JP2018532897A - マイクロ構造表面を有するテキスタイル及びそれを備える衣類 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その全内容が参照により本明細書に援用される2015年10月5日に出願された米国特許仮出願第62/237,460号の利益を主張するものである。
面と直接接触している水の量の尺度であり、一方接触角ヒステリシスは、表面上を水が移動可能な度合いの尺度である。
造表面を有し、第一階層レベルの形態は、コーティング基材に位置し、各連続する階層レベルの形態は、その前の階層レベルの表面上に位置し、個々の高い方の階層レベルの形態は、低い方の階層レベルの形態を繰り返している。米国特許第7,419,615号には、疎水性材料を可溶性粒子と混合して混合物を形成することによって、超疎水性材料を形成する方法が開示されている。米国特許第7,887,736号には、大面積にわたる超疎水性ポリマーの大量生産が経済的に実施可能となるように、テンプレートを用いて繰り返しインプリントされた超疎水性表面が開示されている。米国特許出願公開第20030147932号には、防汚性を有するセルフクリーニング又はハス効果表面が開示されている。米国特許出願公開第20060029808号には、水に1週間浸漬された後でも超疎水性を維持することができるコーティングが開示されている。米国特許出願公開第20080015298号には、超疎水性コーティング組成物が開示されている。米国特許出願公開第20080241512号には、超親水性表面特性、又は超疎水性表面特性、又はそのような特性の組み合わせを任意の表面の様々な場所に提供するために材料の層を堆積させる方法が開示されている。米国特許出願公開第20090011222号には、様々なシステム用途のための超疎水性保護コーティングとしてハス効果材料を適用する方法、さらにはハス効果コーティングを製造/作製する方法が開示されている。米国特許出願公開第20090076430号には、通気性を有し得る材料を含み、第一の表面、及び第一の表面に接着された複数の超疎水性粒子を有する包帯が開示されている。この材料は、第一の表面の反対側に親水性である第二の表面を有し得る。米国特許出願公開第20090227164号には、不織材料がテクスチャ及びナノ範囲のスポンジ状メッシュ構造でコーティングされる超疎水性コーティングが開示されている。米国特許出願公開第20100112286号には、人工的に構造化された超疎水性表面上の液滴状態の制御及び切り替えが開示されている。米国特許出願公開第20100021692号には、マルチスケール(階層状)超疎水性表面の製造方法が提供され、開示されている。この方法は、ポリマー表面を、フラクタル状又は疑似フラクタル状に3つのサイズスケールでテクスチャ化することを含み、最も低いスケールがナノスケールであり、最も高いスケールがマイクロスケールである。米国特許出願公開第20100028604号には、基材及び基材の少なくとも1つの表面上に堆積された階層状表面構造を備える超疎水性構造が開示されており、階層状表面構造は、基材の少なくとも1つの表面上に間隔を空けた幾何学的パターンで配置された複数のマイクロ凹凸部を備えるマイクロ構造を有する。米国特許出願公開第20110077172号には、材料の局所的堆積の方法が開示されており、盛り上がった表面構造を備える超疎水性基材を含む。
れ、典型的には階層状であって、少なくとも2つの空間スケールを特徴とし、1つのスケールは、マイクロメートル(ミクロン)のオーダー、別のスケールは、数百ミクロンのオーダーである。表面テクスチャは、前進接触角と後退接触角との差(接触角ヒステリシス)が大きいことによって1つの状態を、又は別の選択肢として、接触角ヒステリシスが小さいことによって別の状態を誘発し得る。目的の状態は、それぞれ、Wenzel状態及びCassie状態として知られる。階層状の空間スケールの各々は、多数の空間的スケールでの組み合わせが可能であるように、Wenzel状態及びCassie状態を別々に誘発し得る。
で、多孔性又は非多孔性であるコーティングによってコーティングされたテキスタイルに関する。平滑で平らな表面で測定した静的水接触角値は、約120度よりも高く、好ましくは130度よりも高く、より好ましくは150度よりも高い。
。中スケール凸部110は、5から約25ミクロンの高さ120、及び5から約50ミクロンの直径122を有してよく、凸部110で覆われた基材108の表面領域の割合は、約0.1から約0.9の範囲であってよい。小スケール構造112は、主として中スケール構造110上に配置されてよい。
、四角形、五角形、又は六角形の形状、規則的又は不規則的;さらには、直線セグメントによって概略的に定められる多角形の形状)。サイズがより小さく異なる階層オーダーである第二のフィーチャが、次に、第一のパターンの凹部壁上に重ね合わされる。そのような構造を作り出す際に用いられる方法は、まず、大スケールの構造をエンボスし、次に追加のより小さいスケールの構造を二次的にエンボスすることを含んでよく、好ましくは、より大きいスケールの構造上により小さいスケールの構造がエンボスされる。
ある。この種類のテクスチャフィーチャを、リソグラフィ技術を用いて作り出すことはできない。
10の上表面521及び下表面523のうちの一方の上に一連のマイクロ構造突起を含み、そしてそれは、前記上表面及び前記下表面521、523のうちの他方の上に一連の相補的マイクロ構造窪みを定める。同様に、第二セットのテクスチャフィーチャ514が、上表面521から基材510を通って下向きに突き出るマイクロ構造窪みを備える実施形態では、それらは、逆側の下表面上に相補的マイクロ構造突起を形成する。
先端部表面522、622、722、822上に配置される。
ャの表面に対して垂直である軸線に沿って形成される(例:図5及び6参照)。これらはさらに、曲面部(the round)全体にわたって多次元的に維持される。
配置される。アイランド部の構造の幾何学的形状は、通常の曲げる動作及び典型的な接触点と一致するように選択されてよい。例えば、指先領域では、アイランド部は、円形状909である。指が曲がる領域では、アイランド部は、直線状911であり、指が曲がる線915に対して平行913に配置される。関節のない手のひら領域では、手のひらの表面全体を実質的に覆うより広いアイランド部917が選択されてもよい。アイランド部5は、手袋を両手用として用いることができるように、手袋の両側919に存在していてもよい。アイランド部5は、盛り上がっていてもよく923、又は手袋の非テクスチャ領域921と実質的に同一平面であってもよい。
Claims (14)
- 疎水性/親水性混合物を含む表面に対する付着を形成することができるマイクロ構造表面を備えるテキスタイル製品であって、前記付着は、せん断応力が垂直圧力を超えた場合に発生し、前記マイクロ構造表面は、階層状パターンを備える、テキスタイル製品。
- 前記マイクロ構造表面の少なくとも一部分が、同じサイズの平滑平面の面積の少なくとも2倍の表面積を有する、請求項1に記載のテキスタイル。
- 前記表面が、約120度よりも高い静的親水性接触角、及び約120度よりも低い疎水性接触角を有する、請求項1に記載のテキスタイル。
- 前記マイクロ構造表面が、5度よりも大きいヒステリシス角を有する、請求項1に記載のテキスタイル。
- 前記マイクロ構造表面が、1)同じサイズの平滑平面の面積の少なくとも2倍の表面積、2)階層状テクスチャ表面、3)約120度よりも高い静的親水性接触角、及び約120度よりも低い疎水性接触角、並びに4)5度よりも大きいヒステリシス角のうちの少なくとも1つを有する、請求項1に記載のテキスタイル。
- 前記疎水性/親水性接触混合物が、油及び/又は空気、並びに水溶液及び/又は氷を含む、請求項5に記載のテキスタイル製品。
- 前記階層状パターンが、0.5〜5ミクロンの寸法の第一の構造、5〜25ミクロンの寸法の第二の構造、25〜1000ミクロンの寸法の第三の構造を備え、前記第一の構造は、前記第二の構造の上に重ね合わされ、前記第一及び第二の構造の組み合わせは、前記第三の構造上に重ね合わされる、請求項6に記載のテキスタイル製品。
- 前記構造の幾何学的形状が、a)二次元正弦波形状、b)円柱形状、及びc)フィン形状から選択される、請求項7に記載のテキスタイル製品。
- 前記階層状パターンと前記疎水性/親水性接触混合物との間の界面が、Wenzel−Cassie型界面である、請求項7に記載のテキスタイル製品。
- テキスタイル基材上の前記表面テクスチャが、空気に曝露された水性液体との少なくとも1つの界面を作り出し、前記界面において、前記表面テクスチャの一部は、前記テキスタイルと前記界面との間に空気を捕捉し、前記表面テクスチャの他の少なくとも一部は、空気を捕捉せず、前記得られた界面は、少なくとも5度の接触ヒステリシス角を作り出す、請求項5に記載のテキスタイル製品。
- テキスタイル基材上の前記表面テクスチャが、油と混合された水性液体との少なくとも1つの界面を作り出し、前記界面において、前記表面テクスチャの一部は、前記テキスタイルと前記界面との間に油を捕捉し、前記表面テクスチャの他の少なくとも一部は、油をはじき、前記得られた界面は、少なくとも5度の接触ヒステリシス角を作り出す、請求項5に記載のテキスタイル製品。
- 前記マイクロ構造表面が、疎水性/親水性混合物と界面を形成し、前記界面は、1)超疎水性、2)Wenzel−Cassie、及び3)Cassie−Baxterのうちの少なくとも1つである、請求項1に記載のテキスタイル製品。
- 前記マイクロ構造表面部分が、1)同じサイズの平滑平面の面積の少なくとも2倍の表面積、2)階層状テクスチャ表面、3)約120度よりも高い静的親水性接触角、及び約120度よりも低い疎水性接触角、並びに4)5度よりも大きいヒステリシス角のうちの少なくとも1つを有し、前記表面は、1)超疎水性、2)Wenzel−Cassie、及び3)Cassie−Baxterのうちの少なくとも1つを特徴とする界面を形成する、請求項1に記載のテキスタイル製品。
- 前記テキスタイル製品が、手袋である、請求項1から13のいずれか一項に記載のテキスタイル製品。
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