(57)【要約】いくつかの実施形態では、液体含浸表面の生成方法は、約５ｎｍと約２００μｍとの間の平均寸法を有する複数の固体粒子を含む固体粒子溶液を形成することを含む。この固体粒子溶液は、表面上にスプレー堆積させることによって表面に塗布される。含浸液もまた、この表面に塗布される。複数の固体粒子および含浸液は、共に液体含浸表面を形成する。固体粒子溶液と含浸液とが同時に表面上へとスプレー堆積するように、含浸液は固体粒子溶液の塗布後に塗布されてもよく、または固体粒子溶液は含浸液を含んでもよい。【選択図】図４Ｂ
2017515653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体粒子を含む固体粒子懸濁液を形成することと、
前記固体粒子懸濁液を表面上にスプレー堆積させることにより、前記表面に前記固体粒子懸濁液を塗布することと、
前記表面に含浸液を塗布することと、
を含む方法であって、
前記複数の固体粒子の粒子が約５ｎｍと約２００μｍとの間の平均寸法を有し、
前記複数の固体粒子および前記含浸液が前記複数の固体粒子を含む液体含浸表面を共に生成する、方法。
【請求項２】
前記固体粒子懸濁液が界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記界面活性剤が、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、蜜蝋、ドコセン酸、トランス‐１３‐ドコセン酸、ｃｉｓ‐１３‐ドコセン酸、ノニルフェノキシトリ（エチレンオキシ）エタノール、およびフルオロケミカルのうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の固体粒子の前記粒子が約１０ｎｍと約１００μｍとの間の平均寸法を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の固体粒子の粒子が約５ｎｍと約１μｍとの間の平均寸法を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の固体粒子の粒子が約１μｍと約５０μｍとの間の平均寸法を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の固体粒子が、第１の平均寸法を有する第１の複数の固体粒子と、前記第１の平均寸法と異なる第２の平均寸法を有する第２の複数の固体粒子とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スプレー堆積の前に前記表面を粗面化することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記粗面化することが、化学的エッチング、機械的エッチング、射出成形による予めのテクスチャ加工、および吹込み成形のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記スプレー堆積が、ＳｐｒｉＭａｇＴＭ噴霧器、空気噴霧器、無気噴霧器、超音波スプレーコータ、熱スプレーコータ、プラズマスプレーコータ、電弧スプレーコータ、および粉末スプレーコータのうちの少なくとも１つを使用して実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記固体粒子懸濁液が前記含浸液を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記含浸液を前記塗布することが、前記固体粒子懸濁液を前記塗布することの後に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
溶媒および複数の固体粒子を含む固体粒子懸濁液を形成することと、
前記固体粒子懸濁液を表面上にスプレー堆積させることにより、前記表面に前記固体粒子懸濁液を塗布することと、
前記溶媒の少なくとも一部分を蒸発させ、それによってテクスチャ加工表面を生成することと、
前記テクスチャ加工表面に含浸液を塗布して液体含浸表面を生成することと、
を含む方法であって、
前記複数の固体粒子の粒子が約５ｎｍと約２００μｍとの間の平均寸法を有する、方法。
【請求項１４】
前記固体粒子懸濁液内の前記溶媒の重量パーセント濃度が約５０％から約９９．９％の範囲内である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の固体粒子が、不溶性繊維、蝋、多糖類、フラクトオリゴ糖、金属酸化物、モンタン蝋、褐炭、泥炭、オゾケライト、セレシン、歴青、ペトロラタム、パラフィン、微結晶蝋、ラノリン、金属またはアルカリのエステル、ココナツ粉末、アーモンド、ジャガイモ、小麦、パルプ、ゼイン、デキストリン、セルロースエーテル、酸化第二鉄、酸化第一鉄、シリカ、粘土鉱物、ベントナイト、パリゴルスカイト、カオリナイト、バーミキュライト、燐灰石、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、窒化ホウ素、ギ酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、硫化ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アガー、ゼラチン、ペクチン、グルテン、アルギン酸デンプン、およびカラギーナンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
噴霧空気圧を調節することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記スプレー堆積中に前記固体粒子懸濁液の温度を調節することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
スプレー堆積前に前記表面の温度を修正することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
スプレー堆積中に前記表面の温度を修正することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
スプレー堆積後に前記表面を加熱または冷却することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記スプレー堆積後に、堆積された固体粒子の少なくとも１つの乾燥条件および／または乾燥時間を調節することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記表面に前記固体粒子懸濁液を塗布することが前記第１の固体粒子懸濁液の第１のコーティングを塗布することを含む、請求項１３に記載の方法であって、前記方法は第２の固体粒子懸濁液の第２のコーティングをスプレー堆積させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２のコーティングを前記スプレー堆積する前に前記第１のコーティングの少なくとも一部分を乾燥させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
含浸液および複数の固体粒子を含む固体粒子懸濁液を形成することと、
前記固体粒子懸濁液を表面上にスプレー堆積させることにより、前記固体粒子懸濁液の少なくとも１つのコーティングを前記表面に塗布し、それによって液体含浸表面を生成することと、
を含む方法であって、前記複数の固体粒子の粒子が約５ｎｍと約２００μｍとの間の平均寸法を有する、方法。
【請求項２５】
前記固体粒子懸濁液が溶媒をさらに含み、前記固体粒子懸濁液内の前記溶媒の重量パーセント濃度が約５０％未満である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記含浸液が、シリコンオイル、パーフルオロカーボン液、ハロゲン化バキュームオイル、グリース、潤滑剤、フッ素化冷却材、イオン液体、水と混和しないフッ素化イオン液体、ＰＤＭＳを含むシリコンオイル、フッ素化シリコンオイル、液体金属、合成油、植物油、電気粘性流体、磁性流体、強磁性流体、誘電性液体、炭化水素液体、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）、フルオロカーボン液体、冷媒、バキュームオイル、相転移材料、半液体、ポリアルキレングリコール、飽和脂肪酸または飽和二塩基酸のエステル、ポリ尿素、滑液、および体液のうちの少なくとも１つを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記固体粒子が融解している、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[関連出願の相互参照]
[0001]  本出願は、２０１４年３月２５日出願の「液体含浸表面形成のためのスプレープロセスおよび方法（Ｓｐｒａｙ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ）」と題された米国仮特許出願第６１／９６９，９７１号の優先権および利益を主張し、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  本明細書に記載される実施形態は、液体含浸表面の形成方法に関し、特に液体含浸表面を形成するためのスプレーコーティングプロセスに関する。
【０００３】
[0003]  過去１０年間でのマイクロ／ナノ加工表面の出現により、熱流体科学における多種多様な物理現象を強化する新たな技術が利用可能となっている。例えば、マイクロ／ナノ表面テクスチャを用いることで、より小さい粘性抵抗、氷およびその他の材料に対するより低い付着性、自浄性、ならびに撥水性を実現することができる非濡れ性表面が提供されている。こうした改善は、概して、固体表面とそれに隣接する液体との間の接触の減少（すなわち、濡れの低減）によりもたらされる。
【０００４】
[0004]  対象となる非濡れ性表面の１つのタイプに、超疎水性表面がある。一般的に、超疎水性表面は、疎水性コーティングなどの本質的に疎水性である表面上に、マイクロ／ナノスケールの粗さを含む。超疎水性表面は、マイクロ／ナノ表面テクスチャ内部の空気‐水界面によって、水との接触に耐える。
【０００５】
[0005]  既存の非濡れ性表面（例えば、超疎水性、超疎油性（ｏｌｅｏｐｈｏｂｉｃ）および超疎金属性（ｍｅｔａｌｌｏｐｈｏｂｉｃ）表面）の短所の１つは、表面の非濡れ性能を消失させる、突き刺し（ｉｍｐａｌｅｍｅｎｔ）を生じやすいことである。突き刺しは、衝突する液体（例えば、液滴または液流）が表面テクスチャ内部に閉じ込められている空気に取って代わった場合に生じる。突き刺しを防止するための従来の取り組みでは、表面テクスチャの寸法をマイクロスケールからナノスケールへと縮小することに焦点が当てられている。
【０００６】
[0006]  既存の非濡れ性表面の別の短所は、氷の形成および付着が生じやすいことである。例えば、既存の超疎水性表面上に霜が形成された場合、表面は親水性となる。凍結条件下では、水滴が表面にくっつき、氷が蓄積し得る。氷は表面のテクスチャと噛合うことがあるため、氷の除去は困難な場合がある。同様に、こうした表面が、例えば脱塩または油およびガスの用途におけるように、塩で飽和した溶液に露呈される場合、薄片が表面上に溜まり、結果として機能性が損なわれる。既存の非濡れ性表面の同様の限界としては、表面上での水和物の形成、および、その他の有機または無機堆積物の形成に伴う問題が含まれる。
【０００７】
[0007]  したがって、より頑丈な非濡れ性表面が必要とされている。特に、より耐久性があり、繰り返し使用された後であっても高い非濡れ特性を維持することができる非濡れ性表面が必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  本明細書に記載する実施形態は、広義には液体含浸表面の生成方法に関し、特に、液体含浸表面を生成するためのスプレーコーティングプロセスに関する。いくつかの実施形態では、液体含浸表面の生成方法は、約５ｎｍと約２００μｍとの間の平均寸法を有する複数の固体粒子を含む固体粒子懸濁液を形成することを含む。この固体粒子懸濁液は、表面上にスプレー堆積させることによって表面に塗布される。含浸液もまた、この表面に塗布される。複数の固体粒子および含浸液は、共に液体含浸表面を形成する。固体粒子懸濁液と含浸液とが同時に表面上にスプレー堆積するように、固体粒子溶液の塗布後に含浸液を塗布することができ、あるいは、固体粒子溶液が含浸液を含んでもよい。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングプロセスは、噴霧空気圧を調節することによって、堆積した固体粒子の表面粗さを改善することを含んでよい。いくつかの実施形態では、堆積した固体粒子の乾燥条件および乾燥時間を調節することによって、スプレーコーティングされた固体フィーチャの表面粗さを改善することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子および含浸液を共に表面上に堆積させることによって、液体含浸表面を形成することができる。いくつかの実施形態では、表面上にスプレー堆積させながら、固体粒子懸濁液の温度を修正（すなわち、加熱または冷却）することによって、表面テクスチャを改善することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子懸濁液を表面上にスプレーコーティングする前または後に、表面の温度を修正（すなわち、加熱または冷却）することによって、表面テクスチャを調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0009]  図１Ａは従来の非濡れ性表面に接触する製品の概略断面図であり、図１Ｂは製品が表面を突き刺している従来の非濡れ性表面を示す。
【図２】[0010]  一実施形態による液体含浸表面の概略断面図を示す。
【図３】[0011]  図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、第１の構成および第２の構成にある、容器の首部を把持し、容器を回転させるための、一実施形態による装置を示す。
【図４】[0012]   図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、第１の構成および第２の構成にある、容器の首部を締め付け、容器の内側表面をスプレーコーティングするための、一実施形態による装置を示す。
【図５】[0013]   図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、第１の構成および第２の構成にある、容器の基部を締め付け、かつ容器を回転させることによって、スプレーコータノズルによって容器の内部容積へと送達されて容器の内側表面上に送達される固体粒子溶液および／または含浸液を均質に堆積させるための、一実施形態による装置を示す。
【図６】[0014]  固体粒子溶液の単一のコートでコーティングされたＰＥＴ容器の内側表面の干渉法による画像を示す。
【図７】[0015]  固体粒子溶液の５つのコートでコーティングされたＰＥＴ容器の内側表面の干渉法による画像を示す。
【図８】[0016]  噴霧空気圧３０ｐｓｉで固体粒子溶液をコーティングした、第１のＰＥＴボトルの内側表面の干渉法による画像を示す。
【図９】[0016]  噴霧空気圧６０ｐｓｉで固体粒子溶液をコーティングした、第２のＰＥＴボトルの内側表面の干渉法による画像を示す。
【図１０】[0016]  噴霧空気圧９０ｐｓｉで固体粒子溶液をコーティングした、第３のＰＥＴボトルの内側表面の干渉法による画像を示す。
【図１１】[0017]  スプレーコーティングの堆積後の様々な時点で、周囲条件において、オーブン内で、または窒素の強制流によって乾燥させた、様々なＰＥＴ容器の内側表面上の固体粒子コーティングの重量を示す。
【図１２】[0018]   図１２Ａおよび図１２Ｂは、加熱された固体粒子溶液でスプレーコーティングされた内側表面を含む、第１のＰＥＴボトルおよび第２のＰＥＴボトルの光学画像を示す。
【図１３】[0019]  図１２Ｂに示す第２のボトルの内側表面上に堆積した固体粒子コーティングスプレーコーティングの干渉法による画像を示す。
【図１４】[0020]  溶融固体をスプレーすることによって堆積したテクスチャ加工固体でコーティングされた内側表面を含む、ＰＥＴボトルの光学画像を示す。
【図１５】[0021]  図１４に示すボトルの内側表面上に堆積した固体粒子コーティングスプレーコーティングの干渉法を示す。
【図１６】[0022]  溶融固体粒子溶液および含浸液でコーティングされて液体含浸表面を形成する内側表面を含む、ＰＥＴボトルの光学画像を示す。
【図１７】[0023]  表面上に配置された固体粒子コーティングの干渉法による画像を示す。
【図１８】[0024]  高温の溶媒でスプレーした後の図１７の固体粒子コーティングの干渉法による画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0025]  本明細書に記載する実施形態は、広義には液体含浸表面の生成方法に関し、特に、液体含浸表面を生成するためのスプレーコーティングプロセスに関する。いくつかの実施形態では、液体含浸表面の生成方法は、約５ｎｍと約２００μｍとの間の平均寸法を有する複数の固体粒子を含む固体粒子溶液を形成することを含む。この固体粒子溶液は、表面上にスプレー堆積させることによって表面に塗布される。含浸液もまた、この表面に塗布される。複数の固体粒子および含浸液は、共に液体含浸表面を形成する。固体粒子溶液と含浸液とが同時に表面上にスプレー堆積するように、固体粒子溶液の塗布後に含浸液を塗布することができ、あるいは、固体粒子溶液が含浸液を含んでもよい。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングプロセスは、噴霧空気圧を調節することによって、堆積した固体粒子の表面粗さを改善することを含んでよい。いくつかの実施形態では、堆積した固体粒子の乾燥条件および乾燥時間を調節することによって、スプレーコーティングされた固体フィーチャの表面粗さを改善することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子および含浸液を共に表面上に堆積させることによって、液体含浸表面を形成することができる。いくつかの実施形態では、表面上にスプレー堆積させながら、固体粒子溶液の温度を修正（すなわち、加熱または冷却）することによって、表面テクスチャを改善することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子溶液を表面上にスプレーコーティングする前または後に、表面の温度を修正（すなわち、加熱または冷却）することによって、表面テクスチャを調節することができる。
【００１１】
[0026]  設計された化学的性質および粗さを有するいくつかの公知の表面（例えば、「加工表面」）は、多種多様な商業的および技術的用途において極めて有用であり得る、顕著な非濡れ（疎水）特性を保有する。自然から着想を得て、これらの公知の疎水性表面は、そのような疎水性表面と、液体、例えば、水、水性液、またはその他の任意の水性製品との間の接触角を縮小する表面のマイクロまたはナノテクスチャの内部に捕捉されている、エアポケットを含む。これらのエアポケットが安定している限り、表面は非濡れ特性を維持する。しかしながら、エアポケットを含むそのような公知の疎水性表面は、一定の限界、例えば、ｉ）エアポケットは恒久的な濡れ圧力によって崩壊し得る、ｉｉ）エアポケットは周辺の液体内へと拡散し得る、ｉｉｉ）この表面は、テクスチャが損傷した際に頑丈さを損ない得る、ｉｖ）エアポケットは、特殊テクスチャ設計が施されない限り、低表面張力液体に取って代わられ得る、および、ｖ）テクスチャ全体にわたってナノスケールで形成され得る結露または霜核は、濡れ特性を完全に変容させ、テクスチャ加工表面を非常に濡れ性の高いものにし得る、などの限界を呈する。
【００１２】
[0027]   本明細書に記載する液体含浸表面は含浸液を含み、この含浸液は、間隙領域を画定する固体フィーチャのマトリクスを含む表面（すなわち、マイクロテクスチャ加工表面）に含浸するものであり、間隙領域は含浸液のポケットを含む。この含浸液は優先的に固体表面を濡らすように構成され、かつ、マイクロテクスチャ加工表面に強い毛管力で付着するように構成され、その結果、接触液はきわめて高い前進接触角およびきわめて低い転がり角（例えば、約１度の転がり角および約１００度超の接触角）を有する。これによって、接触液が相当な容易さで液体含浸表面上を移動することが可能となる。したがって、本明細書に記載する液体含浸表面は、従来の超疎水性表面に対して、以下を含む一定の顕著な利点を提供する：（ｉ）液体含浸表面は低いヒステリシスを有する、（ｉｉ）そのような液体含浸表面は、自浄特性を有し得る、（ｉｉｉ）高い落下衝撃圧に耐え得る（すなわち、耐摩耗性がある）、（ｉｖ）損傷時に、毛管現象によって自己治癒し得る、および（ｖ）結露を改善する。液体含浸表面、液体含浸表面を作成する方法、およびその用途の例は、２０１３年１１月５日発行の「液体含浸表面、その作成方法、およびそれを実装するデバイス（Ｌｉｑｕｉｄ‐Ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ，  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ，ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ）」と題された米国特許第８，５７４，７０４号、および２０１４年６月２６日公開の「液体含浸表面を採用する装置および方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｌｉｑｕｉｄ‐Ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ）」と題された米国公報第２０１４／０１７８６１１号に記載されており、ここにその内容全体を参照により本明細書に組み込む。表面上に固体フィーチャを形成するために使用される材料、含浸液、可食接触液を伴う用途の例は、２０１２年６月１７日出願の「食品包装および食品加工器具のための自己潤滑式表面（Ｓｅｌｆ‐Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｏｄ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｆｏｏｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）」と題された米国特許第８，５３５，７７９号に記載されており、ここにその内容全体を参照により本明細書に組み込む。無毒性液体含浸表面の例は、２０１５年３月１９日公開の「無毒性液体（Ｎｏｎ‐ｔｏｘｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ）」と題された米国公報第２０１５／００７６０３０号（「‘０３０公報」とも呼ばれる）に記載されており、ここにその内容全体を参照により本明細書に組み込む。
【００１３】
[0028] ]  加えて、本明細書に記載される液体含浸表面の生成方法は、含浸液および／または固体粒子溶液をスプレー堆積させることを含む。固体粒子溶液と含浸液とが同時に表面上にスプレー堆積する（すなわち、固体粒子溶液と含浸液とが「共堆積」する）ように、固体粒子溶液の塗布後に含浸液を塗布することができ、あるいは、固体粒子溶液が含浸液を含んでもよい。固体粒子溶液と含浸液との共堆積は、加工表面の逐次的な製造方法よりも迅速かつ効率的であり、より少ない機器（例えば、２つではなく、噴霧器などの１つの塗布デバイス）のみを必要とし、したがって、より高い製造処理量に結びつき得る。さらに、塗布器具として噴霧器を使用することにより、スプレー圧、温度、方向性、ならびに塗布される材料の厚みおよび／または分布の均一性の調節が可能となる。
【００１４】
[0029]  多くの異なる方法を用いて液体含浸表面を形成することができる。これらの方法の中でも、スプレーコーティングプロセスは、テクスチャ加工表面および／または含浸液を形成することができる固体粒子の容易な堆積を、低コストで可能とし得る。本明細書に記載するスプレーコーティングプロセスおよび方法は、表面粗さが改善され、かつ、より高い耐久性を有する、テクスチャ加工表面（すなわち、その上に複数の固体フィーチャが堆積している表面）の形成を可能にする。いくつかの実施形態では、液体含浸表面は、第１の転がり角を有する第１の表面を含む。複数の固体フィーチャは、複数の固体フィーチャ間の間隙領域を画定するように、第１の表面上に配置される。含浸液は、間隙領域内に配置される。間隙領域は、含浸液が毛管力によって間隙領域内に保持されるように、寸法決めおよび構成される。間隙領域内に配置された含浸液は、第１の転がり角よりも小さい第２の転がり角を有する第２の表面を画定する。
【００１５】
[0030]  いくつかの実施形態では、液体含浸表面を形成するためのスプレーコーティングプロセスは、コーティング全体のテクスチャおよび粗さを改善するために、表面上に固体の多重のスプレーコートを堆積させることを含む。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングプロセスは、噴霧空気圧を調節することによって、堆積する固体粒子の表面粗さを改善することを含んでよい。いくつかの実施形態では、スプレーされた固体コーティングの表面粗さを、堆積した固体粒子の乾燥条件および乾燥時間を調節することによって改善することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子と含浸液とを共に表面上に堆積させることによって、液体含浸表面を形成することができる。いくつかの実施形態では、表面上にスプレーされる固体粒子溶液の温度を調節することによって、表面テクスチャを改善することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子溶液を表面上にスプレーコーティングする前または後に、表面を加熱または冷却することによって、表面テクスチャを調節することができる。
【００１６】
[0031]  本明細書で用いられる用語「約」および「およそ」は、概して、記載されている値のプラスまたはマイナス１０％を意味し、例えば、約２５０μｍは、２２５μｍから２７５μｍを含み得、およそ１０００μｍは、９００μｍから１１００μｍを含み得る。
【００１７】
[0032]  本明細書で用いられる用語「接触液」、「流体」、および「製品」は、区別なく用いられ、特に明記しない限り、流れる固体または液体、例えば、非ニュートン流体、ビンガム流体、またはチキソトロピー流体などの、流れる固体または液体であって、かつ液体含浸表面と接触しているものを指す。
【００１８】
[0033]  本明細書で用いられる用語「転がり角」は、表面上に配置された液体の小滴が転がり始める、表面の傾斜角を指す。
【００１９】
[0034]  本明細書で用いられる用語「スプレー」は、溶融固体、溶液、または固体粒子懸濁液の霧化スプレーまたはミストを指す。
【００２０】
[0035]  本明細書で用いられる用語「複雑性」は、（ｒ−１）×１００％に相当し、ここで、ｒはウェンゼル粗さである。
【００２１】
[0036]  図１Ａおよび１Ｂを参照すると、従来の非濡れ性表面１０は、表面１０上に複数の固体フィーチャ１２が配置されているような、テクスチャ加工表面である。固体フィーチャ１２は、ガス、例えば、空気によって含浸されている、複数の固体フィーチャ間の間隙領域を画定する。製品Ｐ（例えば、非ニュートン流体、ビンガム流体、またはチキソトロピー流体）は、固体フィーチャの頂部に接触するように従来の非濡れ性表面上に配置されるが、ガス‐製品インターフェース１４が、製品が表面１０全体を濡らすことを防ぐ。いくつかの場合、製品Ｐは、含浸ガスと取って代わり、表面１０のフィーチャ１２内部で突き刺し状態となり得る。突き刺しは、例えば、製品Ｐの小滴が高速で表面１０に衝突した場合などに生じ得る。突き刺しが生じた場合、固体フィーチャ１２間の領域を占めるガスは、製品Ｐと部分的または完全に置き換わり、表面１０はその非濡れ性性能を消失する場合がある。
【００２２】
[0037]  図２を参照すると、いくつかの実施形態では、液体含浸表面１００は、その上に複数の固体フィーチャ１１２が配置されている固体表面１１０を含み、複数の固体フィーチャ１１２は複数の固体フィーチャ間の間隙領域を画定するようになっている。含浸液１２０は、複数の固体フィーチャ１１２によって画定されている間隙領域内へと含浸する。製品Ｐは、液体‐製品インターフェース１２４が表面１１０から製品を分離し、製品Ｐが表面１１０を全体的に濡らすことを防ぐような、液体含浸表面１１０上に配置される。
【００２３】
[0038]  製品Ｐは、任意の製品、例えば、非ニュートン流体、ビンガム流体、チキソトロピック流体、高粘性流体、高ゼロせん断速度粘性流体（ａ  ｈｉｇｈ  ｚｅｒｏ  ｓｈｅａｒ  ｒａｔｅ  ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ  ｆｌｕｉｄ）（ずり流動化（ｓｈｅａｒ-ｔｈｉｎｎｉｎｇ）流体）、ずり増粘化（ｓｈｅａｒ-ｔｈｉｃｋｎｉｎｇ）流体、および高い表面張力を有する流体であってよく、かつ、例えば、食品、薬品、健康および／または美容製品、本明細書に記載のその他の任意の製品、あるいはそれらの組み合わせを含んでよい。
【００２４】
[0039]  表面１１０は、第１の転がり角、例えば、表面１１０に接触する製品（例えば、水、食品、薬品、健康または美容製品、あるいは本明細書に記載のその他の任意の製品）の転がり角を有する任意の表面であってよい。表面１１０は、平面、例えば、シリコンウェーハ、ガラスウェーハ、天板、壁、風防、スキーゴーグルのスクリーンなどであってもよく、または、曲面、例えば、容器、プロペラ、パイプなどであってもよい。
【００２５】
[0040]  いくつかの実施形態では、表面１１０は、製品Ｐ（例えば、食品、ＦＤＡ承認薬品、および／または健康または美容製品）を収容するための容器の内部表面を含んでよく、かつ、例えば、管、ボトル、小瓶、フラスコ、金型、広口瓶、桶、カップ、グラス、水差し、樽、大箱、トート、貯槽、小樽、桶、シリンジ、ブリキ製容器、小袋、裏打ち箱、ホース、シリンダ、および缶などを含んでよい。容器は、ほとんどあらゆる所望の形状に構築することができる。いくつかの実施形態では、表面１１０は、ホース、配管、導管、ノズル、注射針、分注チップ、蓋、ポンプの内部表面、および、製品Ｐを収め、搬送し、分配するためのその他の表面を含んでよい。表面１１０、例えば、容器の内部表面は、プラスチック、ガラス、金属、被覆繊維、およびそれらの組み合わせを含む任意の好適な材料で構築することができる。好適な表面は、例えば、ポリスチレン、ナイロン、ポリプロピレン、蝋、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）、パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロテトラフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（プロピレンオキシド）、Ｄ‐ソルビトール、Ｔｅｃｎｏｆｌｏｎセルロースアセテート、フルオロＰＯＳＳ、およびポリカーボネートを含んでよい。容器は、剛性または可撓性材料で構築することができる。箔で裏打ちされた、またはポリマーで裏打ちされた、板紙製または紙製の箱も、好適な容器を形成することができる。いくつかの実施形態では、表面は、固体（ｓｏｌｉｄ）、平滑、テクスチャ加工済み、粗面、または多孔質とすることができる。
【００２６】
[0041]  表面１１０は、容器の内側表面としてよく、また第１の転がり角、例えば、接触液ＣＬ（例えば、洗濯洗剤、または本明細書に記載の他の任意の接触液）の転がり角を有することができる。表面１１０は、平面、例えば角柱状の容器の内側表面、または、曲面、例えば、円形、長楕円形、楕円形、卵形、または別の曲面を有する容器の内側表面としてよい。
【００２７】
[0042]  複数の固体フィーチャ１１２は表面１１０上に配置され、複数の固体フィーチャ１１２間の間隙領域を画定する。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２は、杭、球、マイクロ／ナノ針、ナノグラス（ｎａｎｏｇｒａｓｓ）、孔、窪み、相互に連結した孔、相互に連結した窪み、マイクロおよび／またはナノ表面粗さをもたらすその他の任意のランダムな幾何学的形状であってよい。いくつかの実施形態では、フィーチャの高さは、約１０μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約６０μｍ、約７０μｍ、約８０μｍ、約９０μｍ、または、約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、約１ｍｍまで（これらの間の全ての範囲が含まれる）であってよく、あるいは含浸液１２０の受け取りに適したその他の任意の高さであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２は、約１ｎｍ、約５ｎｍ、約１０ｎｍ、約２０ｎｍ、約３０ｎｍ、約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約７００ｎｍ、約８００ｎｍ、約９００ｎｍ、または約１０００ｎｍの高さを有してよく、これらの間の全ての範囲が含まれる。いくつかの実施形態では、フィーチャの高さは、約１μｍ未満であってもよい。さらに、固体フィーチャ１１２の高さは、例えば、実質的に均一であってよい。いくつかの実施形態では、固体フィーチャは、約１．０１超、約１．０５超、約１．１超、約１．２超、約１．３超、約１．４超、約１．５超、約１．６超、約１．７超、約１．８超、約１．９超、約２．０超、約２．５超、約３．５超、または約１０超のウェンゼル粗さ「γ」を有してよい。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２は、例えば、約１μｍから約１００μｍ、または約５ｎｍから約１μｍの範囲内の間隙空間を有してよい。いくつかの実施形態では、テクスチャ加工表面１１０は、階層的なフィーチャ、例えば、その上にナノスケールフィーチャをさらに含むマイクロスケールフィーチャを有してよい。いくつかの実施形態では、表面１１０は等方的であってよい。いくつかの実施形態では、表面１１０は異方的であってよい。
【００２８】
[0043]  固体フィーチャ１１２は、任意の好適な方法を用いて表面１１０上に配置することができる。例えば、固体フィーチャ１１２は、容器（例えば、ボトルまたはその他の食品容器）の内側に配置してもよく、または、表面自体の一部を成してもよい（例えば、ポリカーボネートボトルのテクスチャは、ポリカーボネートから作られ得る）。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２は、不溶性繊維（例えば、精製木材セルロース、微結晶セルロース、および／またはオートブラン繊維）、蝋（例えば、カルナウバ蝋、木蝋、蜜蝋、ライスワックス、キャンデリラ蝋、フッ素化蝋、シリコン含有蝋、脂肪酸のエステルの蝋、脂肪酸、脂肪酸アルコール、グリセリドなど）、他の多糖類、フラクトオリゴ糖、金属酸化物、モンタン蝋、褐炭および泥炭、オゾケライト、セレシン、歴青、ペトロラタム、パラフィン、微結晶蝋、ラノリン、金属もしくはアルカリのエステル、ココナツ粉末、アーモンド、ジャガイモ、小麦、パルプ、ゼイン、デキストリン、セルロースエーテル（例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒロドキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース）、酸化第二鉄、酸化第一鉄、シリカ、粘土鉱物、ベントナイト、パリゴルスカイト、カオリナイト、バーミキュライト、燐灰石、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、窒化ホウ素、ギ酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、硫化ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アガー、ゼラチン、ペクチン、グルテン、アルギン酸デンプン、カラギーナン、ホエー、および／または本明細書に記載の他の任意の食用固体粒子、あるいはそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、粒子の集まりまたはコーティングから形成され得る。
【００２９】
[0044]  いくつかの実施形態では、表面１１０および／または固体フィーチャ１１２の表面エネルギーを修正して、例えば、表面１１０に対する固体フィーチャ１１２の付着性を増大する、あるいは、固体フィーチャ１１２および／または表面１１０に対する含浸液１２０の付着性を増大することができる。そのような表面改質プロセスは、例えば、スパッタコーティング、シラン処理、フッ化ポリマー処理、陽極酸化、不動態化、化学蒸着、物理蒸着、酸素プラズマ処理、電弧処理、熱処理、その他の任意の好適な表面化学改質プロセスまたはそれらの組み合わせを含み得る。
【００３０】
[0045]  固体フィーチャ１１２は、例えば、杭、球、ナノ針、孔、窪み、相互に連結した孔、溝、隆起、相互に連結した窪み、あるいは、マイクロおよび／またはナノ表面粗さをもたらすその他の任意のランダムな幾何学的形状などの、マイクロスケールフィーチャを含んでよい。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２は、表面上にランダムまたは均一に分散することができるマイクロスケールまたはナノスケール寸法を有する粒子を含んでよい。固体フィーチャ１１２間の特徴的な空間は、約１ｍｍ、約９００μｍ、約８００μｍ、約７００μｍ、約６００μｍ、約５００μｍ、約４００μｍ、約３００μｍ、約２００μｍ、約１００μｍ、約９０μｍ、約８０μｍ、約７０μｍ、約６０μｍ、約５０μｍ、約４０μｍ、約３０μｍ、約２０μｍ、約１０μｍ、約５μｍ、１μｍ、あるいは、１００ｎｍ、約９０ｎｍ、約８０ｎｍ、約７０ｎｍ、約６０ｎｍ、約５０ｎｍ、約４０ｎｍ、約３０ｎｍ、約２０ｎｍ、約１０ｎｍ、または約５ｎｍであってよい。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２間の特徴的な空間は、約１００μｍから約１００ｎｍ、約３０μｍから約１μｍ、または約１０μｍから約１μｍの範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２間の特徴的な空間は、約１００μｍから約８０μｍ、約８０μｍから約５０μｍ、約５０μｍから約３０μｍ、約３０μｍから約１０μｍ、約１０μｍから約１μｍ、約１μｍから約９０ｎｍ、約９０ｎｍから約７０ｎｍ、約７０ｎｍから約５０ｎｍ、約５０ｎｍから約３０ｎｍ、約３０ｎｍから約１０ｎｍ、または約１０ｎｍから約５ｎｍの範囲内であってよく、これらの間の全ての範囲が含まれる。
【００３１】
[0046]  いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２、例えば固体粒子は、約２００μｍ、約１００μｍ、約９０μｍ、約８０μｍ、約７０μｍ、約６０μｍ、約５０μｍ、約４０μｍ、約３０μｍ、約２０μｍ、約１０μｍ、約５μｍ、１μｍ、約１００ｎｍ、約９０ｎｍ、約８０ｎｍ、約７０ｎｍ、約６０ｎｍ、約５０ｎｍ、約４０ｎｍ、約３０ｎｍ、約２０ｎｍ、約１０ｎｍ、または約５ｎｍの平均寸法を有してよい。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２の平均寸法は、約１００μｍから約１００ｎｍ、約３０μｍから約１０μｍ、または約２０μｍから約１μｍの範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２の平均寸法は、約１００μｍから約８０μｍ、約８０μｍから約５０μｍ、約５０μｍから約３０μｍ、または約３０μｍから約１０μｍ、または１０μｍから約１μｍ、約１μｍから約９０ｎｍ、約９０ｎｍから約７０ｎｍ、約７０ｎｍから約５０ｎｍ、約５０ｎｍから約３０ｎｍ、約３０ｎｍから約１０ｎｍ、または約１０ｎｍから約５ｎｍの範囲内であってよく、これらの間の全ての範囲が含まれる。いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２の高さは、実質的に均一であってよい。いくつかの実施形態では、表面１１０は、階層的なフィーチャ、例えば、その上にナノスケールフィーチャがさらに配置されているマイクロスケールフィーチャを有してよい。
【００３２】
[0047]  いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２（例えば、粒子）は、多孔質であってよい。粒子の特徴的な孔サイズ（例えば、孔幅または孔長）は、約５，０００ｎｍ、約３，０００ｎｍ、約２，０００ｎｍ、約１，０００ｎｍ、約５００ｎｍ、約４００ｎｍ、約３００ｎｍ、約２００ｎｍ、約１００ｎｍ、約８０ｎｍ、約５０、または約１０ｎｍであってよい。いくつかの実施形態では、特徴的な孔サイズは、約２００ｎｍから約２μｍ、または約１０ｎｍから約１μｍの範囲内であってよく、これらの間の全ての範囲が含まれる。孔サイズ、孔長、および孔の数を調節することによって、含浸液の流量、製品の流量、および総材料歩留りをより正確に調節することができる。
【００３３】
[0048]  含浸液１２０は表面１１０上に配置され、複数の固体フィーチャ１１２によって画定される間隙領域、例えば、孔、窪み、または、表面１１０によって画定される別のフィーチャ間空間に含浸し、間隙領域内に空気が残存しないようにする。間隙領域は、毛管力によって間隙領域内に含浸液１２０の一部が保持されるように寸法決めおよび構成することができる。複数の固体フィーチャ１１２の間隙領域内に配置される含浸液１２０は、第１の転がり角（すなわち、改質されていない表面１１０の転がり角）よりも小さな第２の転がり角を画定するように構成される。いくつかの実施形態では、含浸液１２０は、室温で、約１，０００ｃＰ未満の粘度、例えば、約５０ｃＰ、約１００ｃＰ、約１５０ｃＰ、約２００ｃＰ、約３００ｃＰ、約４００ｃＰ、約５００ｃＰ、約６００ｃＰ、約７００ｃＰ、約８００ｃＰ、約９００ｃＰ、または約１，０００ｃＰの粘度を有してよく、これらの間の全ての範囲が含まれる。いくつかの実施形態では、含浸液１２０は、約１ｃＰ未満の粘度、例えば、約０．１ｃＰ、約０．２ｃＰ、約０．３ｃＰ、約０．４ｃＰ、約０．５ｃＰ、約０．６ｃＰ、約０．７ｃＰ、約０．８ｃＰ、約０．９ｃＰ、または約０．９９ｃＰの粘度を有してよく、これらの間の全ての範囲が含まれる。いくつかの実施形態では、表面１１０上に配置されている複数の固体フィーチャ１１２の上方に含浸液１２０が少なくとも約５ｎｍの厚さの層を形成するように、含浸液１２０を固体フィーチャ１１２によって画定されている間隙領域に充填することができる。いくつかの実施形態では、含浸液１２０は、表面１１０上に配置されている複数の固体フィーチャ１１２の上方に少なくとも約１μｍの層を形成する。いくつかの実施形態では、複数の固体フィーチャは、例えば、規制団体（例えば、食品医薬品局（ＦＤＡ））のルールおよび規定に準拠して、０．８μｍ未満の平均粗さＲaを有してよい。
【００３４】
[0049]  含浸液１２０は、固体フィーチャ１１２によって画定される間隙空間内に、任意の好適な手段を用いて配置することができる。例えば、含浸液１２０は、テクスチャ加工表面１１０（例えば、ボトルの内側表面上のテクスチャ）上にスプレーするか、ブラシで塗ることができる。いくつかの実施形態では、含浸液１２０を、テクスチャ加工表面１１０を含む容器に充填する、または部分的に充填することによって、テクスチャ加工表面１１０に塗布することができる。次いで、余分な含浸液１２０は、容器から除去される。いくつかの実施形態では、容器に洗浄液（例えば、水）を加えて余分な含浸液を容器から収集または抽出することによって、余分な含浸液１２０を除去することができる。いくつかの実施形態では、余分な含浸液は、機械的に除去され（例えば、固形物体または流体で表面を押し出され）るか、別の多孔質材料を用いて表面１１０から吸収されるか、あるいは、重力または遠心力によって除去され得る。いくつかの実施形態では、含浸液１２０は、含浸液と接触している表面１１０（例えば、容器）をスピンさせ（例えば、スピンコーティングプロセス）、表面１１０上に含浸液１２０を凝縮させることによって配置することができる。いくつかの実施形態では、含浸液１２０は、（例えば、これまでに記載したいずれかの方法を通して）含浸液および１つまたは複数の揮発性液体を含む溶液を堆積させ、この１つまたは複数の揮発性液体を蒸発させることによって塗布される。
【００３５】
[0050]  いくつかの実施形態では、表面１１０に沿って含浸液を広げるまたは押し進める広げ液（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｌｉｑｕｉｄ）を使用して、含浸液１２０を塗布することができる。例えば、含浸液１２０（例えば、オレイン酸エチル）および広げ液（例えば、水）を容器内で組み合わせ、アジテートまたは撹拌し得る。容器内部の流体流は、固体フィーチャ１１２に含浸すると同時に、含浸液１２０を容器内に分布させ得る。いくつかの実施形態では、含浸液をテクスチャ加工表面上にスプレーコーティングすることができる。
【００３６】
[0051]  いくつかの実施形態では、含浸液１２０は、シリコンオイル、パーフルオロカーボン液、ハロゲン化バキュームオイル、グリース、潤滑剤（例えば、Ｋｒｙｔｏｘ１５０６またはＦｒｏｍｂｌｉｎ０６／６）、フッ素化冷却材（例えば、３Ｍによって製造され、ＦＣ‐７０として販売されているパーフルオロトリペンチルアミン）、イオン液体、水と混和しないフッ素化イオン液体、ＰＤＭＳを含むシリコンオイル、フッ素化シリコンオイル、例えば、ポリフルオロシロキサンもしくはポリオルガノシロキサン、液体金属、合成油、植物油、電気粘性流体、磁性流体、強磁性流体、誘電性液体、炭化水素液体、例えば、鉱油、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）もしくはその他の合成炭化水素コオリゴマー、フルオロカーボン液体、例えば、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）もしくはパーフルオロアルケン、冷媒、バキュームオイル、相転移材料、半液体、ポリアルキレングリコール、飽和脂肪酸および飽和二塩基酸のエステル、ポリ尿素、グリース、滑液、体液、またはその他の任意の水性流体、または本明細書に記載のその他の含浸液、あるいはそれらの任意の組み合わせを含んでよい。
【００３７】
[0052]  含浸液１２０に対する固体フィーチャ１１２（例えば、粒子）の比は、固体フィーチャ１１２のいかなる部分も液体‐製品インターフェースの上方に突出することがないように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、この比は約１５％未満、または約５％未満であってよい。いくつかの実施形態では、この比は約５０％未満、約４５％未満、約４０％未満、約３５％未満、約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、または約２％未満であってよい。いくつかの実施形態では、この比は約５％から約５０％、約１０％から約３０％、または約１５％から約２０％であってよく、これらの間の全ての範囲が含まれる。いくつかの実施形態では、実質的に尖った、陥没した、または丸まった表面テクスチャを用いることで、比を低くすることができる。対照的に、平坦な表面テクスチャは高い比につながる場合があり、固体材料が表面で過度に露出することとなる。
【００３８】
[0053]  いくつかの実施形態では、液体含浸表面１００は、室温での液体含浸表面１００の投影表面積に対応する、非浸水固体を表す部分として定義される「浮上エリア部分（ｅｍｅｒｇｅｄ  ａｒｅａ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）」φを有してよく、これは約０．３０未満、約０．２５未満、約０．２０未満、約０．１５未満、約０．１０未満、約０．０５未満、約０．０１未満、または約０．００５未満である。いくつかの実施形態では、φは、約０．００１超、約０．００５超、約０．０１超、約０．０５超、約０．１０超、約０．１５超、または約０．２０超である。いくつかの実施形態では、φは、約０から約０．２５の範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、φは、約０から約０．０１の範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、φは、約０．００１から約０．２５の範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、φは、約０．００１から約０．１０の範囲内であってよい。
【００３９】
[0054]  いくつかの実施形態では、液体含浸表面１００は、表面上での接触液ＣＬの蓄積を最小限にする、有利な小滴転がり特性を有することができる。いかなる特定の理論にも縛られることなく、いくつかの実施形態では、テクスチャ加工固体上に置かれた接触液の小滴が移動を始める、液体含浸表面１００の傾斜角である転がり角は、接触液の特定の体積に対して、約５０°未満、約４０°未満、約３０°未満、約２５°未満、約２０°未満であってよい。そのような実施形態では、転がり角は小滴に含まれる接触液の体積によって変動してよいが、接触液の特定の体積に対しては、転がり角は実質的に同一のままである。
【００４０】
[0055]  いくつかの実施形態では、含浸液１２０は、含浸液１２０の蒸発を防止または低減する１つまたは複数の添加材を含んでよい。例えば、含浸液１２０に界面活性剤を添加することができる。界面活性剤としては、ドコセン酸、トランス‐１３‐ドコセン酸、ｃｉｓ‐１３‐ドコセン酸、ノニルフェノキシトリ（エチレンオキシ）エタノール、メチル１２−ヒドロキシオクタデカネート、１‐テトラコサノール、フルオロケミカル「Ｌ‐１００６」、およびこれらの任意の組み合わせが含まれてよいが、これらに限定されない。本明細書に記載の界面活性剤、および含浸液内に含むことができるその他の界面活性剤の例は、Ｗｈｉｔｅ，Ｉ．の「１００Ｃ付近での水の蒸発に対する界面活性剤の効果（Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗａｔｅｒ  Ｃｌｏｓｅ  ｔｏ  １００Ｃ．）」Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  １５．１（１９７６年）: ５３−５９に見ることができ、この内容全体を参照により本明細書に組み込む。いくつかの実施形態では、添加剤として、Ｃ１６Ｈ３３ＣＯＯＨ、Ｃ１７Ｈ３３ＣＯＯＨ、Ｃ１８Ｈ３３ＣＯＯＨ、Ｃ１９Ｈ３３ＣＯＯＨ、Ｃ１4Ｈ２９ＯＨ、Ｃ１６Ｈ３３ＯＨ、Ｃ１８Ｈ３７ＯＨ、Ｃ２０Ｈ４１ＯＨ、Ｃ２２Ｈ４５ＯＨ、Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＣＨ３、Ｃ１５Ｈ３１ＣＯＯＣ２Ｈ５、Ｃ１６Ｈ３３ＯＣ２Ｈ４ＯＨ、Ｃ１８Ｈ３７ＯＣ２Ｈ４ＯＨ、Ｃ２０Ｈ４１ＯＣ２Ｈ４ＯＨ、Ｃ２２Ｈ４５ＯＣ２Ｈ４ＯＨ、硫酸ドコシル＝ナトリウム（ＳＤＳ）、ポリ（ステアリン酸ビニル）、ポリ（アクリル酸オクタデシル）、ポリ(メタクリル酸オクタデシル)、およびこれらの任意の組み合わせが含まれてよい。添加剤のさらなる例は、Ｂａｒｎｅｓ，Ｇ．Ｔ．の「単一層の、巨大貯水からの水分蒸発を低減する可能性（Ｔｈｅ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｆｏｒ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ  ｔｏ  ｒｅｄｕｃｅ  ｔｈｅ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ｆｒｏｍ  ｌａｒｇｅ  ｗａｔｅｒ  ｓｔｏｒａｇｅｓ）」Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  Ｗａｔｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ９５．４（２００８年）:３３９−３５３に見ることができ、ここに、この内容全体を参照により本明細書に組み込む。
【００４１】
[0056]  接触液ＣＬと接触する液体含浸表面１００は、４つの異なる相、すなわち、含浸液１２０、周囲ガス（例えば、空気）、接触液ＣＬ、およびその上に固体フィーチャ１１２が配置されている表面１１０を画定する。異相間の相互作用は、接触線（すなわち、液体含浸表面に対する接触液滴の接触角を画定する接触線）の形態を決定する。これは、接触線の形態は小滴のピンニングに対して実質的に影響を与え、よって接触液ＣＬの表面上での可動性に実質的に影響を与えるためである。そのような相互作用の詳細、および液体含浸表面と接触する接触液の移動に対してそれらが与える影響の詳細は、上記で参照によって組み込まれている‘０３０公報に記載されている。
【００４２】
液体含浸表面形成のためのスプレーコーティングプロセス
[0057]  いくつかの実施形態では、液体含浸表面１００を、スプレーコーティングプロセスを用いて形成することができる。例えば、固体フィーチャ１１２および／または含浸液１２０を、スプレープロセスを用いて表面１１０上に堆積させることができる。スプレーコーティングプロセスを調節して、所望のテクスチャ、所望の表面粗さ、所望の光学的透明度、固体粒子の所望のサイズ、所望の粒子間空間、および／または液体含浸表面１００の所望の厚みを実現できるようにしてよい。固体フィーチャ１１２を形成する固体粒子および／または含浸液１２０を、任意の噴霧器、例えば、ＳｐｒｉＭａｇＴＭ噴霧器、空気噴霧器、超音波スプレーコータ、熱スプレーコータ、プラズマスプレーコータ、電弧スプレーコータ、またはその他の任意の好適なスプレーコータを使用してスプレーコーティングすることができる。固体粒子には、本明細書に記載のいずれかの固体粒子が含まれてよい。いくつかの実施形態では、固体粒子を溶媒またはキャリア内に溶解して、スプレーコーティングに適した溶液を形成することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子を好適な溶媒および／または含浸液１２０内に懸濁して、表面１１０上にスプレーコーティングされ得る固体懸濁液を形成することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子を融解することができ、溶融状態の粒子を表面１００上に直接スプレーコーティングすることができる。
【００４３】
[0058]  いくつかの実施形態では、固体懸濁液または固体粒子を１つまたは複数の含浸液と混合して、新たな固体粒子溶液を形成することができる。そのような実施形態では、新たな固体粒子溶液における溶媒濃度（重量パーセント）は、約０％、約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、または約９９％であってよい。いくつかの実施形態では、新たな粒子溶液における溶媒濃度は、約５０％から約９９．９％の範囲内である。いくつかの実施形態では、新たな粒子溶液における溶媒濃度は、約０％から約５０％の範囲内（すなわち、約５０％未満）である。いくつかの実施形態では、固体粒子は、約２００μｍ、約１００μｍ、約９０μｍ、約８０μｍ、約７０μｍ、約６０μｍ、約５０μｍ、約４０μｍ、約３０μｍ、約２０μｍ、約１０μｍ、約５μｍ、約１μｍ、約１００ｎｍ、約９０ｎｍ、約８０ｎｍ、約７０ｎｍ、約６０ｎｍ、約５０ｎｍ、約４０ｎｍ、約３０ｎｍ、約２０ｎｍ、約１０ｎｍ、または約５ｎｍの平均寸法を有してよい。固体粒子は、上述の様々な平均サイズの粒子の組み合わせであってよい。粒子サイズの分布は、所望の固体テクスチャまたは表面粗さが得られるように調節することができる。
【００４４】
[0059]  いくつかの実施形態では、含浸液を伴う固体粒子溶液を、任意の噴霧器、例えば、ＳｐｒｉＭａｇＴＭ噴霧器、空気噴霧器、無気噴霧器、超音波スプレーコータ、熱スプレーコータ、プラズマスプレーコータ、電弧スプレーコータ、粉末スプレーコータ、またはその他の任意の好適なスプレーコータを使用して表面１１０上にスプレーコーティングし、液体含浸表面１００を形成することができる。固体および含浸液は、本明細書に記載のいずれかの化学物質を含んでよい。含浸液を伴う固体粒子懸濁液は、１つまたは複数の添加剤を含んで液体培地内の固体粒子を安定化することができる。例えば、界面活性剤を溶液に添加することができる。界面活性剤としては、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、蜜蝋、ドコセン酸、トランス‐１３‐ドコセン酸、ｃｉｓ‐１３‐ドコセン酸、ノニルフェノキシトリ（エチレンオキシ）エタノール、フルオロケミカル、およびこれらの任意の組み合わせが含まれてよいが、これらに限定されない。
【００４５】
[0060]  いくつかの実施形態では、表面１１０を粗面化し（すなわち、「凸凹」または表面「フィーチャ」を備える、「粗面化された」または「予めテクスチャ加工された」表面を形成し）、その後含浸液でスプレーコーティングする。粗面は、（非限定的な例として）以下の１つまたは複数を含む粗面化プロセスによって形成することができる：１つまたは複数のテクスチャ加工フィルム、ポリマー、および／またはプラスチックを上に塗布する；（例えば、表面を酸または塩基などの液体化学物質に接触させるか、またはプラズマエッチングによって）表面１１０を化学的にエッチングする；（例えば、サンドブラスチング、マイクロブラスチング、またはドライアイスブラスチングを介して）表面１１０を機械的にエッチングする；射出成形によって予めテクスチャ加工する；吹込み成形する；または、その他の任意の好適なプロセスを用いて粗面化する。粗面化プロセスによって、表面に粗さまたは「テクスチャ」を付与するが、これらは、例えば基準長さに沿った中心線上の粗さ凸凹の高さの算術平均を表す、（例えばミクロンまたはマイクロインチ単位の）特徴的な平均粗さを有し得るものである。いくつかの実施形態では、その後粗面に塗布される含浸液は、テクスチャと実質的に共形であってよい（例えば、粗面に対して、その輪郭に沿って実質的に均一な厚みを有してよい）。他の実施形態では、その後粗面に塗布される含浸液は、凸凹または表面フィーチャ間の多様な深さおよび／または容積を有し得る空間を充填し、かつ、凸凹または表面フィーチャの頂部を薄くコーティングするのみであるか、または全くコーティングしなくてもよく、これによって実質的に滑らかな（粗くない）頂面が現れる。いくつかの実施形態では、安定した液体含浸表面を形成するために、予めテクスチャ加工された基材の表面化学を異なるプロセスによって変化または改質させることができる。こうした方法には、化学蒸着、物理蒸着、スピンコーティング、ディップコーティング、スパッタコーティングなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
[0061]  いくつかの実施形態では、固体粒子（本明細書に記載のいずれかの固体粒子を含んでよい）の多重のスプレーコートを表面１１０上に堆積させて、表面上に形成される固体フィーチャ１１２のテクスチャ、粗さ、および／または厚みを調節することができる。例えば、いくつかの実施形態では、所望の表面テクスチャを得るためには単一のスプレーコートで十分な場合がある。他の実施形態では、固体フィーチャ１１２の所望のテクスチャを得るために、２つのスプレーコート、３つのスプレーコート、４つのスプレーコート、５つのスプレーコート、または、さらに多くのスプレーコートを表面１１０上に堆積させることもできる。固体粒子の多重のスプレーにより、表面１１０上に形成されるテクスチャの表面粗さおよび複雑性を改善することができる。例えば、固体粒子を溶媒に溶解または懸濁させて、表面１１０上に多数回スプレーコーティングすることが可能な固体粒子溶液または懸濁液を形成することができる。各スプレーは、所定量の固体粒子および溶媒を表面１１０上に供給することができる。溶媒が蒸発すると、固体粒子溶液内の固体粒子は表面１１０上にランダムな配向で沈殿して、固体フィーチャ１１２を形成し得る。第２のスプレーは、第１のスプレーが乾燥してから堆積させることができる。言い換えると、スプレーおよび乾燥のサイクルを交互に行うことによって、多重のスプレーコートを表面１１０上に堆積させることができる。いくつかの実施形態では、乾燥サイクルは、周囲温度および周囲圧力下で実施することができる。いくつかの実施形態では、乾燥サイクルは、コーティングされた表面１１０上への不活性ガス（例えば、窒素）流の強制、加熱、および／またはその他の任意の好適な手段によって、加速することができる。いくつかの実施形態では、連続的にスプレーしながら、空気またはその他の任意の不活性ガスを噴射して対流によって溶媒を蒸発させることにより、スプレーおよび乾燥の連続的なサイクルを実施することができる。
【００４７】
[0062]  いくつかの実施形態では、多重スプレーコートプロセスを用いて、表面１１０上に階層的固体フィーチャ１１２を形成することができる。例えば、まず、第１サイズ範囲の、例えば直径が約１０〜２０μｍの範囲内である固体粒子を有する第１固体粒子溶液を、表面１１０上にスプレーする。第１粒子溶液の上に、実質的に第１サイズ範囲よりも小さい第２サイズ範囲の、例えば直径が約１〜５μｍの範囲内である固体粒子を有する第２固体粒子溶液をスプレーする。さらに、第２粒子溶液の上に、実質的に第２サイズ範囲よりも小さい第３サイズ範囲の、例えば直径が約０．１〜０．３μｍの範囲内である固体粒子を有する第３固体粒子溶液をスプレーする。このようにして、表面１１０上に、表面粗さを増強し得る階層的固体フィーチャ１１２を形成することができる。いくつかの実施形態では、固体表面１１０上に多様なサイズ範囲を有する粒子を含む固体粒子の多分散溶液をスプレーすることによって、表面１１０上に階層的固体フィーチャ１１２を形成することができる。例えば、多分散固体粒子溶液は、約１０〜２０μｍの範囲内の第１サイズを有する第１固体粒子と、約１〜５μｍの範囲内の第２サイズを有する第２固体粒子と、約０．１〜０．３μｍの範囲内の第３サイズを有する第３固体粒子とを含んでよい。多分散粒子は、全て同一の材料から形成することもでき、あるいは異なる材料の固体粒子を含んでもよい。いくつかの実施形態では、固体粒子は、テクスチャ、粗さ、または多孔性を本質的に含んでもよく、あるいはそのようなフィーチャはスプレーコーティングプロセスの前後に粒子上で画定されてもよい。
【００４８】
[0063]  いくつかの実施形態では、固体表面１１０は、固体粒子コーティング上に溶媒をスプレーすることによってテクスチャ加工することができる。例えば、固体粒子の溶液を表面１１０上にスプレーコーティングし、凝固させることができる。次いで、この固体粒子コーティング上に溶媒をスプレーすることができる。溶媒は固体粒子コーティングの急速な分解を引き起こし、次いで溶媒が蒸発するとこの固体粒子コーティングは沈殿し、こうして固体フィーチャ１１２を形成することができる。溶媒の化学的性質および温度は、固体粒子コーティングに対して所望の粗さが付与されるように変動させることができる。いくつかの実施形態では、溶媒を、予め粗面化された表面１１０（すなわち、その上に固体フィーチャ１１２が配置されている表面１１０）上にスプレーすることができる。これにより、例えば、表面１１０の粗さを増大または低減させることができる。いくつかの実施形態では、その上に固体粒子コーティングが配置されている表面１１０を、溶媒内に浸漬または浸水させることができる。
【００４９】
[0064]  いくつかの実施形態では、表面１１０上に固体粒子溶液をスプレーコーティングする前に、表面１１０を粗面化してマイクロまたはナノテクスチャを創出することができる。粗面１１０には、テクスチャ加工フィルム、ポリマー、化学エッチングされた表面、機械エッチングされた表面（例えば、サンドブラスチングされたもの）、またはその他の任意の好適なプロセスを用いて粗面化されたものが含まれてよい。そのような実施形態では、固体粒子溶液は、粗面１１０のテクスチャを充填して粗さを低減することもでき、あるいは表面１１０の本来の粗さを土台として粗さを増強することもできる。
【００５０】
[0065]  固体溶液または懸濁液内の固体粒子、例えば、溶媒内に溶解または懸濁している本明細書に記載のいずれかの固体粒子の濃度、これらの粒子のサイズおよび分子量、その他の物理条件（例えば、スプレー圧、噴霧空気、スプレー速度、スプレー時間など）、および／または固体粒子溶液の組成を調節することによって、テクスチャ加工表面１１０の表面粗さおよび／または複雑性を調節することができる。このようにして、表面テクスチャの幾何学的特性を調節することができる。さらに、そのようなスプレーは、もたらされる液体含浸表面に悪影響を与える可能性のある、表面１１０上での大きな固体粒子凝集塊の形成を低減することもできる。したがって、多重スプレーコートプロセスにおいては、各後続スプレーにおける固体粒子の濃度または固体粒子のサイズを徐々に減じることができ、それによって、より小さいスケールの粗さを生成しながら大きな凝集塊を排除することができる。同一溶液の多重のスプレーコートによって、投影面積（すなわち、平面図のＸＹ面積）全体にわたって（展開面積、すなわち総表面積に関係する）複雑性を分析することにより定量化が可能な、より大きな表面粗さを生成することができる。この大きな表面粗さによって、テクスチャ加工表面１００から含浸液１２０を移動させるために必要とされるエネルギーを事実上増大させる、より強い毛管力を実現することができる。さらに、テクスチャ加工表面１１０内部に、より多量の含浸液１２０を捕捉することができる。このようにして、多重のスプレーコートを用いて形成されたテクスチャ加工表面１１０を含む液体含浸表面１００は、より高い安定性およびより長い寿命を有することができる。
【００５１】
[0066]  いくつかの実施形態では、ガス噴霧器（例えば、エアアシスト式噴霧器）を使用して、固体粒子溶液、懸濁液、または溶融固体粒子を表面上に配置することができ、噴霧ガス圧は、テクスチャ加工表面１１０の粗さが増大するように変動させることができる。スプレーコーティングプロセス中に噴霧ガス圧を変更することで、より多くの溶媒の蒸発、粗さの増強、および固体フィーチャ１１２の表面高さの均一性をもたらすことができる。また、これによって固体フィーチャ１１２の高さを増大させることもでき、固体フィーチャはより多量の含浸液１２０を捕捉することができる。
【００５２】
[0067]  いくつかの実施形態では、スプレーコーティングされた固体粒子配合物（例えば、溶液、懸濁液、または溶融固体粒子）の乾燥条件は、所望のテクスチャまたは表面粗さを得られるように調節することができる。例えば、いくつかの実施形態では、堆積した固体粒子（例えば、本明細書に記載のいずれかの固体粒子）コーティングを、周囲条件下で乾燥させることができる。いくつかの実施形態では、堆積した固体粒子配合物を、周囲温度よりも高い温度（例えば、オーブン内で）で乾燥させることができる。例えば、固体粒子コーティングを、約３０セルシウス度超、約４０セルシウス度超、約５０セルシウス度超、約６０セルシウス度超、約７０セルシウス度超、約８０セルシウス度超、約９０セルシウス度超、さらには約１００セルシウス度超の温度で乾燥させることができる。いくつかの実施形態では、固体粒子コーティングを、強制空気またはその他の任意のガス（例えば、窒素）を用いて乾燥させることができ、このガスは、周囲温度、または周囲温度より高い温度（例えば、対流式オーブン内の窒素）であってよい。乾燥プロセスを用いて、例えば、表面１１０上に形成される固体フィーチャ１１２の厚み、および、固体粒子が溶解または懸濁している溶媒あるいはキャリアの蒸発速度を調節することができる。このようにして、均一な重量の固体配合物を表面１１０上に堆積させる。いくつかの実施形態では、乾燥時間を変動させて、コーティングの表面粗さを調節することもできる。さらに、乾燥時間を変動させて、テクスチャ加工表面１１０のテクスチャおよび／または粗さを改善することもできる。
【００５３】
[0068]  いくつかの実施形態では、表面１１０上に堆積させる前に、固体粒子配合物（例えば、溶液または懸濁液）を加熱することができる。例えば、いくつかの実施形態では、好適な溶媒内に溶解された固体粒子（例えば、本明細書に記載のいずれかの固体粒子）の溶液を、表面１１０上にスプレーコーティングする前に好適な温度、例えば、約４０セルシウス度、約５０セルシウス度、約６０セルシウス度、約７０セルシウス度、約７５セルシウス度、約８０セルシウス度、約８５セルシウス度、約９０セルシウス度、約９５セルシウス度、約１００セルシウス度、またはさらに高い温度まで加熱することができ、これらの間の全ての範囲が含まれる。いくつかの実施形態では、純粋な固体粒子を高温で融解し、次いでこの溶融固体を表面１１０上にスプレーコーティングすることができる。
【００５４】
[0069]  いくつかの実施形態では、固体フィーチャ１１２を形成する固体粒子を含浸液１２０内に溶解して溶液を形成することができる。溶液は、固体懸濁液または溶液の形であってよく、これを表面１１０上にスプレーコーティングして液体含浸表面１００を形成することができる。いくつかの実施形態では、含浸液１２０（例えば、本明細書に記載のいずれかの含浸液）内に溶解された固体粒子（例えば、本明細書に記載のいずれかの固体粒子）の溶液を、周囲温度より高い温度、例えば、約５０セルシウス度超、約６０セルシウス度超、約７０セルシウス度超、約８０セルシウス度超、約９０セルシウス度超、または約１００セルシウス度超で維持して、この溶液を液相のまま維持することができる。そのような実施形態では、外部溶媒は必要ではない可能性があるが、外部溶媒を使用して表面テクスチャをさらに変更してもよい。
【００５５】
[0070]  いくつかの実施形態では、スプレーコーティングされる固体粒子溶液または懸濁液と表面１１０とを異なる温度で維持して、テクスチャ加工表面１１２のテクスチャおよび／または粗さを調節することができる。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に記載のいずれかの固体粒子を含み得る固体粒子溶液または懸濁液を、周囲より高い温度、例えば、約５０セルシウス度、約６０セルシウス度、約７０セルシウス度、約８０セルシウス度、またはさらに高い温度まで加熱することができ、これらの間の全ての範囲が含まれる。また、表面１１０を、例えば０セルシウス度の温度まで冷却することができる。いくつかの実施形態では、固体粒子溶液または懸濁液を冷却することができ、表面１１０を、例えば、約５５セルシウス度、約６５セルシウス度、約７５セルシウス度、約８５セルシウス度、または約９５セルシウス度、あるいはその他の任意の好適な温度まで加熱することができる。いくつかの実施形態では、固体配合物スプレーを周囲温度とすることができ、表面１１０を、例えば、約５５セルシウス度、約６５セルシウス度、約７５セルシウス度、約８５セルシウス度、または約９５セルシウス度、あるいはその他の任意の好適な温度まで加熱することができる。高温の表面により、例えば、堆積される固体粒子を表面１１０への接触時に融解することができ、次いでこの粒子は再凝固する。したがって、再凝固によって、より均一なテクスチャ加工表面１１２の形成が可能となり得る。いくつかの実施形態では、固体配合物スプレーを周囲温度とすることができ、かつ表面１１０を、例えば約０セルシウス度の温度まで冷却することができ、固体粒子は、冷却された表面１１０への接触時に即座に凝固し得る。
【００５６】
[0071]  いくつかの実施形態では、固体粒子溶液は、ＵＶ光の下で架橋して固体フィーチャ１１２を形成し得る極端紫外（ＵＶ）活性官能基を含むことができる。そのような化合物としては、例えば、メタクリル酸（例えば、ポリメタクリル酸メチル）が含まれてよい。いくつかの実施形態では、表面１１０上に付着促進剤も配置して、表面１１０に対する固体フィーチャ１１２の付着を促進することもできる。好適な付着促進剤には、例えば、シランが含まれてよい。例えば、表面１１０上にビニルトリエトキシシランをスプレーし、続いて表面上にメタクリル酸メチルをスプレーして、表面１１０上に「ポリマーブラシ」を形成することができる。次いで、表面１１０をＵＶ放射に暴露して、メタクリル酸メチルが架橋して固体フィーチャ１１２を形成するように促すことができる。いくつかの実施形態では、付着促進剤を、表面１１０上に配置する前にマイクロまたはナノ粒子と結合させることができる。例えば、ビニルトリエトキシシランをシリコン酸化物粒子に付加し、ＵＶ架橋可能モノマー（例えば、メタクリル酸メチル）の存在下で表面１１０上にスプレーすることができる。次いで、コーティングをＵＶ光に暴露し、モノマーが重合（例えば、ポリメタクリル酸メチルを形成）して、シリコン酸化物粒子がその中に捕捉されているコーティングを形成するようにし得る。
【００５７】
[0072]  いくつかの実施形態では、固体粒子溶液に対して界面活性剤、例えばフルオロカーボンをスプレー塗布前に添加することによって、固体粒子溶液を安定化させることができる。例えば、界面活性剤は、表面１１０上へのスプレーコーティング後に蒸発し得る揮発性のものであってよい。したがって、界面活性剤は、固体粒子溶液の安定化に役立つのみであって、形成されたテクスチャ加工表面１１０の一部ではない。好適な界面活性剤の例には、ＳＵＲＦＹＮＯＬ（登録商標）６１、その他の任意の好適な界面活性剤、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【００５８】
[0073]  いくつかの実施形態では、固体粒子溶液または懸濁液は、超臨界流体を含んでよい。超臨界流体は、明確な固相および液相が存在しない流体であって、温度および圧力がその流体の臨界点を超えているものである。超臨界流体は、いかなる表面張力も有さない。したがって、それらの特性を固体粒子に調和させることができる。そのような超臨界流体は、物質移動キャリアシステムとして作用し得、かつ／または固体フィーチャ１１２の形態を変化させ得る。例えば、固体フィーチャ１１２は、超臨界流体の存在下で膨張し得る。「無溶媒」スプレープロセスにおいて、超臨界流体を従来の溶媒に替えて使用することができる。例としては、超臨界二酸化炭素および超臨界水が含まれる。超臨界流体を使用して、固体粒子、例えばポリマー固体粒子を、合成、処理、または表面１１０上にスプレーすることができる。超臨界流体は、輸送機構として作用して、ポリマー（例えば、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体など）が表面１１０上に一定のテクスチャまたは粗さを創出することを可能にし得る。超臨界流体は、蒸発して、熱力学的に安定な固体フィーチャ１１２を生成し得る。後処理条件、例えば、テクスチャ加工表面の一定のエリアの洗い流しを用いて、杭、窪み、あるいは規則的または不規則的なパターンのフィーチャを生成することができる。
【００５９】
[0074]  いくつかの実施形態では、固体粒子配合物を表面１１０上にスプレーコーティングすることでセラミックスポンジが形成されるように、固体粒子溶液を配合することができる。例えば、固体粒子のスプレーは、非溶媒誘起相分離を経て、固体フィーチャ１１２を画定するスポンジ状多孔質構造を形成し得るポリマーを含んでよい。例えば、ポリスルホン、ポリ（ビニルピロリドン）、およびＤＭＡｃの溶液を表面１１０上にスプレーコーティングし、次いで、水槽内に浸すことができる。水に浸すと、溶媒と非溶媒とが交換され、ポリスルホンが沈殿および固化する。
【００６０】
[0075]  いくつかの実施形態では、固体粒子を粉砕して粉末を形成することができる。次いで、粉末を、溶媒内に溶解させずに表面１１０上に直接コーティングすることができる。そのような実施形態では、表面１１０上に固体をスプレーコーティングして固体フィーチャ１１２を形成するために溶媒は必要とされない。固体粒子をスプレーコーティングするために、任意の好適な粉末スプレーコーティング機器、例えば、Ｍ３ＴＭ  Ｓｕｐｅｒｓｐｎｉｃスプレーガン（Ｕｎｉｑｕｅｃｏａｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、Ｍ２ＴＭ  ＡＣ‐ＨＶＡＦスプレーガン（Ｕｎｉｑｕｅｃｏａｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）ＸＴマニュアルパウダースプレーシステム（Ｎｏｒｄｓｏｎ）、ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）ＨＤ自動パウダーコーティングガン（Ｎｏｒｄｓｏｎ）、またはその他の任意の粉末スプレーコーティングガンを使用することができる。圧縮空気または酸素を使用して、粉末固体粒子を表面１１０上に推進することができる。いくつかの実施形態では、これらの粉末スプレーガンを使用して、表面１１０を粗面化することもできる。表面上に粉末固体粒子をスプレーして固体フィーチャを形成することで、いくつかの利点、例えば、高度に均一なスプレーパターン、コーティング特性調節のためのスプレー速度の調節、高スプレーレート、高堆積効率、より低い運用コスト、より低い導入コスト、およびスプレーノズルの目詰まりの低減を実現するといった利点がもたらされる。いくつかの実施形態では、表面１１０上に固体粉末粒子を配置する前に接着剤または溶媒を表面１１０上に配置して、例えば、表面に固体粒子が付着できるようにすることができる。いくつかの実施形態では、固体粒子が表面１１０上に堆積した後に接着剤または溶媒を塗布して、例えば、粒子を互いに膠着または合体させることができる。いくつかの実施形態では、加熱、焼鈍、および／または化学反応を用いて固体粒子を付着させることができる。
【００６１】
[0076]  いくつかの実施形態では、固体発泡体、または発泡体形成材料（例えば、ポリウレタン発泡体）を表面１００上にスプレーコーティングして、固体フィーチャ１１２を形成することができる。この発泡体は、周囲条件下、より高い温度、および／またはより大きい空気流量下で、表面上で凝固し、表面１１０上に固体フィーチャ１１２を形成し得る。いくつかの実施形態では、例えば表面上で反応して発泡体を形成し得る、２つまたはより多くの前駆物質を、表面１１０上に「共スプレー（ｃｏ‐ｓｐｒａｙｅｄ）」することができる。例えば、第１反応物質Ａと第２反応物質Ｂとを表面１１０上にスプレーして、固体ポリウレタン発泡体を形成することができる。第１反応物質Ａとしては、例えば、メチレンジフェニルジイソシアネートおよびポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネートが含まれてよい。第２反応物質Ｂとしては、例えば、固体を形成するための反応に寄与し得るポリオールの混合物が含まれてよい。また、第２反応物質Ｂとして、例えば、触媒、発泡剤、難燃剤、および／または界面活性剤などの添加剤も含まれてよい。ポリオールおよび／またはその他の添加剤、例えば界面活性剤の濃度を変動させて、発泡体のポロシティを調節することができる。
【００６２】
[0077]  いくつかの実施形態では、２つまたはより多くの反応性材料を表面１１０上にスプレーコーティング（例えば、共スプレー）して固体フィーチャ１１２を形成することができる。例えば、第１の反応性材料を、第２の反応性材料と共に、表面１１０上に共スプレーすることができる。いくつかの実施形態において、第１の反応性材料を表面１１０上にスプレーコーティングすることができ、その後第２の反応性材料を第１反応性材料上にスプレーコーティングすることができる。第２の反応性材料は、第１反応性材料と反応して、コーティングが多孔質となるようなガスを生成し得る。いくつかの実施形態では、第２の反応性材料は、第１の反応性材料と反応して、第１の反応性材料内に一時的なダングリングボンドを生成し得、このダングリングボンドは、凝集して固体フィーチャを形成し、かつ表面１１０に対する付着を促進し得る。さらに、このダングリングボンドは、含浸液１２０の少なくとも一部分が固体フィーチャ１１２に対して共有結合するように含浸液１２０と反応することも可能であり、それによってより安定した液体含浸表面が創出される。
【００６３】
[0078]  いくつかの実施形態では、溶媒流を固体粒子溶液流内へとスプレーすることによって、固体フィーチャ１１２を表面１１０上に形成することができる。これにより、実質的により高度な固体粒子の核生成を引き起こすことができ、かつ、表面１１０への到達時に固体粒子が凝集するように懸濁液を不安定化させることもできる。いくつかの実施形態では、高温および／または湿りガス（例えば、空気または窒素）を固体粒子スプレーおよび／または溶媒スプレー内に取り込ませてポロシティを増大させることもできる。いくつかの実施形態では、固体粒子溶液を、固体粒子の溶解性が低い溶媒と共に共スプレーすることができる。そのような実施形態では、固体粒子溶液は溶媒と混合して、固体粒子が沈殿して表面１１０上に固体フィーチャを形成するような、固体粒子に対する溶解性がより低い混合物を形成し得る。いくつかの実施形態では、この低溶解性溶媒は、含浸液１２０または含浸液１２０の溶液を含んでよい。
【００６４】
[0079]  いくつかの実施形態では、表面１１０をコロナまたはプラズマに暴露して、基材の表面エネルギーを変化させ、例えば、（例えば表面１１０に対する固体フィーチャ１１２または含浸液１２０の付着を促進するために）表面１１０を親水性にすることができる。いくつかの実施形態では、その上に固体フィーチャ１１２が配置されている表面１１０をコロナまたはプラズマに暴露して、表面１１０および／または固体フィーチャ１１２の表面エネルギーを変化させる（例えば、表面１１０および／または固体フィーチャ１１２を親水性にする）ことができる。これによって、例えば、表面１１０および／または固体フィーチャ１１２に対する含浸液１２０の付着を促進することができる。
【００６５】
[0080]  いくつかの実施形態では、表面１１０上に固体粒子溶液を、真空内、例えば真空チャンバ内でスプレーコーティングして、溶媒の蒸発を促進、および／または環境からの粒子の汚染を最小化することができる。真空内でのスプレーコーティングによって表面テクスチャを改善することもでき、例えば、より大きな粗さを有し、かつ均一の厚みを有する固体フィーチャ１１２を含み得るテクスチャ加工表面を生成することもできる。さらに、真空コーティングにより、不規則表面上、例えば不規則な形状の容器の内側表面上への固体粒子溶液の均一な堆積が可能にもなり得る。
【００６６】
[0081]  いくつかの実施形態では、表面１１０を固体粒子溶液でスプレーコーティングする前に、まず接着剤を表面１１０上にスプレーコーティングすることができる。接着剤層もまた、表面１１０上にスプレーコーティングすることができる。好適な接着剤層としては、例えば、膠、セメント、粘質物、ポリマー、シリコン接着材、シラン、その他の任意の好適な接着剤層またはそれらの組み合わせが含まれてよい。接着剤層は、固体粒子の表面１１０上への付着を促進して、耐久性を有する固体フィーチャ１１２を形成し得る。
【００６７】
[0082]  表面１１０を固体粒子でスプレーコーティングするために、任意の好適なスプレーノズルおよび／または送達デバイスを使用することができる。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングシステムは多数のノズルを含んでよく、これらは、例えば、異なる方向に配向することができる。そのような配置によって、固体粒子配合物による表面１１０（例えば、容器の側壁）の完全な被覆が可能となり得る。いくつかの実施形態では、スプレー分布が異なるノズルを使用して、例えば、表面１１０の異なる部分を異なる流量または体積の固体粒子スプレーでコーティングすることができ、表面１１０上において固体粒子の均一なコーティングが得られる。いくつかの実施形態では、ノズルは、約５μｍ〜約５ｍｍの範囲内の直径を有してよい。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングシステムは、スピンニングノズル、すなわち、中心軸を中心に回転するノズルを含んでよい。このノズルは、固体粒子スプレーが表面１１０の第１部分上に堆積する第１位置から、固体粒子スプレーが表面１１０の第２部分上に堆積する第２位置へと回転することができる。ノズルをスピンさせながら固体粒子を連続的にスプレーすることによって、表面１１０、例えば円形容器の、完全な被覆が可能となり得る。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングシステムは、可撓性ノズル、例えば、可撓性管材の端部に取り付けられたノズルを含んでよい。可撓性ノズルは、例えば、特殊な形状（例えば、非円形形状、または接近が困難な部分）を有する容器のコーティングに有用であり得る。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングシステムは、ミスチングデバイス、例えば、固体粒子配合物のミストを創出することができる霧吹きを含んでよい。そのような実施形態においては、所定の時間にわたって表面１１０を固体粒子の拡散ミストに単純に暴露して、表面１１０上に固体フィーチャ１１２を形成することができる。
【００６８】
[0083]  いくつかの実施形態では、スプレーコーティングシステムは、無気スプレー技術を含んでよい。例えば、スプレーコーティングシステムは、固体配合物のスプレーコーティング用の静電式スプレーガンを含んでよい。いくつかの実施形態では、ノズルと表面１１０との間に電位差を付与することができる。固体スプレー内に含まれる固体粒子は、表面１１０の電圧に対して逆の静電ポテンシャルを有するように静電的またはイオン的に帯電させることができる。したがって、この帯電固体粒子スプレーは、空気圧を必要とせずに、帯電表面１１０に対して推進させることができる。無気スプレー技術により、例えば、固体フィーチャ１１２のサイズの均一性の改善、粗さの改善、より優れた均一性、およびコーティング厚の調節などのいくつかの利点が提供され得る。
【００６９】
[0084]  いくつかの実施形態では、スプレーコーティングシステムは、電気または熱スプレーを含んでよい。例えば、プラズマスプレー、デトネーションスプレー、ワイヤアークスプレー、フレームスプレー、高速酸素燃焼コーティングスプレー、またはその他の任意の好適な電気または熱スプレーシステムを使用して固体材料又は固体粒子を融解およびスプレーすることができ、こうしたシステムを使用して固体材料を融解した後、この溶融材料を表面１１０上にスプレーして固体フィーチャ１１２を形成することができる。このような電気または熱スプレーシステムは、実質的に高い温度を発生させて固体材料を融解し得る。例えば、アーク放電は、約１５，０００ケルビン超の温度を有し得るプラズマジェットを発生させ得る。そのような高温では、金属、例えばモリブデンを融解して表面１１０上にスプレーし、固体フィーチャ１１２を形成することができる。
【００７０】
[0085]  いくつかの実施形態では、固体粒子は、固体粒子配合物において磁性粒子を含み得る。そのような実施形態では、表面１１０全体にわたって磁場が付与され、固体粒子スプレーを表面１１０に対して推進させることができる。さらに、スプレーコーティングシステムからスプレーが出て来ると、磁場は、固体粒子スプレーが広がって表面をコーティングするように促し得る。いくつかの実施形態では、スプレーコーティングされた固体粒子を、粒子が融解および再凝固するように局所的に加熱することができ、それによって、テクスチャ加工表面１１０のテクスチャおよび／または表面粗さを調節することができる。
【００７１】
[0086]  いくつかの実施形態では、固体粒子および／または含浸液１２０を表面上にスプレーするためのスプレーコーティング技術には、圧電アクチュエーションに基づく技術が含まれてよい。いくつかの実施形態では、スプレーコーティング技術には、電気流体力学スプレーコーティング技術が含まれてよい。いくつかの実施形態では、スプレーコーティング技術には、レイヤーバイレイヤー（ｌａｙｅｒ  ｂｙ  ｌａｙｅｒ）スプレーコーティング技術が含まれてよい。
【００７２】
[0087]  いくつかの実施形態では、スプレーコーティングされた表面を、固体フィーチャ１１２の厚みおよび／または粗さを調節するために品質管理プロセスに供することができる。例えば、コーティング厚の品質管理のために、光学式および／または磁気式膜厚計、例えば、分光エリプソメータ、鉄または非鉄膜厚計を使用することができる。
【００７３】
[0088]  いくつかの実施形態では、表面１１０は、容器、例えば、ボトル、ジョッキ、管、小瓶、大きな貯槽、または、本明細書に記載のその他の任意の容器の内側表面であってよい。そのような実施形態では、固体粒子スプレーが容器の内側表面上に均一に堆積することができるように、回転機構を使用して容器の回転を調節することができる。
【００７４】
[0089]  図３Ａおよび３Ｂを参照すると、回転機構１０４０を使用して、容器１０００の首部を締め付け、かつ容器１０００を回転させることができる。容器は、容器１０００の本体よりも実質的に小さい直径あるいは断面を有する、首部１００２を含む。回転機構１０４０は、基部１０４２を含む。回転機構１０４０は、１組のアーム１０４４（例えば、２つのアーム）をさらに含む。１組のアーム１０４４のそれぞれの近位端部は、基部１０４２へと結合する。クランプ１０４６は、各アーム１０４４の遠位端部へと結合する。各クランプ１０４６は、首部１００２の直径あるいは断面に対応する形状（例えば、半円形状）およびサイズ（例えば、曲率半径）を有してよく、クランプ１０４６が、本明細書に記載されるように、第２構成において首部１００２の外側表面に近接することができるようになっている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のクランプ１０４６の内側表面は、溝、隆起、へこみ、突出、突起、またはその他の任意のフィーチャを含んでよく、いかなる滑りも低減されるような相当量の摩擦力によって、第２構成における首部１００２の外側表面の把持を容易にし得る。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のクランプ１００２の内側表面は、軟質材料、例えば、発泡体パッド、ゴムパッド、シリコンゲル、接着剤、またはその他の任意の軟質および可撓性材料を含んでよく、クランプ１０４６が首部１００２を把持することによって引き起こされる首部１００２に対するあらゆる機械的損傷を低減し得る。アーム１０４４は、クランプ１０４６が互いに第１の距離ｄ１を取る第１構成から、クランプ１０４６が互いに第２の距離ｄ２を取る第２構成へと、基部１０４２のまわりで関節を成すように動作可能であり、第２の距離ｄ２は第１の距離ｄ１より小さくなるようになっている。第２の距離ｄ２は、クランプ１０４６が容器１０００の首部１００２を固定できるように、容器１０００の首部１００２のサイズ、直径、あるいは断面と実質的に等しくなるように構成することができる。
【００７５】
[0090]  例えば、図３Ａに示すように、回転機構１０４０は第１構成にあってよい。クランプが容器１０００の首部１００２に近接するまで、回転機構１０４２を、矢印Ａで示す方向へ、容器に向かって移動させることができる。次いで、回転機構１０４０を、距離ｄ２が首部１００２の外径あるいは断面と実質的に同一であり、かつクランプ１０４６が首部１００２を固定するような、第２構成（図３Ｂ）へと促すことができる。この時点で、回転機構１０４０を矢印Ｂで示すように回転させて、容器１０００を回転させることができる。
【００７６】
[0091]  いくつかの実施形態では、回転機構は、ノズルおよびクランプを含んでよい。図４Ａおよび４Ｂを参照すると、回転機構３０４０は、導管３０４２、例えば、管またはパイプを含んでよい。ノズル３０４６は、導管３０４２の遠位端部に配置される。クランプ３０４４は、容器３０００の首部３００２を固定するように構成されている導管３０４２の周囲に配置することができる。容器３０００は、容器１０００、２０００、または本明細書に記載のその他の任意の容器と実質的に同一であってよい。導管３０４２は、クランプ３０４６の内部を移動するように動作可能である。例えば、第１構成の図４Ａにおいては、容器３０００の上下を反転させることができ、回転機構３０４０を容器３０００の下方に配置することができる。導管３０４２を、矢印Ｃで示すように容器３０００に向かって移動するように促すことができ、第２構成において、クランプ３０４４が容器３０００の首部３００２を固定し、かつ導管３０４２の少なくとも一部分が容器３０００によって画定される内部容積の内部に配置されるようにすることができる。導管３０４２または容器３０００を矢印Ｄ（図４Ｂ）で示すように回転させ、ノズル３０４６によって固体粒子スプレーを容器３０００の内側側壁上に送達して、テクスチャ加工表面を形成することができる。
【００７７】
[0092]  いくつかの実施形態では、回転機構は、容器の側壁を固定するためのクランプを含んでよい。図５Ａおよび５Ｂを参照すると、回転機構４０４０は、その上に容器４０００の基部を配置することができる台座４０４３を含む。容器４０００は、容器１０００、２０００、３０００、または本明細書に記載のその他の任意の容器と実質的に同一であってよい。クランプ４０４４は、台座４０４３の縁部上に配置され、容器４０００の側壁の少なくとも一部分を固定するように動作する。第１構成において、導管４０４２を矢印Ｅ（図５Ａ）で示す方向に、容器４０００の内部容積内へと挿入することができる。ノズル４０４６は、導管４０４２の遠位端部に配置される。ノズル４０４６は、ノズル４０４６を通って連絡する固体粒子スプレーが広い角度にわたって広がり、例えば、容器４０００の側壁の大部分をコーティングするように構成される。回転子４０４７によって、台座４０４３をモータ（図示せず）へと結合することができる。回転子４０４７は、矢印Ｇ（図５Ｂ）で示すように台座４０４３を回転させることができ、容器４０００の回転も促す。このようにして、容器４０００の内側表面の実質的に全面に、固体粒子を配置することができる。ひとたびスプレープロセスが完了すると、矢印Ｆで示す方向に移動させることによって、導管４０４２を容器の内部容積の外へ引き抜くことができる。
【００７８】
[0093]  いくつかの実施形態では、回転機構は、回転容器の代わりに回転ノズルを含んでよい。例えば、図５Ａおよび５Ｂに示すノズルは、容器に出入りするときに回転していてもよい。容器が非円形の断面（例えば、卵形、楕円形、非対称形など）を有する場合、ノズルを通る流量が一定であると、むらのあるコーティングとなり得る。したがって、いくつかの実施形態では、ノズルを、容器の回転と共に変動する流量、例えば、容器の側壁のより遠い部分をスプレーコーティングするときにはより大きな流量を有するように構成することができる。
【００７９】
[0094]  以下の実施例に、本明細書に記載のスプレーコーティングプロセスの様々な実施形態を通して形成された、表面粗さが改善されたテクスチャ加工表面を示す。ここで、スプレーコーティングプロセスの効果を示すために、複雑性（より高い複雑性はより大きな粗さを意味する）を測定した。このようなテクスチャ加工表面を使用して、より高い安定性およびより長い寿命を有する液体含浸表面を形成することができる。これらの実施例は単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【００８０】
実施例１：表面粗さ改善のための多重スプレーコート
[0095]  この実施例では、容器の内側表面上で多重のスプレーコートを実施し、表面粗さが改善されたテクスチャ加工表面を形成した。まず、３％の蜜蝋を酢酸エチルに溶解することによって、固体粒子の溶液を調製した。ＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータに、この固体粒子溶液を充填した。このスプレーコータを、第１のスプレーから第２のスプレー、およびそれ以降にわたって、所定時間のスプレー時に実質的に同一重量の固体粒子溶液を送達するように調整した。固体粒子溶液を、第１の８オンスの空のＰＥＴボトル（ボトル１）および第２の８オンスの空のＰＥＴボトル（ボトル２）上にスプレーコーティングした。ボトル１はボトル２と実質的に同一である。スプレーコーティングの前に、コーティングされていないボトル１およびボトル２のそれぞれの重量を計測した。まず、ボトル１の内側表面を、第１の所定時間にわたって固体粒子溶液でコーティングし、次いで、酢酸エチルが完全に蒸発するまで、約２０秒間にわたって窒素流内で乾燥させた。単一のコーティングを含む、１回コーティングしたボトル１の重量を計測し、約０．０４グラムであると確認した。次に、ボトル２の内側表面を、第１の所定時間と実質的に同一である第２の所定時間にわたって、同一の固体粒子溶液でコーティングした。スプレーコーティングしたボトル２を、約２０秒間にわたって窒素流で乾燥させた。このプロセスを５度繰り返し、ボトル２上に５つのコートを得て、５回コーティングしたボトル２の重量が約０．２０グラム、すなわち１回コーティングしたボトル１の重量の約５倍となるようにした。ボトル１およびボトル２の表面テクスチャを、干渉計（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，ＣＣＩ  ＨＤ）を使用して分析し、２つのボトルの内側表面の粗さパラメータを確認した。図６に、ボトル１の１回コーティングされた表面の干渉法による画像を示し、図７に、ボトル２の５回コーティングした表面の干渉法による画像を示す。ボトル２の５回コーティングしたテクスチャ加工表面は、約３６．８％の粗さパラメータ、および約２２．２％の複雑性を有していた。対照的に、ボトル１の、単一コーティングを施したテクスチャ加工表面は、ボトル２の、多重コーティングを施したテクスチャ加工表面よりも実質的に低い、約１２．３％の粗さパラメータ、および約９．６％の複雑性を有していた。
【００８１】
実施例２：噴霧空気圧の変動
[0096]  この実施例では、様々な噴霧空気圧で固体溶液をスプレーすることによって、容器の内側表面上にテクスチャ加工表面を形成した。３％の蜜蝋を酢酸エチルに溶解することによって、固体粒子の溶液を調製した。ＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータに、この固体粒子溶液を充填した。このスプレーコータを、第１のコートから第２のコート、およびそれ以降にわたって、所定時間のスプレー時に実質的に同一重量の固体粒子溶液を送達するように調整した。６つの空の８オンスＰＥＴボトル、すなわちボトル１‐１、ボトル１‐２、ボトル２‐１、ボトル２‐２、ボトル３‐１、およびボトル３‐２の内側表面を、実質的に同重量の固体粒子溶液でスプレーコーティングした。ボトル１‐１および１‐２は噴霧空気圧３０ｐｓｉでコーティングし、ボトル２‐１および２‐２は噴霧空気圧６０ｐｓｉでコーティングし、ボトル３‐１および３‐２は噴霧空気圧９０ｐｓｉでコーティングした。これらのボトルを窒素内で２０秒間乾燥させ、各ボトルのテクスチャ加工内側表面の粗さパラメータおよび複雑性を、干渉法イメージングを用いて測定した。その結果を、表１にまとめる。
【００８２】
【表１】
2017515653.tif 000003
【００８３】
[0097]  表１から分かるように、より高い噴霧空気圧によって、より高い粗さパラメータおよび複雑性を有し、それゆえにより高い安定性を有するテクスチャ加工表面がもたらされ得る。図８、図９、および図１０に、それぞれ、３０ｐｓｉでコーティングしたボトル１‐１、６０ｐｓｉでコーティングしたボトル２‐１、９０ｐｓｉでコーティングしたボトル３‐１の干渉法による画像（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，ＣＣＩ  ＨＤ）を示す。見て分かるように、これら３つのボトルのうち、９０ｐｓｉでコーティングしたボトル３‐１が最も高い粗さを有し、一方、３０ｐｓｉでコーティングしたボトル１‐１が最も低い粗さを有する。
【００８４】
実施例３：乾燥条件の変動
[0098]  これらの実験では、固体粒子溶液を容器の内側表面上にスプレーコーティングし、コーティングされた固体粒子溶液を様々な条件下で乾燥させた。乾燥条件には、周囲条件における乾燥、約５０セルシウス度の温度への加熱、約１０秒間、約２０秒間、または約３０秒間の強制窒素による乾燥が含まれていた。３％の蜜蝋を酢酸エチルに溶解することによって、固体粒子の溶液を調製した。ＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータに、この固体粒子溶液を充填した。このスプレーコータを、第１のコートから第２のコート、およびそれ以降にわたって、所定時間のスプレー時に実質的に同一重量の固体粒子溶液を送達するように調整した。固体粒子溶液を、実質的に互いに同一である複数の８オンスＰＥＴボトルの内側表面上にスプレーコーティングした。ボトルをコーティングする前に、各ボトルを計量した。５つのボトルのセットを、以下に記載する各乾燥条件を用いて乾燥させた。
【００８５】
[0099]  １）５つのボトルを、固体粒子溶液をスプレーした直後に計量し、次いで周囲条件において乾燥させた。各ボトルの重量を、２０分、４０分、６０分、１２０分、１８０分、および２４０分で再度計測した。
【００８６】
[0100]  ２）５つのボトルを、固体粒子溶液をスプレーした直後に計量し、次いで約５０セルシウス度のオーブン内に置いた。各ボトルの重量を、２０分、４０分、６０分、１２０分、１８０分、および２４０分で再度計測した。
【００８７】
[0101]  ３）５つのボトルを、約１０秒間強制窒素で乾燥させ、次いでこの窒素スプレーの終了直後に計量した。次いで、これらのボトルを周囲条件に置き、各ボトルの重量を、２０分、４０分、６０分、１２０分、１８０分、および２４０分で再度計測した。
【００８８】
[0102]  ４）５つのボトルを、約２０秒間強制窒素で乾燥させ、次いでこの窒素スプレーの終了直後に計量した。次いで、これらのボトルを周囲条件に置き、各ボトルの重量を、２０分、４０分、６０分、１２０分、１８０分、および２４０分で再度計測した。
【００８９】
[0103]  ５）５つのボトルを、約３０秒間強制窒素で乾燥させ、次いでこの窒素スプレーの終了直後に計量した。次いで、これらのボトルを周囲条件に置き、各ボトルの重量を、２０分、４０分、６０分、１２０分、１８０分、および２４０分で再度計測した。
【００９０】
[0104]図１１に、周囲条件、５０セルシウス度に維持されたオーブン内、および強制窒素により乾燥させた５つのボトルのセットの、異なる時点での平均重量を示す。結果は、強制窒素による乾燥によって、固体粒子溶液コーティング内の溶媒はより迅速に蒸発し得、かつ、固体粒子コーティングは最短の時間で実質的に一定のコーティング重量に到達し得たことを示している。２０秒間にわたり送達された窒素流によって、溶媒の急速な蒸発に起因して、ボトル内のコーティングされた固体粒子溶液の重量が著しく低減している。残存するコーティングの重量は、ボトルに付着することが見込まれる固体粒子の量と一致している。これらの実験において使用された強制窒素は周囲雰囲気にあったが、いくつかの実施形態では、加熱された窒素流を使用して溶媒の蒸発を増大させ、それにより乾燥プロセスを迅速化することもできる。
【００９１】
実施例４：加熱された固体粒子溶液のスプレーコーティング
[0105]  この実施例では、容器の内側表面上にスプレーコーティングする前に、固体粒子溶液を加熱した。以下に記載するように、２つの異なる手法を用いた。すなわち、１）予熱されたスプレーガンを使用して高温固体溶液をスプレーコーティングした；および、２）スプレーガンを使用して、純粋な溶融固体をスプレーした。
【００９２】
１．高温固体粒子溶液
[00106]  酢酸エチル５０ｍｌに対して蜜蝋１．５グラムを加えることにより３％の蜜蝋の固体粒子溶液を調製し、この溶液を、蜜蝋固体１．５グラムが完全に溶けるまで加熱および撹拌した。この溶液を、ガラス広口瓶内で、約７５セルシウス度に保った。ＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータをアルミホイルで包み、スプレーコータのノズル付近に熱電対を配置して温度を監視した。スプレーガンを、約７５セルシウス度に加熱した。８オンスの空のプラスチックボトルを、固体粒子溶液でコーティングする前に計量した。加熱された蜜蝋固体粒子溶液の広口瓶をスプレーコータと流体的に結合させ、高温固体粒子溶液をボトルの内側表面上にスプレーコーティングした。固体粒子コーティング上に１０秒間窒素を吹き付け、残留溶媒を蒸発させた。次いで、コーティングしたボトルを計量し、コーティングしたボトルの内側表面の表面トポグラフィーを検討した。２つの実質的に同一の８オンスＰＥＴボトルであるボトル２およびボトル３を、上述したように固体粒子溶液でコーティングした。ボトル２は、約０．０２グラムの固体粒子の堆積重量を有し、ボトル３は、約０．１グラムの固体粒子の堆積重量を有していた。図１２Ａおよび１２Ｂに、加熱された固体粒子溶液でコーティングした後のボトル２およびボトル３の光学画像を示す。
【００９３】
[00107]  ボトル３を用いて、固体粒子コーティングの表面トポグラフィーおよびコーティング厚を検討した。コーティング厚は、コーティングを剥がしてその下にある表面を露出し、側面計を使用してステップ高さを測定することによって確認した。厚みは、剥がされたエリアの一部の平均とコーティングされているエリアの平均との間のステップ高さとされ、約１．３μｍであると確認された。表面トポグラフィーは、干渉計（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，ＣＣＩ  ＨＤ）を使用して検討された。干渉法による画像を図１３に示す。二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さは約２０．２μｍであると確認され、複雑性は約１７５％であった。
【００９４】
[00108]  ボトル２で、マヨネーズの滑り特性について試験した。含浸液プロピレングリコールジ(カプリン酸／カプリル酸)をボトルのテクスチャ加工内側表面上にスプレーし、液体含浸表面を形成した。堆積した含浸液の重量は約０．４グラムであると確認された。次いで、マヨネーズをボトル内へ配置した。液体含浸表面上でのマヨネーズの良好な滑り性能が観察された。さらに、液体含浸表面上でピンニングは実質的に観察されなかった。
【００９５】
２．純粋な溶融固体
[00109]  純粋な蜜蝋固体１０グラムを、固体が完全に融解するまで加熱した。融解した蜜蝋を、ガラス広口瓶内で、約７５セルシウス度で保温した。ＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータをアルミホイルで包み、このスプレーコータのノズル付近に熱電対を配置して温度を監視した。スプレーガンを、約７５セルシウス度に加熱した。８オンスの空のプラスチックボトルを、固体でコーティングする前に計量した。加熱された蜜蝋の広口瓶をスプレーコータへと流体的に結合させ、溶融蜜蝋をボトルの内側表面上にスプレーコーティングした。次いで、コーティングしたボトルを計量し、コーティングしたボトルの内側表面の表面トポグラフィーを、干渉計（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，  ＣＣＩ  ＨＤ）を使用して検討した。２つの実質的に同一の８オンスＰＥＴボトルであるボトル４およびボトル５を、上述したように固体粒子溶液でコーティングした。ボトル４は約０．０４グラムの堆積重量を有し、ボトル５は約０．０５グラムの堆積重量を有していた。図１４に示すボトル４の光学画像に見られるように、堆積したコーティングは均質であった。ボトル４を用いて、溶融固体粒子溶液コーティングの表面トポグラフィーを検討した。ボトル５を用いて、滑り性能を検討した。
【００９６】
[00110]  表面トポグラフィーを、干渉計（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，  ＣＣＩ  ＨＤ）を使用して検討した。干渉法による画像を、図１５に示す。二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さは約７．６μｍであると確認され、複雑性は約１０２％であった。
【００９７】
[00111]  ボトル５で、マヨネーズの滑り特性について試験した。含浸液プロピレングリコールジ(カプリン酸／カプリル酸)をボトルのテクスチャ加工内側表面上にスプレーし、液体含浸表面を形成した。堆積した含浸液の重量は約０．４グラムであると確認された。図１６に、液体含浸表面を含むボトル５の光学画像を示す。次いで、マヨネーズをボトル内へ配置した。液体含浸表面上でのマヨネーズの良好な滑り性能が観察された。
【００９８】
実施例５：固体粒子と含浸液とを含む一段階スプレー
[00112]  この実施例では、含浸液内に溶解または懸濁された固体粒子を含む（すなわち、含浸液は固体粒子に対して溶媒として作用する）スプレーを表面上にスプレーコーティングし、液体含浸表面が一段階のコーティングプロセスで形成されるようにした。含浸液中の固体粒子の溶液を、溶融溶液または固体懸濁液として表面上にスプレーコーティングした。プロピレングリコールジ（カプリン酸／カプリル酸）含浸液中の５％のカルナウバ蝋固体粒子溶液を、プロピレングリコールジ（カプリン酸／カプリル酸）５０ｍｌ中にカルナウバ蝋２．５グラムを加えることにより調製した。この固体粒子溶液は、カルナウバ蝋固体を含有するプロピレングリコールジ（カプリン酸／カプリル酸）含浸液を約８０セルシウス度超の温度に加熱し、カルナウバ蝋固体が溶解して溶液が透明かつ黄色みを帯びるまで加熱することによって調製された。次いで、この固体粒子溶液２５ｍｌを第１のＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータ広口瓶に充填し、冷水で冷却しながら、超音波処理機内で音波処理に供した。溶液が冷却されるとカルナウバ蝋の固体粒子が含浸液内に沈殿し、これにより、プロピレングリコールジ（カプリン酸／カプリル酸）含浸液中のカルナウバ蝋固体粒子の懸濁液を形成した。
【００９９】
[00113]  残りの溶融固体粒子溶液２５ｍｌを、第２のＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータ広口瓶に充填し、約８０セルシウス度超の温度に維持されたホットプレート上にスプレーコータを置くことによって溶融状態で保持した。固体粒子懸濁液を、２つのガラスボトルであるガラスＡおよびガラスＢ、ならびにＰＥＴボトルであるＰＥＴＡの内側表面上にスプレーコーティングした。同様に、溶融固体粒子溶液を、２つのガラスボトルであるガラスＣおよびガラスＤ、ならびにＰＥＴボトルであるＰＥＴＢ上にスプレーコーティングし、それによって、スプレーコーティングしたボトルのそれぞれの内側表面上に液体含浸表面を形成した。各ガラスボトルおよびＰＥＴボトルを、固体粒子溶液でのコーティング前およびコーティング後に計量し、堆積したコーティングの重量を確認した。その結果を、表２に示す。
【０１００】
【表２】
2017515653.tif 000004
【０１０１】
[00114]  ＰＥＴボトルＡおよびＰＥＴボトルＢの内側表面上に形成された液体含浸表面の表面テクスチャを、干渉計（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，ＣＣＩ  ＨＤ）を使用して分析し、液体含浸表面の粗さパラメータおよび複雑性を確認した。ＰＥＴＡボトル上に形成された液体含浸表面の測定された粗さパラメータは、第１位置で１４．９％、および第２位置で２２．０％であり、測定された複雑性は、第１位置で１２．７％、および第２位置で１８．５％であった。比較すると、ＰＥＴＢボトル上に形成された液体含浸表面の測定された粗さパラメータは、第１位置で６．１２％、および第２位置で７．４６％であり、測定された複雑性は、第１位置で５．２２％、第２位置で５．３８％であった。
【０１０２】
実施例６：基材の加熱または冷却
[00115]  この実施例では、その上に固体粒子の溶液がスプレーコーティングされる基材を、スプレーコーティング前に加熱または冷却し、テクスチャ加工表面の特性を調節した。カルナウバ蝋の３％溶液を、酢酸エチル中で調整した。この溶液を調整するために、カルナウバ蝋１．５グラムを酢酸エチル５０ｍｌに加えた。この溶液を、カルナウバ蝋固体が酢酸エチル溶媒内に完全に溶解するまで加熱および撹拌し、安定した固体粒子溶液を形成した。次いで、固体粒子溶液を室温まで冷却した。冷却した固体粒子溶液を、ＳｐｒｉＭａｇＴＭスプレーコータのガラス広口瓶に充填した。このスプレーコータを、第１のスプレーコーティングから第２のスプレーコーティング、およびそれ以降にわたって、所定時間のスプレー時に実質的に同一重量の固体粒子溶液を送達するように調整した。固体粒子溶液を、第１の８オンスＰＥＴボトル、第２の８オンスＰＥＴボトル、および第３の８オンスＰＥＴボトルの内側表面上に、各ボトルが同じ時間にわたってスプレーコーティングされるようにスプレーコーティングした。これら３つのＰＥＴボトルは実質的に互いに同一であった。コーティング前に、各ボトルの重量を計量した。第１のＰＥＴボトルはコーティング前に約６５度の温度まで加熱し、第２のＰＥＴボトルはコーティング前に約０セルシウス度の温度まで冷却し、第３のＰＥＴボトルは室温で維持した。各ＰＥＴボトルを、スプレーコーティングプロセスの前および後に計量し、堆積したコーティングの重量を確認した。各ＰＥＴボトル上の固体粒子コーティングの付着性を、コーティングに対して摩擦力を印加することによって検討した。第１のＰＥＴボトルと第２のＰＥＴボトルと第３のＰＥＴボトルとの間に、実質的な重量差は観察されなかった。しかしながら、加熱された表面上にスプレーされた固体粒子の局所的な融解および再凝固のため、加熱された第１のＰＥＴボトルの内側表面に対する固体コーティングの付着性においては、いくらかの増大が観察された。
【０１０３】
実施例７：固体粒子コーティング上への溶媒のスプレー
[00116]  蜜蝋の滑らかなコーティングを表面上に配置した。図１７に、滑らかな蜜蝋コーティングの干渉法による画像（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，ＣＣＩ  ＨＤ）を示す。このコーティングの複雑性は、約１．２％であった。約８０セルシウス度に加熱したエタノールをこの蜜蝋コーティング上にスプレーし、次いで蒸発させた。図１８に、エタノールによるスプレー処理後の蜜蝋コーティングの干渉法による画像（Ｔａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ，ＣＣＩ  ＨＤ）を示す。コーティングは明らかに粗く見え、約５５％の複雑性を有している。
【０１０４】
[00117]  これまで、システム、方法、およびデバイスの様々な実施形態を記載してきたが、それらは限定ではなく、単に例として提示されていることを理解されたい。上述した方法およびステップは特定の順序で生じる特定の事象を示しているが、本開示の利益を得る当業者は、特定のステップの順序は修正可能であり、そのような修正は本発明のバリエーションに基づくものであることを認識するであろう。さらに、特定のステップは、上述のように順を追って実施するのみでなく、可能な場合は、平行プロセスで同時に実施してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、加熱された固体粒子溶液の多重のスプレーコートを基材上に堆積させることができ、次いでこれをオーブン内で加熱するか、または窒素分子により乾燥させることができる。あるいは、含浸液内に懸濁した固体粒子を含む固体粒子溶液の多重スプレーコートを実施することもできる。あるいは、本明細書に記載するスプレーコーティングプロセスの様々な実施形態の他の任意の組み合わせを実施することもできる。実施形態を詳細に図示および記載してきたが、形態および詳細において様々な変更を加え得ることが理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ−１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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