溝路３０は、層２２の１方の縁部からもう１つの縁部まで完全に延びていてもよいし、そうでなければ層２２の一部分の上に延びるように構成されるだけでもよい。一部分のみに延びる溝路３０は、層２２の縁部で開始でき、または層２２の構造化された表面２４内で開始し直ちに終結することもできる。溝路３０は、高分子材料の連続した表面全体にわたり予め定められた、好ましくは秩序ある配置で構成される。
【００５１】
その他の溝路形態が考慮される。例えば、図２ｂに示されているように、流体制御フィルム２０’は、わずかに平坦化されたピーク３６’の間により幅広の平坦な谷間を有する溝路３０’を有する。図２ａの実施形態と同様に、単数または複数のピーク３６’に沿って、キャップ層（図示せず）をしっかり固定して、離散的な溝路３０’を構成することができる。この場合は底部表面３８が、溝路の側壁４０の間に広がっているが、図２ａの実施形態では、側壁３４はライン４１に沿って互いに連結している。
【００５２】
図２ｃは、幅広い溝路４２がピーク３６”の間に構成される代替的な流体制御フィルム２０”を例示するが、溝路の側壁４０の間に平坦な表面を提供する代りに、ピーク３６”の側壁４０’の間には複数のさらに小さいピーク４４が設置されている。これらのより小さなピーク４４はかくして間に２次的溝路４６を構成している。ピーク４４はピーク３６”と同レベルまで上昇してもしなくてもよく、例示されている通り、中に分布されたより小さな溝路４６を含む第１の幅広溝路４２を作り上げる。ピーク３６”および４４は、自らまたは互いに均等に分布している必要はない。
【００５３】
図２ｄ〜２ｋは、本発明の流体制御フィルムのさまざまな代替実施形態を例示している。図２ａ〜２ｋは細長い直線形態の溝路を例示しているが、その他の形態で溝路を具備することもできる。例えば、溝路は、溝路の長さに沿って変動する横断面の幅を有することができる。すなわち、溝路は、その長さに沿って拡散および／または収束しうる。溝路側壁は、溝路の延長方向または溝路の高さにおいて直線であるのではなく、輪郭に合わせることができる。一般的に、流体輸送装置内の第１の点から第２の点まで延びる多数の離散的溝路部分を少なくとも提供できるあらゆる溝路形態が考慮される。溝路は、望まれる場合にその全長に沿って離散的であり続けるような形態にすることができる。
【００５４】
図２ｇを参照すると、１つの好ましい幾何形状は、平坦なフィルム５０内の直線的一次溝路４８である。一次溝路４８は、多数の切欠き５４を形成する二次溝路５２を含んでいた。切欠き５４（または、二次溝路５２、ここでこの二次溝路５２はＶ字形をしており、実質的に直線の側壁を有する）は、約１０°から約１２０°、好ましくは約１０°〜約１００°、最も好ましくは約２０°〜約９５°の切欠き内抱角（すなわち角度アルファ）を有する。切欠き内抱角は一般に、切欠きから、この切欠きを形成する側壁上で切欠きから２〜１０００ミクロンのところにある点までとられた正割角であり、好ましくは、切欠き内抱角は、二次溝路側壁を上に半分の点で取った正割角である。より狭い内抱角を有する切欠きが一般により大きい垂直ウイッキング距離を提供することが観察されてきた。しかしながら、アルファが過度に狭い場合、流速は著しく低いものとなる。アルファの幅が過度に広い場合、切欠きまたは二次溝路は、望ましいウイッキング作用を提供しない可能性がある。アルファがさらに狭くなるにつれて、液体の接触角は、それがより高い角度幅を有する切欠きまたは溝路のためのものでなくてはならないことから、類似の液体輸送を得るためにさほど低いものである必要はない。
【００５５】
一次溝路の内抱角は、一次溝路が液体を運ぶ上で効果が無くなるほど低くなってはならないという点を除いて、重要ではない。一般に、一次溝路の最大幅は、３０００ミクロン未満、好ましくは１５００ミクロン未満である。Ｖ字形溝路の形をした一次溝路の内抱角は一般に約１０度〜１２０度、好ましくは３０〜１１０度である。一次Ｖ字形溝路の内抱角が過度に狭い場合、一次溝路は、適切な数の二次溝路を収容できるような充分な幅をその基部で有していないかもしれない。一般的には、一次溝路の基部で２本以上の二次溝路を収容するように、一次溝路の内抱角は二次溝路の内抱角よりも大きいことが好ましい。一般に、二次溝路は、Ｖ字形の一次溝路について一次溝路の内抱角よりも少なくとも２０パーセント小さい内抱角を有する。
【００５６】
図２ｇおよび２ｊを参照すると、二次溝路（４８、５６）（最も低い溝路切欠きより上のピークまたは表面の高さ）「ｄ」は実質的に均等である。好ましくは、高さ「ｄ」は、約５〜約３０００ミクロン、より好ましくは約２５〜約１５００ミクロン、さらに一層好ましくは約５０〜約１０００ミクロン、最も好ましくは約５０〜約３５０ミクロンの範囲内にある。いくつかの実施形態においては、指示された範囲よりも大きい深さを有する溝路（４８、５６）を伴うフィルムを使用することができる。溝路が不当に深い場合、流体制御フィルムの全体的厚みは不必要に高くなり、フィルムは、望まれるよりも剛くなる傾向を有する可能性がある。一次溝路の基部における幅は、２本以上の二次溝路を収容するのに充分なものである可能性がある。
【００５７】
図２ｊおよび２ｋは、両方の主要表面上に一次溝路を有する流体制御フィルムを例示している。図２ｊに示されているように、一次溝路５６は、一方の表面ともう一方の表面の間で横方向にオフセットされていてよく、そうでなければ図２ｋに示されているように互いに正反対に整列していてもよい。図２ｊに示されているようなオフセットした溝路を伴う流体制御フィルムが、最少量の材料を用いながら、ウイッキングのための最大量の表面積を提供する。さらに、オフセットされた溝路を有する流体制御フィルムは、図２ｋに示されているような整列した溝路を有する流体制御フィルムに比べてシートの厚みおよび広さが小さいことに起因して、感触が柔かくなるように作ることができる。図２ｋに示されているように、本発明の流体制御フィルムは、中に単数または複数の穴またはアパーチャ５８を有していてよく、こうして、流体制御フィルムの前方表面と接触した液体の一部分をフィルムの背面まで輸送し液体制御を改善することができる。アパーチャは溝路の切欠きと整列している必要はなく、また溝路とほぼ等しいような幅を有している必要もない。アパーチャ内の流体制御フィルムの表面は好ましくは親水性である。
【００５８】
図２ｇおよび２ｊに例示されているように、各々の一次溝路（４８、５６）内には少なくとも２本の二次溝路（５２、６０）と少なくとも２本の切欠き（５４、６２）があり、各々の二次溝路（５２、６０）の切欠き（単複）は、二次ピーク（６４、６６）により分離されている。一般に、各々の二次溝路は一般に１つしか切欠きをもたないが、二次溝路はそれが矩形である場合、２つの切欠きを有することになる。Ｖ字溝路形状の二次溝路のための二次ピーク（６４、６６）は、一般に、各二次溝路を形成する２つの側壁が対称でかつ湾曲していないということを仮定して、２つの隣接するＶ字溝路形状の二次溝路（５２、６０）の内抱角をα1およびα2として（α1＋α2）／２に一般に等しい内抱角βによって特徴づけされる。一般に、角度βは約１０°〜約１２０°、好ましくは約１０°〜約１１０°、最も好ましくは約２０°〜約１００°となる。二次ピークは、平坦であってもよいし（その場合、内抱角は理論上０°となる）さらには、明確な頂部または内抱角をもたない凸状または凹状といった湾曲したものであってもよい。好ましくは、少なくとも３つの二次溝路（５２、６０）および／または少なくとも３つの切欠きが各々の一次溝路（４８、５６）について存在する（図２ｇに示されているように切欠き６８または７０といったような端部溝路に付随するあらゆる切欠き（５４、６２）を含む）。
【００５９】
二次溝路（５２、６０）のうちの１本の深さ（切欠き５４上の二次ピーク６４の頂部の高さ）は、流体制御フィルムの長さ全体にわたり均等であり、標準的には少なくとも５ミクロンである。二次溝路（５２、６０）の深さは一般に、一次溝路の深さの０．５〜８０パーセント、好ましくは５〜５０パーセントである。ピークのいずれかの側面上の切欠き（５４、６２）の間隔どりは同じく好ましくは、流体制御フィルムの長さ全体にわたり均等である。好ましくは一次および／または二次溝路の深さおよび幅は、流体制御フィルムの一定の与えられた長さにわたり各溝路について２０パーセント未満、好ましくは１０パーセント未満だけ変動する。この範囲より大きい二次溝路の深さおよび形状の変動は、流体制御フィルムに沿った液体輸送の速度および均等性に対し実質的に不利な影響を有する。一般に、一次および二次溝路は連続しており混乱していない。
【００６０】
図３ａにおいては、その２つの主要表面のうちの１つの上の構造化された表面７６を有する高分子材料の層７５を含む能動流体輸送装置７４が例示されている。この装置７４は同様に、能動流体輸送装置７４の構造化された表面７６全体にわたって液体を移動させるのを補助するポテンシャルを提供するための供給源７８を含む。層７５は同様に、構造化表面７６が突出している本体層８０を含んでいる。本体層８０は、個々の構造化された特徴を層７５内で一緒に保持するため構造化表面７６を支持するのに役立ち、本書に記載されているような添加物または付加的層を含んでいてよい。
【００６１】
層７５は、能動流体輸送装置７４の特定の利用分野に応じて選択できる可とう性、半剛性または剛性の材料で構成され得る。層７５は、高分子材料を含むが、これは、かかる材料が微細構造表面７６を形成するように精確に形成され得るからである。高分子材料はさまざまなニーズに適した数多くの異なる特性を有することから、実質的な汎用性が得られる。高分子材料は、例えば、可とう性、剛性、透過性などに基づいて選択可能である。重合体層７５の使用は同様に、キャッピングされた時点で離散的な液体流路８２を形成する多数の高密度の溝路を生成するように、構造化表面を一貫した形で製造できるようにする。かくして、高レベルの精度および経済性で製造可能となる分配度の高い液体輸送システム（すなわち、構造化表面の面に沿ってポテンシャルを分配させる数多くの溝路を有するもの）を提供することができる。構造化された重合体表面７６は、本体層７５の同じまたは異なる材料から作ることができる。
【００６２】
図３ａに示されているように、各々の溝路８２は、溝路入口８４を構成するように層７５の一方の縁部で開放している。かくして、液体は、溝路８２により誘導されて、入口８４を通って層７５のさらに先の縁部に向かってコネクタ８６まで移行することができる。コネクタ８６は、好ましくは出口（図示せず）を通って溝路８２の各々と流体連絡状態にあり、同様にポテンシャル供給源７８と液体連絡状態にある。コネクタ８６は、さまざまな形状で仕上げることができるが、図３ａで例示されているように、それにはマニホルド８８が含まれる。マニホルド８８には、その内部に構成され溝路８２と流体連絡状態にあるプレナム（図示せず）が備わっている。プレナムは単純に、複数の溝路８２に少なくとも密閉した形に連結されるマニホルド８８の内部のチャンバを構成していてよい。マニホルド８８は、層７５と同様に、可とう性、半剛性または剛性であってよい。特定の利用分野に応じて、溝路８２に液体を供給するように入口８４を有する層７５の側面に、第２のマニホルド（図示せず）を具備することもできる。マニホルドは、微細複製された溝路（例えば収束する溝路）を用いて形成できる。
【００６３】
本発明に従うと、コネクタは、供給源から多数の溝路までポテンシャルを移送できるようにするあらゆる適合化を呈することができる。プレナムおよびチュービングを伴うマニホルドが記載されてきたが、その他のコネクタ（導管を流体的に流路に接合させ周囲環境からより高いおよびより低いポテンシャルの領域を絶縁または仕切ることができるようにする圧縮継手またはシールまたはガスケットといったもの）が、本発明での使用のために考慮されている。コネクタは同様に、個々の液体が別々の溝路を通って離散的に流れることができるようにするため各々が個々の溝路と流体連絡状態にある、例えば内径１０μｍ未満の毛管繊維を含むこともできる。コネクタは同様に、単数または複数の成形されたチャンバ、離散的流路との関係において一体を成してまたは一体を成さずに配置されている微細構造の流体導管または例えば、遠心分離機内に離散的微細構造流路を据えつけることができるようにする、またはジェットといったような流れを溝路入口または出口で誘導できるようにするシステムまたはメカニズムであり得る。
【００６４】
溝路８２の少なくとも一部分をそのピーク９０に沿って閉め切るまたはとり囲むため、構造化された表面７６に対しキャップ層９２を並置することができる。キャップ層９２はかくして、複数の溝路８２を少なくとも閉鎖して、毛管モジュール９４内に離散的な流路を形成する。毛管モジュール９４は標準的に１〜１０ミリメートル（ｍｍ）より標準的には２〜６ｍｍの厚みを有することなる。キャップ層９２は同様にしてマニホルド８８に対し密封する形で連結でき、かくして複数の離散的溝路８２は、第１のポテンシャルから第２のポテンシャルへの溝路８２に沿ったポテンシャル差の発生に基づいて能動液体輸送溝路を提供することにある。キャップ層９２は標準的に約０．０１〜２ｍｍの厚みを有し、あらゆる保護フィルム、床張り積層材または工業用装置のその他の機能的部分を構成され得る。本発明の溝路が密封されている場合には、可とう性溝路システムは一般に、小さい個々の溝路の周方向強度の結果として、破断なく高圧に耐えることができる。
【００６５】
キャップ層９２は、離散的溝路８２の創出を増強するように構造化表面７６の一部または全てのピーク９０に結合され得る。これは、熱によってかまたはキャップ層材料９２および重合体構造化層７５と相容性のある従来の接着剤を用いて行なうことができる（接着剤がこの目的で用いられる場合、それが接着される溝路８２内に直ちにまたは時を経て流れ込むかまたはこれらの溝路を締め切ることがないように、選択されなくてはならない）。離散的溝路８２の形成は、ヒートシール、超音波溶接、圧縮または締まり嵌めといったような機械的係合を通して達成可能である。結合は、キャップ層９２までピーク９０に沿って全体的に具備されてもよいが、そうでなければ、結合は、秩序あるパターンまたはランダムパターンでその上に設置できるスポット溶接または結合であってよい。代替的には、キャップ層９２は、間に接着剤または結合無く、構造化表面７６全体に単純に設置され得る。
【００６６】
キャップ層９４は、構造化された重合体層について本書で記載した重合体といったような高分子材料で作られていてよい。任意には、キャップ層７２４は、スパンレース、スパンボンド、インフレートマイクロファイバまたはカーディングされた不織布といった材料であり得る。重合体は、接着剤を用いることなく構造化表面７６にキャップ層９２をしっかり固定できるように選択され得る。かかる重合体は、例えば超音波溶接作業からの熱といったような熱を加えることによって構造化表面にキャップ層がしっかりと溶接で固定された状態となるように選択することができる。一部の利用分野では、キャップ層を複数の層（例えば、リノリウム層により被覆された初期不織布層）から形成させることができる。この状況下では、不織層は、構造化層より上で破片フィルタとして作用でき、また、リノリウム層を置くまたは接着させるために提示される有効表面積を増大させるのにも役立ち得る。
【００６７】
ポテンシャル供給源は、第１の場所から第２の場所までの液体の移動を促すように複数の流路８２に沿ってポテンシャル差を確立する能力を有する、基本的にあらゆる手段を含むことができる。ポテンシャルは、一部にはいずれかの特定の利用分野の特性に基づくものである複数の流路８２を通しての液体流をひき起こすかまたはそれを助けるのに充分なものである。図３ａに示されているように、ポテンシャル供給源７８は、従来通りまたはその他の形で任意の収集装置レセプタクル９６に連結されている真空発生器（Ｖ）を含むことができる。収集装置レセプタクル９６は、従来の可とう性管９８を用いてマニホルド８８に対し流体的に連結されている。かくして、液体を、毛管モジュール９４の外側から入口８４内へ、溝路８２を通り、マニホルド８８を通り、管９８を通って、収集装置レセプタクル９６内まで引き込むことができる。レセプタクル９６は、有利には、その中味を空にするように作動でき、そうでなければ他の形で従来の排出システムに連結され得る。
【００６８】
ポテンシャル供給源７８が真空発生器（Ｖ）を含む場合には、マニホルド８８を介して溝路８２に提供された真空は、ピーク９０に対しキャップ層９２を適切に密封するのに充分なものであり得る。すなわち、真空自体は、キャップ層９２をピーク９０に対して保持して離散的溝路８２を形成することになる。好ましくは、構造化表面７６により構成される溝路８２の各々は、ポテンシャルを独立して収容できる最大数の離散的溝路８２を構成するようにキャップ層９２により締め切られる。溝路８２間の液体の交差を有効に最小限におさえることができ、外部供給源から提供されるポテンシャルを、層７５の構造化された表面７６全体にわたりより有効かつ効率良く分配することができる。ポテンシャル供給源７８が真空発生器を含む場合、マニホルド８８は、溝路８２に対し密封される必要はなく、単純に溝路８２の１つの開放区分に隣接して設置するだけでよい。
【００６９】
微細構造担持表面または毛管モジュールと流体輸送機構またはポテンシャル供給源の間の連結は、必要に応じて、脱着可能なまたは貼付された単数または複数のマニホルドを通して達成可能である。特定の適合化または利用分野に応じて、多数のポテンシャル供給源を利用することもできる。圧力差は、微細構造担持表面を横断して流れを駆動するために使用可能な効率の良い液体流刺激方法またはポテンシャルである。圧力差は、圧送システムの使用を通して容易に確立でき、正または負の圧力のいずれかの形で適用され得る。
【００７０】
本発明においては、真空発生装置（Ｖ）の代りにまたはそれと合わせて、その他のポテンシャル供給源７８を使用することができる。基本的に、本発明を使用するためには、溝路８２を通して液体の流れをひき起こし促すあらゆる方法が考慮される。ポテンシャル供給源は、溝路付き構造および／または毛管モジュールから分離しており、換言すると溝路付き構造および／または毛管モジュールに本来備わっているものではない。すなわち、本発明は、例えば毛管作用により液体の動きをひき起こすために溝路付き構造の特性のみに依存するわけではない。その他のポテンシャル供給源の例としては、制限的な意味なく、真空ポンプ、真空吸引装置、圧力ポンプおよびファンといったような圧力システム、磁気水力学駆動機構、磁気システム、音響フローシステム、遠心スピン、静水頭、重力、吸収剤および少なくとも或る程度まで液体流をひき起こすかまたは促すポテンシャル差の発生を利用するその他のあらゆる既知のまたは後に開発された流体駆動システムが含まれる。さらに、液体を本発明の溝路内で移動させる遠心力または磁場といった液体に直接作用するあらゆる適用された外部力を、液体の原動力となるポテンシャルとみなすことができる。さらに、ポテンシャル供給源は、液体を構造化表面から外へまたは離れるように除去するのではなく構造化表面上に移動させるために作動し得る。液体はまた、溝路内で液体を移動させるように大気圧がポテンシャルを作り上げるサイフォンの作用により、溝路を通って流されてもよい。航空機における本発明の利用においては、液体流のためのポテンシャルを構成するために必要とされる圧力差を達成するように航空機の加圧を利用することができる。
【００７１】
図３ａに示されている液体輸送表面は、多数のＶ字形ピーク９０（例えば図２ａに示されているような）を含む構造化表面７６を有するものの、構造化表面７６のためのその他のトポグラフィ形態も考慮されている。さらに、一部の実施形態においては、流れ容量を増大させるために、２つ以上の構造化表面を重ね合わせることができる（例えば図３ｂ参照）。かかる配置は、同様にして、構造化表面の積重ね層の間の相対的溝路指向性のための考えられる形態、ならびに単数または複数の層に対するポテンシャルの適用のための考えられる配置を倍増する。積重ねられた層は、特定の利用分野に応じて、異なる形態および／または数の溝路を含むことができる。さらにこのタイプの積重ねられた構成は、幅が制限されかくして或る一定の流体移送能力が望まれる比較的狭い流体輸送装置を必要とするような利用分野に、特に適している可能性がある。かくして流れ容量の増大した狭い装置を作ることができる。スタック内の層は、本書で記載されているような任意の数のやり方で互いに結合され得、そうでなければスタックの構造的無欠性が適切に離散的流路を構成できるように、これらの層を単純に互いに積重ねることもできる。この能力は、上述のように、ポテンシャル供給源として真空が利用された場合に増大し得る。スタックは、変動するポテンシャルの多数のポテンシャル供給源をスタック内のサブセットとして取付けることができるようにする数多くのコネクタを含むことができる。
【００７２】
図３ａを見ればわかるように、層７５は、間の適切な接着性手段１０２によって、基板１００に組立てられている。接着性手段１０２は好ましくは感圧接着剤であるが、対面する２部式機械的締結具といったようなその他の締結用装置、その他の接着性組成物またはテープ、フックおよびループファスナおよび、電場または磁場といった対抗する場を含むことができる。接着性層手段１０２は、単純に、連続または不連続なものである感圧接着剤の層であってもよく、そうでなければその上の接着剤は本書に定義されている通りの微細構造表面を有するように形成されていてもよい。一実施形態においては、接着剤は、それ自体上に層７５および構造化表面７６を含むように形成されてもよい。
【００７３】
基板１００は、層７５の支持のために適当なあらゆる形状をとることができ、剛性材料または可とう性材料から形成され得る。例えば、基板は金属、木材であっても、高分子材料で形成されていてもよく、床、壁または屋外または屋内用機械または構造の表面の一部分として役立つことができる。所望の利用分野に応じて、流体輸送装置７４は、キャップ層９２および／または液体収集用の収獲装置８６を含むことができる。
【００７４】
一部の利用分野においては、代替形態の液体収集システムが望まれる。図４は、このような１つのシステムを例示している。層７５は、その上側面に構造化表面７６を、またその底側面に接着性手段１０２を有する。構造化表面７６は中に複数の溝路８２を有する（図４に平行な線形溝路として示されている）。構造化表面７６内には、横断溝路１０５、１０６、１０７および１０８といったような単数または複数の横断溝路が形成される。横断溝路は、その最初の形成後（例えば、構造化表面７６が高分子材料の層７５へと成形された後）、構造化表面７６に付加される。各々の横断溝路は、例えば切断または熱および／または圧力の付加による除去などにより、隣接する溝路８２間のピーク９０の一部分を除去することによってか、または内部を通して液体を輸送できる材料のストリップを構造化表面７６の上面に重ねて置くことによって形成可能である。
【００７５】
（微細構造層７５が基板に適用された後の）後型押方法が、流体輸送装置７５の面上の溝路に沿った液体連絡のための好ましい一実施形態を達成する。利用中の既存のまたは新たに構成される液体出口までの溝路８２間の液体連絡のための手段を提供するために各々の横断溝路を構成するように、構造化表面７６をホットワイヤで型押することができる。かかる液体出口は、中央液体除去アパーチャ１１０（図４に見られるもの）または、横断溝路が交差しない場合には、各々の横断溝路について別々の液体除去アパーチャを含みうる。各々の液体除去アパーチャは、層７５、接着剤１０２および基板１００を通って延びている。
【００７６】
図５に例示されているように、アパーチャ１１０には、液体収集システムを流体的に結合することができる。一部の利用分野では、液体収集装置は、適当な導管１１４によりアパーチャ１１０に結合された、液体用タンク１１２を含んでいてよい。さらに、システムは、（溝路８２、横断溝路１０５、１０６、１０７または１０８、アパーチャ１１０、導管１１４を通ってタンク１１２まで）構造化表面７６上を液体を移動させるため該システムにポテンシャルを提供するための供給源１１６を含み得る。タンク１１２は単純に収集サイトまたは排水だめであり得、供給源１１６（利用されている場合）は、真空ポンプまたは本書に記載されているその他のタイプのもののいずれかであってよい。多数のアパーチャ１１０が具備される（例えば各横断溝路について１つのアパーチャ）利用分野では、同様にして、各々が単数または複数のアパーチャ１１０をタンク１１２（または別のタンク）に連結する多数の導管１１４を具備させることができる。
【００７７】
同じく図５を見ればわかるように、構造化表面７６は、図２ｃに例示されているものと類似した形をとることができ、ここで一部の溝路  ピーク９０ａはその他の溝路  ピーク９０ｂよりも高い。かくして、横断溝路（例えば図５中の横断溝路１０５）を構成するようにピーク材料を除去するとき、横断溝路を構成しかつ構造化表面７６の溝路８２を横断して制御された液体の流れのための手段を構成するためには、各ピーク９０ａの上部部分１２０しか除去する必要がない。１つの好ましい実施形態においては、各々のより高いピーク９０ａの上部部分１２０は、ピーク９０ａの下部部分１２２よりも低い融解温度を有する材料で形成されており、横断溝路は、ピーク９０ａの上部部分１２０を融解するのに充分高いもののその下部部分１２２は融解しない温度まで熱を加えることによって形成される。図４および５に例示されている能動流体輸送装置では標準的にキャップ層が利用されることになるが、キャップ層は、これらの図の中では、例示を目的として示されていない。
【００７８】
平行な溝路（例えば図５）が好ましいかもしれないが、上述のような代替的溝路パターンも考慮されている。図６ａおよび６ｂは、本発明の流体輸送装置内の構造化表面を構成することのできる代替的溝路形態を平面図に概略的に例示している。図６ａに示されているように、構造化表面は、液体を直ちに収集するため多数の離散的非平行収束溝路１３０を有することができる。これらの収束溝路１３０は、単一の離散的溝路１３２に連結し、この溝路１３２は、それ自体、出口ポートまたは液体除去アパーチャ（図示せず）に連結され得る。図６ｂに示されているように、中央溝路１３４が、同様の理由で特定の部域をカバーするように設計され得る複数の溝路分岐１３６に連結している。ここでもまた、一般に、第１の点から第２の点まで構造化表面の一部分にわたり複数の離散的溝路が具備されているかぎり、本発明によってあらゆる溝路パターンが考慮される。上述の実施形態と同様、図６ａおよび６ｂ内で示されたパターン化された溝路は好ましくは、特定の溝路に沿って基本的にその隣接する溝路とは独立してポテンシャルが収容されうるようにする離散的流路をさらに構成するため、キャップ層でカバーされている。
【００７９】
以上で考慮されている溝路のいずれかに関し、また、本発明によって、かかる溝路は、層の第１の主要表面の構造化表面により構造化層の内部で構成される。本発明による溝路は、その他の溝路とは独立して、いずれか１本の溝路が周囲環境から液体を受取ることができるようにするように、離散的になるような形態で作られている。各溝路の微細構造化されたサイズは、バルク体積内の液体の単相流を促す。液体中に空気が同伴されることは無く、雑音の発生は著しく低減され、能動流体輸送装置を通して輸送される液体上に加わる応力は少なくなる。
【００８０】
本発明の微細構造表面の個々の流路は、実質的に離散的である。すなわち、液体は、隣接溝路内の液体とは独立して溝路の中を移動することができる。溝路は独立してポテンシャルを互いとの関係において収容して、液体を隣接する溝路とは独立して特定の溝路に沿ってまたはその中で誘導する。好ましくは、１つの流路に入る液体は、隣接する溝路間での幾分かの拡散はありうるものの、有意ないかなる程度でも隣接溝路に入ることがない。液体を有効に輸送しかかる溝路が提供する利点を維持するためには、微細溝路の離散性を有効に維持することが重要である。しかしながら、全ての実施形態について、全ての溝路が離散的である必要があるとはかぎらない。一部の溝路が離散的であって、他の溝路がそうでない可能性もある。さらに溝路の「離散性」は、例えば圧力を変動させることによって駆動させる一時的な現象であり得る。
【００８１】
構造化表面は、１０：１の、一部の実施形態では約１００：１を超える、またその他の実施形態では少なくとも約１０００の最小アスペクト比（長さ／水力半径）を各々有する複数の離散的な流路を構成する１つの微細構造表面である。上端部では、アスペクト比は無制限に高いものでありうるが、一般には約１，０００，０００：１未満である。溝路の水力半径は、約３００マイクロメートル以下である。数多くの実施形態において、それは１００マイクロメートル未満であり得、１０マイクロメートル未満であってもよい。数多くの利用分野について小さい方が一般に優れている（また水力半径はサイズがサブミクロンであり得る）が、水力半径は標準的に大部分の実施形態について１マイクロメートル未満とはならない。以下でさらに詳述するように、これらのパラメータ内で構成される溝路は、能動流体輸送装置を通して、効率の良いバルク液体輸送を提供できる。
【００８２】
構造化表面には同様に非常に低い断面形状を備えることができる。かくして、構造化された重合体層が５０００マイクロメートル未満、場合によっては１５００マイクロメートル未満の厚みを有する能動流体輸送装置が考慮される。そのためには溝路を、約５〜１２００マイクロメートルの高さを有しかつ約１０〜２０００マイクロメートルのピーク距離を有するピークにより構成することができる。
【００８３】
本発明による微細構造表面は、容積が高度に分布しているフローシステムを提供するすなわち、かかるフローシステムを通る液体体積は大きな面積全体にわたり分布している。線形１ｃｍあたり約１０から約１０００まで（溝路を横断して測定）の微細構造密度は、高い液体輸送速度を提供する。一般に、図３ａに示されているようなマニホルドが利用される場合、各々個別の溝路は、溝路の入口および出口に配置されているマニホルドに比べて少なくとも４００パーセント大きい、そしてより好ましくは少なくとも９００パーセント大きいアスペクト比を有する。アスペクト比のこの著しい増大は、本発明の指摘された利点に貢献するよう、ポテンシャルの効果を分布させる。
【００８４】
本発明において使用するための適切な液体溝路は、適切な任意の幾何形状を有し得るが、一般的には内抱角が一般に２０〜１２０度、好ましくは約４５度である、（標準的に５０〜３０００ミクロンの深さと５０〜３０００ミクロンの幅を有する）矩形かまたは（標準的に約５０〜３０００ミクロンの深さと５０〜３０００ミクロンの高さを有する）「Ｖ字形」溝路パターンである。現在好まれている構造は、マスター溝路が深さ２００ミクロンで、各々深さ４０ミクロンの３本の等間隔の溝路を基部に備えて、２２５ミクロン毎に反復している、入れ子式の構成を有する。複合溝路も同様に可能であり、往々にして、より小さな矩形のまたは「Ｖ字形の」溝路を内部に収納する矩形溝路のようなものであることが好ましい。
【００８５】
本発明の流体輸送フィルムは、図２ｉ中で、代替的流体制御フィルム１３８として例示されている。フィルム１３８は、ピーク１４０間で構成される幅広の溝路１３９を有する。複数のより小さなピーク１４１が、ピーク１４０の側壁１４２間に位置設定されている。かくしてより小さいピーク１４１が、その間の二次溝路１４３を構成している。より小さなピーク１４１はピーク１４０ほど高くなく、例示されている通り、中に分布したより小さい溝路１４３を含む第１の幅広の溝路１３９を作り上げる。
【００８６】
好ましくは、ピーク１４０間の中心的距離は、約９ミルであり、ピーク１４１間の中心間距離は約１．９ミルである（隣接するピーク１４０および１４１間の中心間距離は約２．６ミルである）。ピークの壁は、約１１Ｅテーパーでテーパーがかかっている。各ピークは、その上方頂部で水平になり、側方幅は約１ミルである。その基部では、ピーク１４０は、約２．５ミルの幅を有し、より小さなピーク１４１はその基部で約１．３ミルの幅を有する。ピーク１４０の高さは約７．８ミルであるが、一方ピーク１４１の高さは約１．６ミルである。本体層または裏当て層１４４がピーク１４０および１４１を支持し、これは押出しプロセスを介して同時に同じ材料で作られている。図２ｉのフィルム１３８は、１％のＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−３５非イオン表面活性剤を伴うテナイトポリエチレン１８ＢＯＡ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮから入手可）で形成される。第２の本体層１４５は、裏当て層１４４の底側面に結合（例えば同時押出しによる）される。第２の本体層１４５は、好ましくはＰＥ  Ｅａｓｔｍａｎテナイトポリエチレン１８ＢＯＡのみ（表面活性剤無し）から形成される。好ましくは、流体制御フィルム１３８の公称全高は１１ミルであり、裏当て層１４４の深さは、約１ミルであり、第２層１４５の深さは約２ミルである。１つの代替実施形態においては、図２ｉの流体制御フィルム１３８の合計キャリパ（高さ）は１５ミルであり、ピーク１４０をより高くするように形成することによって追加の高さが提供される。さらに、流体制御フィルムはその底側面上につなぎ層を含むことができる。
【００８７】
前述のように、本発明の適切な流体制御フィルム構成要素は、押出し、射出成形、型押、ホットスタンピングなどといったプロセスを通して作ることができる。型押にあたっては、基板（例えば熱可塑性材料）が変形されるかまたは成形される。このプロセスは通常高温で、恐らくは圧力下で実施される。基板または材料は好ましくは、マスター工具の表面構造を複製またはおおよそ複製するように作られる。このプロセスは比較的小さい構造を生成し時として何度も反復されることから、微細複製と呼ばれる。微細複製のための適切なプロセスは、米国特許第５，５１４，１２０号の中で記載されている。
【００８８】
一実施形態においては、本発明は、液体を１つの部域から移動させそれを例えば毛管作用によってもう１つの部域まで移送するため流体制御フィルム（例えば微細複製されたウィック）を内蔵する流体制御システムに関する。流体制御フィルムの存在により、下張り床は、流出、漏れおよび凝縮に由来する大量の液体を迅速に取扱い（例えば吸収し）望ましくない液体によりひき起こされる支持梁の腐食を防止することができる。特定的には、本発明の液体制御フィルムの構成要素は、腐食を防ぐために、食物調製エリア、または大型定期旅客機の調理室エリアにおける液体（例えば流出物）をかかるエリアから離れるように移動させるため（または例えば航空機洗面所エリア内の洗面流体を収集装置まで移動させて腐食を防止するため）に役立つ。
【００８９】
本発明の流体輸送システムの例が本書で記載されており、本発明のいくつかの特徴を例示している。１つの好ましい能動流体移送実施形態においては、システムは、流体制御フィルム；接着剤；それに取付けるための基板、キャップ層；真空またはポテンシャル供給源；および液体収集手段を含む。１つの好ましい受動流体移送実施形態においては、システムは、流体制御フィルム；接着剤およびそれに取付けるための基板を含む。これらのシステムの構成要素およびその変形形態については、本書に詳述され、含まれた例の中でさらに例示される。構成要素の特定の組合せが好ましい実施形態として開示されているが、さまざまな実施形態の開示された特徴を組合わせて、請求されている発明の目標を達成することができると考えられている。
【００９０】
本発明の物品においては、例えば、流出または漏洩部位が、外へまたは離れて移動させられた液体を収集するためのタンクとして役立つように任意の吸収剤を使用することができる。本発明の物品は、広範な製品設計を可能にするという利点を有する。好ましい設計は、増大した吸収材料表面積を含み、より高い液体体積の管理を可能にすることができる。
【００９１】
適切な吸収材料としては、製織、不織、ニット、およびステッチ結合された材料または吸収剤フォームを含めた、繊維質布地が含まれる。代替的には、吸収剤は、ハイドロコロイドといったような吸収性重合体または超吸収剤といったような親水性重合体を含むことができる。ハイドロコロイド（例えばでんぷん、改質セルロース、ゼラチンまたはその他のタンパク質、多糖類など）または超吸収剤（例えば改質でんぷん、アクリレート、でんぷん／アクリレート共重合体、アシルアミドおよびその他のビニル重合体など）を、従来のハイドロコロイドドレッシングの疎水性マトリクスといったようなマトリクスの中で不動化させることもできるし、そうでなければ代替的にはこれらが親水性ゲルマトリクス（例えば、ＵＶまたはＥビーム硬化アクリレート）の一部を成すこともできる。吸収剤は同様に、繊維質布地または吸収性重合体の両方を含んでいてもよい。吸収性パッドは、任意には、殺菌剤を含有することができる。
【００９２】
ここで再び例示を目的として図２ａを参照すると、層２２は、構造化表面２４および下にある本体層２６を含む。層２２は、構造化表面２４の反対側にあるその側面上に単数または複数の追加の材料層（例えば層２６ａまたは２６ｂ）を含むことができ、そうでなければ、かかる付加的層またはその他の材料を本体層２６内に埋込むこともできる。本体層２６（そして場合によって考えられるその中の付加的層または材料）は、構造化表面２４のための裏当て材を構成する。本発明の流体制御品において用いるための適切な裏当て材としては、不織および製織繊維質ウェブ、ニット、フィルム、フォームおよびその他の周知の裏当て材を含めた、当該技術分野で既知の従来の裏当て材が含まれる。好ましい裏当て材には、薄い（例えば約１．２５ｍｍ未満、好ましくは約０．０５ｍｍ未満）エラストマ裏当て材が含まれる。これらのタイプの裏当て材は、基板表面不規則性に対するおよびその全体にわたる本発明の流体輸送層の高い接着性および形状一致性を確保するのに役立つ。好ましい裏当て材料としてはポリウレタン（例えばＥＳＴＡＮ）、ポリエーテルポリエステル（例えばＨＹＴＲＥＬ）、ポリエーテルアミド（例えばＰＥＢＡＸ）ならびにポリオレフィン（例えばＥＮＧＡＧＥ、低密度ポリエチレン）が含まれる。もう１つの有用な裏当て材は同様に、難燃性材料をも包含することになる。多重層の同時押出しにより微細複製されたフィルムを提供するように多層アプローチを用いることができ、ここで単数または複数の層は難燃性であり（例えばＫｏｌｌａｊａら、ＰＣＴ国際公開ＷＯ９９／２８１２８号の中で開示されている通り）表面親水性を維持している。
【００９３】
本発明の流体輸送品で使用するための適切な接着剤には、さまざまな極性および非極性基板に対し受容可能な接着を提供するあらゆる接着剤が含まれる。好ましい接着剤は、感圧接着剤であり、或る実施形態においては、好ましくは水性材料の吸収を防止し、腐食に貢献しない。適切な感圧接着剤としては、アクリレート、ポリウレタン、ＫＲＡＴＯＮおよびその他のブロック共重合体、シリコーン、ゴムベースの接着剤（天然ゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ブチルゴムなどを含む）ならびにこれらの接着剤の組合せが含まれる。接着剤の成分には、粘着付与剤、可塑化剤、レオロジー改質剤ならびに抗菌剤といった活性成分が含有され得る。使用に先立ち接着性表面を保護するために、取外し可能なライナーを使用できると予想されている。
【００９４】
本発明の接着剤複合材料の中で使用できる好ましい感圧接着剤は、再発行米国特許第ＲＥ２４，９０６号内で記載されているアクリレート共重合体そして特に９７：３のイソオクチルアクリレート：アクリルアミド共重合体といったようなさまざまな基板に塗布される通常の接着剤である。同様に好ましいのは、６５：３５の２−エチルヘキシルアクリレート：イソボルニルアクリレート共重合体であり、この目的で有用な接着剤は、米国特許第５，８０４，６１０号および同第５，９３２，２９８号の中で記載されている。もう１つの有用な接着剤は、難燃性接着剤でありうる。接着剤中の抗菌剤の内含も同様に、米国特許第４，３１０，５０９号および同第４，３２３，５５７号に記載される通りに考慮される。
【００９５】
接着剤層の中に構造化表面を内蔵させることもできる。この場合、接着剤は、流体ウィックパターンの鏡像を有する微細複製ライナーにより支持されなくてはならないか、そうでなければ、接着剤は、貯蔵中のパターンの喪失および流れを防止するため充分な降伏応力および／または耐クリープ性を有していなくてはならない。降伏応力の増大は、接着剤をわずかに架橋させることによって（例えば共有結合および／またはイオン架橋を用いるかまたは充分な水素結合を提供することによって）最も適切に達成される。容易で泡の無い自由な塗布を可能にするように、同じ方法を介して接着剤層が不連続でありうるということも明白である。本発明の接着剤複合材料の中で使用するのに適したライナーは、クラフト紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルまたはこれらの材料のいずれかの複合材で作ることができる。
【００９６】
ライナーは、好ましくは、フルオロケミカルまたはシリコーンといったような剥離剤でコーティングされている。例えば、米国特許第４，４７２，４８０号は、低表面エネルギーのペルフルオロケミカルライナーについて記載している。好ましいライナーは、シリコーン剥離材料がコーティングされた紙、ポリオレフィンフィルム、またはポリエステルフィルムである。市販のシリコーンコーティングされた剥離紙の例としては、Ｊａｍｅｓ  Ｒｉｖｅｒ  Ｃｏ．，Ｈ．Ｐ．Ｓｍｉｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ（Ｂｅｄｆｏｒｄ  Ｐａｒｋ，ＩＬ）から入手できるＰＯＬＹＳＬＩＫ（商標）シリコーン剥離紙、およびＤａｎｂｅｒｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，（Ｄｉｘｏｎ，ＩＬ）によって供給されているシリコーン剥離紙がある。最も好ましいライナーは、水性シリコーン剥離表面を伴うスーパーカレンダ掛けされたクラフト紙である、Ｄａｎｂｅｒｔ社から入手可能な１−６０ＢＫＧ−１５７紙ライナーである。
【００９７】
本発明のさまざまな修正および変更は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者には明らかになることだろう。本発明の流体輸送装置は、数多くの工業的および商業的利用分野において応用可能である。いかなるキャップ層ももたない（周囲条件に露呈された）構造化表面は、蒸発および凝縮収集の利用分野ならびに、大量流体捕捉および除去の利用分野において特に適している。キャップ層を伴う流体輸送装置は、流出した液体を捕捉し制御しかくして下にある構造に対する腐食を防止するため床張り材の利用分野において使用するのに特に適したものであることがわかっている。本発明についてのさらなる特定的利用分野および構造は、以下の例において示されている。
【実施例１】
【００９８】
グループＩ−能動輸送例
流体を収集し、輸送しかつ除去する上で使用するための流体除去システムを、基板に接着させた平坦で構造化されていないフィルムから形成した。平坦なフィルム材料全体にわたりカバー層を適用した状態で、フィルムを横断する液体の動きを増強するため、ポテンシャルを加えた。図７ａおよび７ｂを見ればわかるように、平坦なポリエチレンフィルム１５０から平坦な未構造化フィルム形成し、両面感圧接着剤で基板１５２に接着させ、リノリウムキャップ層１５４でカバーした（キャップ層１５４はフィルム１５０に接着させず、上に置いただけであった）。アパーチャ１５８、導管１６０および収集用タンク１６２および真空ポンプ１６４を含む真空システム１５６を通して真空（６インチ水銀）に引くことにより、ポテンシャルを提供した。真空は、フィルム１５０の下の部域の連続した乾燥を可能にして、その上の流体流出を収集する一助となった。テスト対象部域は約１８インチ×３６インチで、１０個のドレンまたはアパーチャ１５８が２列に整列され、各列内で約２インチ間隔で配置される。各アパーチャ１５８の直径は０．２５インチであったが、一方、導管１６０は、０．３７５インチのＩＤを有していた。加えられた真空ポテンシャルの強さに応じて、アパーチャ間の距離およびアパーチャのサイズを最大限にすることができる。
【００９９】
まずフィルム１５０を水平に整列させ、次に赤色食品着色料を上に有する水２００ミリリットルを流出させることにより図７ａおよび７ｂのシステムをテストした。システム（基板１５２、フィルム１５０およびキャップ層１５４）は、飛行機上の床張り材アセンブリをシミュレートすることを意図され、飛行機の着陸または離陸の間のその方向性をシミュレートするように短時間一方の側（例えば側面１５４ａ）に傾けられた。リノリウムキャップ層１５４内には全く穴が無く、従ってその上に配置される水はその縁部でリノリウムの下へ進んだ。１０分以内で、液体タンク１６２内に１５０ｍｌの水が収集された（７５％の流体除去および収集速度）。
【実施例２】
【０１００】
流体を収集し輸送し除去するのに使用するための流体除去システムを、基板に接着した流体輸送テープから形成した。このシステムは、航空宇宙産業の利用分野での使用について、特に、大型定期旅客機の調理室および洗面室の利用分野（例えば下張り床）での設置について評価された。実施例２のテスト装置は、平坦なポリエチレンフィルム１５０と流体制御フィルムが置換された点を除き、実施例１のものと同一であった。流体輸送テープは、構造化表面を有し、図２ｉに示された材料および形態のフィルム１３８で形成された。液体の動きを増強するために流体輸送テープを横断してポテンシャルを適用し、微細構造表面全体の上に適切なカバーを設置した。感圧接着剤により乗客レベルの床張り材基板に、流体輸送テープを接着させた。この接着剤は、約２ミルの厚みの層の形で塗布されて、６５：３５の２−エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）：イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）を含んでいた。適切なカバーはここでもまた、（流体輸送テープに接着されていない）リノリウムのキャップ層であった。床ドレンまたはアパーチャを設置し、真空（６インチ水銀）を適用した。真空は、リノリウムまたはカーペットの下の部域の連続的乾燥を可能にし、流体流出物を収集する一助となる。このシステムは、構成されテストされた通りに、図８ａおよび８ｂに例示されている。
【０１０１】
感圧接着剤により床張り材基板１７２に流体輸送テープ１７０を接着させ、カバー１７４で被覆した。液体除去システム１７６は、それ自体液体タンク１８２および真空ポンプ１８４に連結された導管１８０に流体的に連結された基板１７２および流体輸送テープ１７０内のアパーチャ１７８を有していた。テープ１７０の構造化表面は、溝または溝路１７５（図８ｂ）を含み、ここで溝路１７５の少なくとも一部は、アパーチャ１７８と流体的連絡状態にあった。
【０１０２】
実施例２のシステムを、水平方向に整列させシステム上に赤色水２００ミリリットルを流出させることによって、流体除去についてテストした。システムはここでも、例えば側面１７４ａに向かってわずかに傾斜させられ、１０分以内で液体タンク１８２内に１７０ｍｌの水が収集された（８５％の除去および収集速度）。
【実施例３】
【０１０３】
微細構造フィルムの表面で溝路に対し垂直に吸収剤ストリップを適用することによって、図８ａおよび８ｂ内に例示されている流体除去システムを修正した。このシステムは、その他の点では図８ａに示されかつ図９で修正されている通りである。吸収剤ストリップ１８５を、微細構造フィルム１７０の構造化表面上で（キャップ層１７４の下）かつその上の溝路１７５に対して垂直に設置した。吸収剤ストリップ１８５はアパーチャ１７８を連結し、液体が隣接する溝路１７５からアパーチャまで流れることができるようにした。各ストリップは、約０．５インチ×１６インチであり、この実施例でアパーチャを連結するために使用される材料は、ＷＹＰＡＬＬ（登録商標）の名でＫｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｉｒｖｉｎｇ，ＴＸから入手可能なペーパークロスであった。しかしながら、各々のストリップを、もう１つの紙製品、布、多孔質フィルタ、スポンジ、スパンボンデッド、不織またはその他の類似の材料（すなわち液体の毛管ウイッキングを誘発するのに充分に小さい孔径を有するあらゆる材料）から形成することもできる。
【０１０４】
図９のシステムを、水平方向に整列させ、１７０ミリリットルの赤色水を流出させ、それをわずかに傾斜させることによって、流体除去についてテストした。１０分以内で、１５５ｍｌの水が液体タンク１８２内に収集された（９１％の除去および収集速度）。
【実施例４】
【０１０５】
流体輸送テープの構造化表面内に生産後型押横断溝路が形成されたという点を除き、図８ａに示されているような流体除去システムのセットアップを再びテストした。横断溝路は、厚み０．１８７５インチの加熱された金属板の縁部を用いて形成された（結果として幅約０．１２５インチの横断溝路が得られた）が、加熱したワイヤ、ホットナイフ、または構造化表面１７０内で横断溝路１８７（図１０）を溶融または型押するためのその他の何らかの手段で充分であると思われる。横断溝路１８７は、基板１７２に流体輸送テープ１７０が接着された後に形成され、この横断溝路１８７は、図１０を見ればわかるように、液体輸送フィルム溝路１７５に対して垂直に延びていた。横断溝路１８７の目的は、各アパーチャ１７８に隣接する溝路１７５からアパーチャ１７８まで液体を運ぶことにある。
【０１０６】
実施例４（図１０）の液体除去システムを、水平方向に整列させ、２００ミリリットルの赤色水をその上で流出させ、それをわずかに傾斜させることによって、流体除去についてテストした。１０分以内で、１９０ｍｌの水が液体タンク１８２内に収集された（９５％の除去および収集速度）。
【０１０７】
実施例１〜４の除去および収集速度を比較することで立証されるように、溝路と連絡した状態にあるアパーチャを具備し、次に横断溝路を構成することによって、水平表面上に配置される水の除去および収集速度は著しく上昇する。微細複製された溝路は水を捕獲し、それ自体アパーチャへと導かれている横断溝路までそれを誘導する手段を提供する。後型押された横断溝路を提供することは、テスト対象の実施例の間でその他の条件全てが一定である状態で、流出物を捕捉し除去する上できわめて有効であることが証明された。
【実施例５】
【０１０８】
流体輸送テープ１９０（図１１）を基板（図示せず）に接着させることにより、流体を収集し、輸送しかつ除去する上で使用するための液体除去システム（もう１つの床張り材システム実物模型）を構成した。テープ１９０は、アパーチャが貫通していない点を除き、実施例２のテープ１７０と同じであり、類似の要領で基板に接着された。流体輸送テープ１９０の上に適切なカバー１９４（すなわちリノリウム）を再び載せた。この実施例では、流体輸送テープ１９０の中に全くアパーチャが具備されていない。その代り、（上の溝路１７５と流体的に連絡した状態にある）流体輸送テープ１９０の１つの縁部に沿ったドレンマニホルド１９５が設置され、（矢印１９７の方向に）真空が加えられた。真空は、リノリウム（カバー１９４）の下の部域の連続した乾燥を可能にし、流体流出物を収集する助けとなる。
【０１０９】
流出テストが実施例５の構成について行なわれたが、定量的データは全く収集されなかった。しかしながら、液体の移動および収集のためドレンマニホルドに向かってカバーの下で流出した液体が吸引されることが観察された。
【０１１０】
グループＩＩ−受動輸送例
基板に接着された流体輸送フィルムを、液体の収集、輸送および除去における使用について評価した。評価されたシステムは、ラップトップコンピュータでの使用のために、そして特定的には、液体の流出および汚染からコンピュータのハード商品を保護するようにコンピュータのキーボードの下に設置されるように設計された。システムの側面概略図が図１２ａに例示されている。金属キーボード支持板２０２が、上側面およびその底側面から延びる複数の脚部２０４を有している。脚部２０４はそれ自体、基板またはコンピュータハウジング２０５の上に支持されている。薄いポリエステルシート２０６が、キーボード２０８の底側面と金属板２０２の間で金属板２０２の上側面全体に広がっている。
【０１１１】
このアセンブリについて実施された流出テストを、吸収性ペーパータオルを用いて評価した。タオルアセンブリ２１０といったような、中央ペーパータオルアセンブリを金属板２０２と基板２０５の間に位置づけした。基板２０５上で、金属板２０２の端部に、側方ペーパータオルアセンブリ２１２および２１４を心合せした。図１２ｂは、キーボード２０８の上部表面から見たこの配置の平面図である。上部表面２１６はかくして、液体流出のための液滴ゾーンを構成する（キーボード２０８の下側で、重合体２０６は同様にしてキーボード２０８からの液体の受入れのために心合せされた液滴またはランディングゾーンを有し、重合体シート２０６の片端または両端に隣接して、液体除去ゾーンが構成される）。
【実施例６】
【０１１２】
実施例６では、重合体シート２０６は、キーボード２０６の底面と金属板２０２の上面の間に配置された平坦で構造化されていないポリエステルシートである。ポリエステルシートは、金属支持板２０２にキーボード２０８を保持するための取付け用ネジを収容するようにその中に予めあけられた複数の穴を有していた。
【実施例７】
【０１１３】
実施例７では、重合体シート２０６は、その上部面上に構造化表面を有する流体輸送フィルムである。流体輸送フィルムは、その溝路がキーボード２０８の下に長手方向に延びている、実施例２（および図２ｉ）の流体輸送テープであった。流体輸送フィルムは同様に、キーボード２０８を金属支持板２０２に連結するために使用される締付けネジを収容するようにその中に予めあけられた穴を有していた。
【実施例８】
【０１１４】
実施例８では、流体輸送フィルムが中にあけられたまたは切断された穴を全く有していないという点を除いて、実施例７の場合と同じ流体輸送フィルムを重合体シート２０６として使用した。金属板２０２にキーボード２０を保持するのに使用したネジを直接重合体シート２０６を通してネジ込み、結果としてこれらのネジのまわりに優れた密封性を得た。
【０１１５】
流出テスト
実施例６、７および８の液体除去システムを評価するために、流出テストを実施した。キーボードの「Ｇ」キー上に赤色食品着色料で着色した水１オンス（約３０ミリリットル）を置き、２分間放置した。ラップトップキーボード２０８の中央列内のキーを押し、キーボード２０８を傾斜させ、軽く振動を与えた。観察を行ない、キーボード２０８の縁部および下側で吸収した流体の量を記録した。水がどこに進んでいるかを見極める１つの方法としてペーパータオル２１０、２１２および２１４を使用した。実際の商業的利用分野においては、これらのタオルは存在しない。しかしながら、液体のための収集用装置として役立つように或る種のタンク、吸収剤またはその他の物体といったようないくつかのタイプの収集装置をコンピュータキーボードの利用分野のために使用することができる。さらに、収集された液体があればそれをコンピュータの縁部まで運び、吸収させるかまたはコンピュータハウジングの外に流すことができる。
【０１１６】
実施例６のための流出テストでは、キーボード２０８および金属板２０２の下側に、水の大部分が集まった。水は、傾斜させられ時点でキーボード２０８の前面および背面から溢れ出した。水は、ポリエステルフィルム２０６の表面および底面の両方の上に見られ、金属板２０２の上部表面上に見られた。
【０１１７】
実施例７のための流出テストでは、水はキーボード２０８および金属板２０２の側面および下側に集まった。水は、ネジ用のすきまとしてフィルム２０６の中に具備された穴まで輸送されたことから、金属板２０２の下側に達することができた。傾けられた時点でキーボード２０８の前面または背面から水が溢れ出ることは全くなかった。水はフィルム２０６の上側面および底側面の両方に見い出され、金属板２０２の上部表面の上に見い出された。
【０１１８】
実施例８のための流出テストでは、大部分の水が、キーボード２０８の背面で収集された。傾けられた時点でキーボードの前面または背面から水が溢れ出ることは全くなかった。水は、微細構造フィルム２０６の表面にのみ見い出された。金属板の上側面上には水は全く見い出されなかった（おそらくは、ネジのまわりに予めあけられた穴がないことの結果としてネジのまわりに有効な密封性があったため）。
【０１１９】
以下の表１にこれらの流出テストの結果をまとめている。表１中に示した量は、指示されたさまざまな供給源から収集された水の量（重量による）を表わしている。
【０１２０】
【表１】
2004533564.tif 000005
【０１２１】
実施例６、７および８の流体収集装置には、いかなるキャップ層も具備されなかった（例えば構造化表面全体にわたり接着された不織多孔質フィルタといったような多孔質キャップ層またはフィルタが、ラップトップ利用分野では有用であり得るが）。流出テストの観察およびデータにより立証されるように、水の収集および除去のための微細複製された構造化表面の使用は、隣接する構成要素の湿気に対する露呈を著しく制限することができる。微細構造フィルムが中にあけられた穴を全くもたない実施例８のための流出テストにおいては、金属板の上側面には全く水が見られず、これは、微細構造表面を通って水が全く進んでいかず全てがその上で捕獲され迂回させられたということを意味していた。本発明のアセンブリの商業的利用分野においては、微細構造フィルムは好ましくは、感圧接着剤によってその支持基板に貼付けられている。
【０１２２】
グループＩＩＩ−微細構造材料を利用した蒸発増強
本発明による流体輸送テープを評価するためのもう１つのテストでは、蒸気に起因するテープの構造化表面上の水の重量損失を測定するために環境テストベッドが作り出された。このテストシステムの主要な構成要素は図１３に示されており、環境制御箱２２５、勾配の付いた液体タンク２３０およびデータ収集システム（図示せず）を含んでいる。
【０１２３】
制御箱２２５は、幅７６ｃｍ×長さ１２２ｃｍ×深さ４１ｃｍという寸法を有するように透明なレキサンプラスチックから作られた５面構造の箱（開放した底面を有する箱）であった。この箱はエンドパネル２３２および２３４、サイドパネル２３６および２３８および表面パネル２４０を有していた。パネルはその隣接する縁部に沿って合わせて密封された。乾燥空気の入口穴２４２がサイドパネル２３６内、箱の底面より２０ｃｍ上、そしてエンドパネル２３２から５ｃｍのところに形成した。空気出口穴２４４をエンドパネル２３４との関係において同様の位置に形成した。箱２２５には、乾燥剤カラムに実験用空気供給源を連結し次に導管により入口穴２４２を介してそのカラムを箱２２５に連結することにより１分あたり２立方フィートの速度で箱２２５に乾燥空気を供給した。箱２２５からの外向き空気流を可能にするため出口穴２４４を周囲圧力で放置した。
【０１２４】
上向きにかつ互いから離れるように勾配のついた２つのテストベッド床２４６および２４８を構成するように流体タンク２３０を形成した。テストベッド床および流体タンクのその他の部分は、Ｍ．Ｃ．Ｇｉｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｌ  Ｍｏｎｔｅ，  ＣＡから入手可能なＧＩＬＬＦＬＯＯＲ（登録商標）４０１７Ｔ軽量航空機床張り材パネルから形成された。床２４６および２４８は平滑かつ平坦で、エンドパネル２５０および２５２およびサイドパネル２５４および２５６により支持されていた。中央側方パネル２５８は、「Ｖ字形」溝を横断して走り、流体タンクを２つの並んだ鏡像タンク２３０ａおよび２３０ｂに分割した。流体タンク２３０は長さ７６ｃｍ、幅４４ｃｍであり、中央パネル２６０に隣接して８ｃｍの深さ、エンドパネル２５０および２５２に隣接してゼロｃｍの深さで、水平に対し１１Ｅの勾配で各床２４６および２４８と心合せされた。各々の蒸発実験の開始時点で各タンク２３０ａおよび２３０ｂの中に室温の水を注ぎ込んだ。水の体積は、２つの並んだタンク各々にいて５０ｃｃずつの１００立法センチメートルとなるように量り分けられた。流体タンク２３０は、その共働する勾配付き幾何形状（これは一部分Ｖ字形排水だめを構成している）を理由として液体の意図されない収集によりひき起こされる腐食を受ける航空機主翼ウェル内の構成要素をシミュレートするような形態をしていた。
【０１２５】
データ収集システムは、ＲＳ−２３２直列インタフェースを伴うＯｈａｕｓ  ＧＴ４８００マスバランスに基づいていた。マスバランスは、直列ポートを介してパーソナルコンピュータに接続された。マスバランスを定期的に問合せ、コンピュータ上の読取りを記録するために、カスタムＶｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃアプリケーションが使用された。流量タンクがその上に配置される時点で、バランスの風袋を計り、次に水を加え、水が完全に蒸発するまで、質量測定値を記録した。実験中にその条件についての値を提供するため、制御箱の中に小型の手持ち式湿度・温度監視装置を設置した。
【実施例９】
【０１２６】
実験９においては、１００ｃｃの初期液体体積から出発して、制御箱２２５の内部に収納された場合の流体タンク２３０について、時間との関係における水の質量損失を記録した。テープを幅方向に整列させそれを床２４６および２４８に沿って片端から各床の中央まで下向きに、中央パネル２６２から各床のそれぞれのエンドパネルまで走らせることによって、流体タンクに、流体輸送テープのさまざまな表面積を適用した。流体輸送テープについて選択した幅は、ゼロ（フィルム無し）、５インチ、１０インチおよび１５インチであった。流体輸送テープの組成およびトポグラフィは、これらの実験ランの各々について同じであり、実施例２で使用されているものと同じであった（図２ｉ）。フィルムをテストベッド床に接着させるために用いた感圧接着剤もまた、実施例２で記載されたものと同じであった。
【０１２７】
表２は、初期および最終温度および湿度と共に、テスト対象の異なるフィルム形態の各々について達成された蒸発速度（グラム／分単位）を提示している。各フィルム形態のための実際の質量損失を記録し、これは、現在測定された蒸発速度曲線のプロット（経時的な重量損失の形での蒸発速度）である図１４内に示されている。
【０１２８】
【表２】
2004533564.tif 000006
【実施例１０】
【０１２９】
実験１０では、流体タンク２３０について、質量損失対時間の関係を記録したが、制御箱２２５は使用しなかった。すなわち、流体タンク２３０を実験室の外気環境内で、テストした。以上の実施例９で記載したように、１００ｃｃの初期液体体積を流体タンク２３０上に導入し、フィルムが無い場合と幅１５インチのフィルムの場合において蒸発速度を測定した。環境を制御できなかったことから、温度および湿度条件は記録されず、巨視的差を最小限におさえるため同じ日に、これら２つのフィルム条件のテストを評価した。図１５は、経時的な液体の重量損失に関して収集されたデータを例示している。フィルムが無い条件では０．０４１グラム／分の蒸発速度が達成され、一方構造化表面を担持する幅１５インチのフィルムを用いて、０．２４グラム／分の蒸発速度が達成された。これらの実験はかくして、本発明の流体輸送テープの受動的利用分野における蒸発速度の目覚しい改善を確認している。蒸発は、大気に露呈された液体の表面積が溝路を有する構造化表面上で著しく増大したために著しく増大したと考えられる。微細構造フィルム表面から蒸発した液体は当然、（以上の実施例の場合のように）水であり得るが、利用分野に応じてその他の液体材料でもあり得る。例えば、液体はインクまたは潤滑剤であり得、またそうでなければ、液体は芳香剤または燃料、或いはまたこれらの液体タイプおよび特性のあらゆる組合せであり得る。
【０１３０】
図１６ａおよび１６ｂは、複数の平行な溝路を有する構造化表面の面を横断した流体流効果、そして特定的には、液体が本発明の構造化表面上に配置されている場合に達成される露呈された流体表面積の増大を例示している。上に複数の溝路２５２が構成される構造化表面２５０は、上に導入された液体を有している。この例示例においては、構造化表面は、図２ａと類似したトポグラフィを有し、ピーク２５４および谷間２５６を交互に有する。液体２６０が、構造化表面２５０上に導入されている。溝路２５２は、ｘ方向の液体の空間的分布を増大させるため中に液体を収容する各溝路に沿って液体を自然発生的なウイッキングに付すように形成される。液体２６０が各溝路２５２を満たすにつれて、その空間的分布は同様に各溝路２５２の畝の間でｙ方向にも増大し、液体２６０の半月形の高さは、図１６ｂに見られるように、各溝路２５２内でｚ方向に変動する。各畝に隣接して、液体の露呈した表面２６２はさらに高くなっている。３次元でのこの効果は、液体２６０の露呈された蒸発に関し能動的な表面積を増大させるのに役立ち、このことはそれ自体構造化表面２５０からの液体２６０の蒸発速度を高める効果を有する。テスト結果からわかるように、蒸発速度は、微細構造溝路に沿って液体が自然発生的にウイッキングを示した結果として表面上の液体の「ぬれ」が増幅することによって、および各溝路内の液体の半月形のさらなる増幅によって、著しく増大する。最終的結果は、周囲大気条件に対する液体の表面積のより優れた露呈にある。蒸発速度はさらに、液体２６０の表面および構造化表面２５０を横断して移動する空気流を導入することによってさらに高めることができる。
【０１３１】
以上では特定的テストされなかったが、本発明による微細構造フィルムは同様に、（湿気が環境に放出される蒸発とは異なり、環境から湿気を捕捉する）凝縮の利用分野についても有益な効果を有する。両方の現象共、熱エネルギー成分を含んでいる。凝縮が起こるためには、微細構造フィルム表面上の液体ランディングゾーンは、液体をその溝路上で凝縮させるのに充分なほど環境よりも低い温度にある。液体がひとたびそのように凝縮した時点で、このとき溝路は、液体流を制御し、収集された液体を適当な液体除去ゾーンまで迂回させて収集またはさらなる取扱いができるようにするのに役立つ。
【０１３２】
グループＩＶ−高分子微細構造フィルムアセンブリを介した熱および質量移送の増強
指摘した通り、本発明の微細構造表面は、蒸発中ならびに凝縮中の質量移送を増強するのに使用することができる。これらの実施例は、能動的流体流の場合と同様表面上に能動的空気流が存在する場合における構造化されていない材料表面に比べて、微細構造表面フィルムアセンブリを使用することにより蒸発速度がいかに高められるかを示している。流体輸送フィルムは、支持構造または任意の自立式アセンブリの上を含めたあらゆる手段によって、液体流に提示され得る指摘される結果としての利点には、蒸発冷却効果、加湿、蒸発ならびに気体流からの凝縮除去が含まれる。
【０１３３】
蒸発冷却においては、蒸発を通して水を効率よく冷却するために数多くの方法が利用されてきた。数多くのプロセスが、利用可能な表面水の一般的な夏季温度より低い温度で冷却材を必要とすることから、蒸発冷却の主たる産業上の利用分野は、大量の水を冷却するための空気−水接触にある。噴水池によって比較的少量の水が冷却され、一方最高１０万ガロン／分のさらに大量の水が冷却塔中で冷却される。冷却塔では、水は、水流の直接的落下を妨げて往々にして水を液滴へと分割することにより環境に露呈された水の表面積を増大させるように設計された構造であるフィルパック全体にわたり下向きに滝のように落下する。水の露呈された表面積全体にわたる空気の流れのためフィルパック内には開放通路が設けられている。空気流は交叉していてもよいし、上向きで水流に対し向流であってもよいし、その両方の組合せであってもよい。木材の羽根板、板およびプラスチックのハニカム構造で形成されたフィルパックを用いて、質量移送速度を改善すると同時に空気流内への液体の同伴を最小限にするように空気／液体界面を展開させた。蒸発装置内では、蒸発速度を増大させるために、真空および板を使用した。一部の蒸発システムでは、液体および気体を仕切るより多くの界面部域を生成するように、液体を噴霧する。先行技術の気体／液体接触アセンブリ（蒸発冷却器については、加湿器、熱交換器など）の例は、米国特許第３，７９２，８４１号、同第３，３９５，９０３号、同第３，５００，６１５号、同第５，０５５，２３９号および同第５，８１１，０３５号の中で示されている。
【０１３４】
本発明においては、界面面積は、微細複製されたフィルム表面のぬれに基づいて増大させられ、気体流内への液相の同伴は、表面付着力の増大（すなわち構造の液体の間の接触面積の増大）に起因して最小限になる。実験から、一部のケースでは、微細構造化されていない表面に比べ質量移送の１００％の改善が達成でき、固体／液体界面の追加が液体の空気同伴の確率を低下させることになる液体付着力の追加を提供する、ということが示された。その他の利用分野（例えば加湿）では、液体支持表面として、プリーツ加工された紙といったようなフォームおよび繊維質構造が往々にして使用される。これらの利用分野では、不揮発性成分のスケーリングが標準的に表面上に蓄積し、これが生体の生長および加湿性能の低下を導く。本発明の微細構造フィルムを用いると、このようなスケーリングを容易に清浄または除去することができる。藻類および／または細菌の成長に関しては、その成長を防止するためにフィルム内に抗菌剤を含浸させることができる。
【０１３５】
同伴された薄霧または煙霧を融合させる場合、本発明は、平滑な表面よりも効率良く液滴が表面に付着できるようにする高表面積媒体と液体を遭遇させる手段を提示している。微細構造媒体の表面に沿ったウイッキングの作用が、凝縮物収集装置を通しての液体の流れを妨害することなく液体流を容易にし、かくして、媒体を横断する圧力降下を最小限におさえ、水を所望の要領で所望の場所まで導く。
【０１３６】
１つの好ましい実施形態では、本発明は、第１および第２の表面およびフィルムの第１の表面を横断して液体を移動させるための手段を含む、１つの表面全体にわたって移動する液体の蒸発速度を増強させるためのアセンブリである。第１の表面は、上に溝路を有する高分子微細構造担持表面であり、移動する液体を上に支持するように適合される。溝路は、第１の表面上の液体の露呈された能動的蒸発表面積が、各溝路内の移動液体の半月形の高さ変動により増大させられるように、間に谷間を伴う一般に離隔した突出部分により構成される。液体を移動させるための手段は、ポンプ、圧力差、重力などといった適切なあらゆるポテンシャル生成構造またはシステムまたはそれらの組合せを含み得る。
【０１３７】
以下の実施例においては、流体輸送フィルム上の溝路は、平行であり、液体流の方向に向けられている。しかしながら必ずしもこうである必要はない。流体流との関係において直交して延びるかまたは流体流の方向との関係において偏向させられた溝路、ならびに、界面表面積を増大させるために微細複製された表面からのさらなる突出部分を提供する可能性を含め、相対的な溝路および液体流方向性についての追加のオプションが可能である。
【０１３８】
図１７ａを見ればわかるように、４５Ｅだけ傾斜した平面基板２８０を内蔵する実験用セットアップを用いて、この実験グループの蒸発または冷却速度を決定した。基板２８０は、上端部２８４および下端部２８６を伴う平面の上部表面２８２を有している。ポリテンフィルム層２９０が基板２８０の上部表面２８２上に整列される。これらの実験においては、ポリテン層２９０は、上部表面２８２に接着されず、上部表面２８２上に配置されるだけであった。
【０１３９】
給水源２９２は、基板２８０の上端部２８４に隣接してフィルム２９０上に水２９５を降ろすように導かれた導管２９４を有していた。水２９５は、フィルム２９０を下へと流れ、収集ダム（図示せず）の中で底面端部２８６に隣接して収集され、そこから収集タンク２９６内へと降ろされた。各々のケースにおいて、フィルム２９０は幅４インチであり、水の温度はフィルムの表面で、次に再びフィルムの底面で測定された。基板２８０の底面端部２８６に隣接して位置づけされた標準的カーペットファン２９８を用いて、フィルム２９０の微細構造表面全体にわたる空気流が提供された。図示されているように、ファン２９８からの空気流は、フィルム２９０上で水流とは反対の方向に導かれた。ファン２９８によって提供される空気速度は、ファン２９８への入口部域を制限することによって制御され、フィルム２９０の表面に隣接する熱線風速計を用いて測定された。
【０１４０】
このシステムを用いた実験は、空気速度の効果、水流速度およびフィルム表面のマイクロトポグラフィを評価した。データは、フィルムの表面とフィルムの底面の間の水温差として提示され、ここで、水の温度は、蒸発速度と水の付随する潜熱の関数として低下した。空気は、公称で７０ＥＦおよび相対湿度５０％の標準的実験内部空気であった。
【０１４１】
以下の５つの材料をテストした。
【実施例１１】
【０１４２】
平滑なポリテンフィルムには０．５重量％のＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００添加物が含まれている。
【実施例１２】
【０１４３】
線形溝路を伴う微細構造溝路表面を有するポリテンフィルム。該ポリテンフィルムは、０．５重量％のＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００添加物を含有していた。フィルムの微細構造表面を作るのに用いた金型パターン工具は、深さ２０ミルで４５度の溝角度∃を有する溝路を構成するように形成されたパターン面を有していた（例えば図１７ｂ参照））。溝路は、基板２８０によって構成される斜面を走り降りるように整列された。
【実施例１３】
【０１４４】
ポリテンフィルムは、線形溝路を伴う微細構造溝路表面を含有する。該ポリテンフィルムは、０．５重量％のＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００添加物を含有していた。フィルムの微細構造表面を作るのに用いた金型パターン工具は、深さ１０ミルで８０度の溝角度を有する溝路を構成するように形成されたパターン面を有していた。溝路は、基板２８０によって構成される斜面を走り降りるように整列された。
【実施例１４】
【０１４５】
線形溝路を伴う微細構造溝路表面を有するポリテンフィルム。該ポリテンフィルムは、０．５重量％のＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００添加物を含有していた。フィルムの微細構造表面を作るのに用いた金型パターン工具は、深さ８ミルで、入れ子式矩形溝路を伴う溝路を構成するように形成されたパターン面を有していた。横断面では、このフィルムは、より大きい矩形主要溝路の基部に４つの小さい矩形の溝路を伴って、図１８のフィルムのような形態を有していた（米国特許第５，７２８，４４６号の表Ｉ中のパターン５と同じ形態）。このフィルムの微細構造化された重合体表面のための相対的寸法および角度は、以下の通り詳述されている。すなわち、一次溝角度幅３３１＝１０Ｅ、一次溝間隔どり３３２＝２２９ミクロン、一次溝深さ３３３＝２０３ミクロン、切欠き内抱角３３４（図１８ａ参照）＝９５Ｅ、二次溝角度幅３３５＝１０Ｅ、二次溝間隔どり３３６＝５０ミクロン、二次溝深さ３３７＝４１ミクロン、一次ピーク頂部幅３３８＝２９ミクロン、二次ピーク頂部幅３３９＝２９ミクロン、一次溝基部幅３４０＝１６３ミクロン、二次溝基部幅３４１＝１３ミクロンおよび一次溝壁角度幅３４２＝１０Ｅ。溝路は、基板２８０により構成される斜面を走り降りるように整列された。
【実施例１５】
【０１４６】
線形溝路を伴う微細構造溝路表面を有するポリテンフィルム。該ポリテンフィルムは、０．５重量％のＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００添加物を含有していた。フィルムの微細構造表面を作るのに用いた金型パターン工具は、深さ４５ミルで４０度の溝角度を有する溝路を構成するように形成されたパターン面を有していた。溝路は、基板２８０によって構成される斜面を走り降りるように整列された。
【０１４７】
以下のような３つの動的空気流／水流条件下で、上述のポリテンフィルムの５つの材料標本をテストした：
・ケース１−１５２メートル／分の空気流および１００グラム／分の水流
・ケース２−１５２メートル／分の空気流および３３０グラム／分の水流
・ケース３−３０５メートル／分の空気流および３３０グラム／分の水流。
ケース１、２および３の条件下での５つの実施例１２−１５の評価の結果は、下表３に詳述されている。
【０１４８】
【表３】
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【０１４９】
実施例１２（平坦なフィルム）と実施例１３〜１６（微細構造フィルム）を比較することでわかるように、蒸発を非常に有意に増強するため能動的流体および空気流と結びつけて微細複製された構造化表面を使用することは、蒸発の速度に影響を及ぼす。ほぼ全てのケースにおいて、蒸発速度は同じ条件下で平滑なフィルム表面との関係において著しく増大する。対向する空気流および水流の速度の関係もまた、或る種の条件についての微細複製された表面の最適化のトポグラフィの考慮と同様に、例示されている。
【０１５０】
図１７ｂは、微細構造フィルム表面２９０上の液体２９５の厚みが、溝路の深さよりも大きく、かくして隣接する畝全体にわたり溝路を連絡しているような条件を例示している。この状況では、フィルム２９０の微細構造表面はなおも液体の露呈表面積に影響を及ぼし、液体２９５が畝全体にわたって通過するにつれてその中に波形起伏を形成する。この場合、液体の厚みは充分に薄いことから、液体はフィルム表面トポグラフィを「見」、かくして微細構造表面は環境に露呈された液体２９５の表面積に対し効果を与える（拡大する）。液体の厚みが増大するにつれて、波形起伏はさほど強調されず、その結果、液体の露呈された表面積に対するトポグラフィの効果は少なくなる。図１７ｂは、フィルム２９０全体にわたる１つの液体流速を例示している。流速が低下すると、フィルム２９０上の液体２９５の厚みは減少し、場合によって図１６ｂに例示されているもののような条件を呈することになる。いずれの場合でも、液体の厚みが、微細構造表面のトポグラフィが（その浸水特性および半月形特性に影響を及ぼすことによって）液体の露呈表面積に影響を及ぼすようなものであるかぎり、液体の蒸発速度は増強されることになる。
【０１５１】
本発明は、流体輸送微細構造テープアセンブリを記載している。微細構造表面は、本来水性または非水性である流体をウイッキングに付すための手段を提供する。表面は、（耐久性のための）注型樹脂またはポリオレフィン材料で構成され得る。接着剤は、所望の流体流と一貫性ある要領で１つの構造にテープを組み立てるための手段を提供する。例えば難燃性、親水性、殺菌力、疎水性といった性質、または酸性、塩基性または油性材料をウイッキングに付す能力を伴ってテープに付与するさまざまな添加物でテープを作ることが可能である。テープは、工業的設計における最適な流体流のために望まれる放射状交差、線形またはその他のあらゆるカスタムまたはランダムパターンに心合せされている「Ｖ」字形または「Ｕ」字形または矩形形状の微細構造（またはその組合せ）を利用することができる。テープは、能動または受動的利用分野で使用可能である。能動的システムは、ポテンシャルがテープ表面を横断して加えられ、体積流体運動のための駆動力となるような状況を構成する。能動的システムは、マニホルドその他のテープ表面を横断してポテンシャルを加える装置を伴う利用分野へと設計でき、またそうでなければ既存のポテンシャル供給源（すなわち風または圧力差）を利用するように設置することもできる。テープは、ドレン、吸収性材料または収集用パンといったような収集箇所と組合せることによっても管作用を通して流体を輸送および除去することができる。テープは同様に、同じ毛管メカニズムを通して流体を送達するために使用することもできる。テープはまた、蒸発メカニズムを通して流体を分散させることもできる。
【０１５２】
本発明のテープは、最小限の湿気の進入で、複合構造全体にわたる流通を可能にする取付け手段を提供する。該取付け手段は、接着式、機械式、静電式、磁気式または弱力式の取付け手段といったあらゆる取付け手段でありうる。取付け手段が接着式である場合、接着剤は構造式または感圧式であり得、広範なアクリレート、非極性アクリレート、合成ゴム、ポリオレフィンまたは天然ゴムを含む。機械式取付け手段としては、プラスティフォーム、ロック用テーパー、またはフックアンドループ裏当て材が含まれる。本発明のテープは、航空宇宙産業（すなわち流体用蒸発および収集メカニズムによる腐食の削減）、タービンエアコンプレッサ（凝縮ノックアウト効率の改善から）、工業プロセスにおける油分離、冷凍における凝縮物の除去、什器の利用分野における凝縮物収集効率、電子利用分野での流出制御（例えばコンピュータキーボード）、連続的流体除去を用いた除水、危険流体（すなわち溶剤、油圧油、酸性媒質または塩基性媒質の除去および／または収集、増大した効率での流体の送達（例えばインク、コーティング、燃料、芳香剤など）、特定の液体（例えば水、インクまたはその他の流体スプレー）の１つの表面からの除去、および検出装置を組合わせることによる危険なまたは危険でない流体の検出といったような、流体管理の恩恵を享受する多種多様な工業的利用分野において使用可能である。
【０１５３】
この開示においては、本発明の複数の代替的実施形態が開示されている。これらのさまざまな実施形態の特徴を、関与する流体流利用分野に応じてあらゆる所望の組合せ、形態またはアセンブリの形で作り上げることができる、ということは明白である。従って、当業者には、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本発明のさまざまな修正および変更が明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１ａ】表面上の液体の相互作用を例示するために使用される概略図である。
【図１ｂ】表面上の液体の相互作用を例示するために使用される概略図である。
【図２】本発明の流体制御フィルムの実施例の切断横断面図である。
【図３ａ】構造化された層、真空源と連続状態にある多数の離散的溝路を提供するように構造化された層全体にわたり組立てられたキャップ層、および構造化層を基板に結合する接着剤層を有する、本発明による能動的流体輸送装置の斜視図である。
【図３ｂ】本発明によって作られた構造化層の積重ねた配置を、部分断面図で例示している。
【図４】本発明による代替的能動流体輸送装置の斜視図である。
【図５】図４の能動流体輸送装置の一部分の大幅に拡大した断面図である。
【図６ａ】本発明による能動流体輸送装置の中で使用可能な代替的溝路構造を例示する、構造化された層の平面図である。
【図６ｂ】本発明による能動流体輸送装置の中で使用可能な代替的溝路構造を例示する、構造化された層の平面図である。
【図７ａ】本発明の代替的能動流体輸送装置の概略図である。
【図７ｂ】例示を目的としてキャップ層を部分的に切断した、図７ａの装置の平面図である。
【図８ａ】本発明の代替的能動流体輸送装置の概略図である。
【図８ｂ】例示を目的としてキャップ層を部分的に切断した、図８ａの装置の平面図である。
【図９】アパーチャの間に整列した吸収性ストリップを伴い、例示を目的としてキャップ層を部分的に切断した、図８Ｂに類似した装置の平面図である。
【図１０】アパーチャの間に形成された横断溝路を伴い、例示を目的としてキャップ層を部分的に切断した、図８ｂに類似した装置の平面図である。
【図１１】側面液体収集マニホルドを利用し、例示を目的としてキャップ層を部分的に切断した、本発明の代替的能動流体輸送装置の平面図である。
【図１２ａ】本発明の収集および除去属性を評価するために用いられるテストアセンブリの概略図である。
【図１２ｂ】図１２ａのテストアセンブリの概略平面図である。
【図１３】本発明の蒸発属性を評価するためのテストアセンブリの斜視図である。
【図１４】テスト対象の蒸発速度のグラフである。
【図１５】テスト対象の蒸発速度のグラフである。
【図１６ａ】一定量の液体を上に伴う本発明の溝路付き微細構造表面の概略図である。
【図１６ｂ】図１６ａのライン１６ｂ−１６ｂに沿った概略断面図である。
【図１７ａ】本発明の熱および質量移送属性を評価する上で用いられるテストアセンブリの概略図である。
【図１７ｂ】図１７ａ内のライン１７ｂ−１７ｂに沿った概略断面図である。
【図１８】例１５の流体制御フィルムの横断断面図である。
【図１８ａ】図１８の流体制御フィルムの一部分のズームアップである。
【図１４】
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【図１５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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