JP6983253B2 - 結露管理マニホールド及びシステム - Google Patents

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Description

本出願は、結露管理システムと、そのようなシステムに関連する装置及び方法とに関する。
恒常的な結露は、建物インフラ内の問題となり、水損、かびや白かび関連の汚染、安全上のおそれ、及び腐食の原因となることがある。建物インフラ内の一般的な結露源は、「水滴がついた」表面である。結露は、水分の存在によって微生物の増殖を招き得る食品処理施設において特に厄介である。結露生成面に形成され、そこから落ちる結露の液滴により、結露中の微生物が下の処理装置又は食品製品に移ることがある。この微生物汚染は、製品腐敗の助長や食物媒介性の病気を招くことがある。
本明細書に記載されるいくつかの実施形態によれば、結露管理マニホールドが、第１の結露流路を備える第１の細長チャネルを有する第１の部分を含む。マニホールドの第２の部分が、第２の結露流路を備える第２の細長チャネルを有する。第２の部分は、可撓性結露管理フィルムの第１の表面が第１の流路に流体的に連結され、かつ結露管理フィルムの反対側の第２の表面が第２の流路に流体的に連結されるように、第１の部分内に少なくとも部分的に入れ子になるように構成される。
いくつかの実施形態が、結露管理システムを対象とする。システムは、結露管理マニホールドと、結露管理フィルム支持体（第２のマニホールドであってもよい）と、マニホールドと支持体との間に配置された可撓性結露管理フィルムとを含む。マニホールドは、第１の結露流路を備える第１の細長チャネルを有する第１の部分と、第２の結露流路を備える第２の細長チャネルを有する第２の部分とを含む。第２の部分は、フィルムの第１の表面が第１のチャネルに流体的に連結され、かつフィルムの反対側の第２の表面が第２のチャネルに流体的に連結されるように、第１の細長チャネル内に入れ子になるように構成される。
いくつかの実施形態が、複数の取付構造を有する台形の可撓性結露管理フィルムを含む結露管理システムを対象とする。装着具が、可撓性結露管理フィルムの取付構造にそれぞれ連結される。装着具は、フィルムがフィルムの横方向軸線に沿って湾曲し、かつ湾曲した結露管理フィルムの底部が重力方向に沿って下向きに傾斜するように、フィルムを結露生成面に対して位置決めし保持するように構成される。
本出願の上記及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかになるであろう。しかしながら、上記概要は、いかなる場合も請求の主題の限定として解釈されるべきではなく、そのような主題は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
少なくとも１つの第１の領域と少なくとも１つの第２の領域との間の温度差によって結露液滴が形成される表面を含む処理施設の概念図である。 いくつかの実施形態による結露管理システムを有する処理施設を示す。 いくつかの実施形態による結露管理システムを有する処理施設の一部分の切断斜視図である。 図２Ａの結露管理システムの分解上面図である。 様々な実施形態による、マイクロチャネルを有する流体制御フィルムを示す断面図である。 様々な実施形態による、マイクロチャネルを有する流体制御フィルムを示す断面図である。 様々な実施形態による、マイクロチャネルを有する流体制御フィルムを示す断面図である。 いくつかの実施形態によるマニホールドの様々な図を示す。 いくつかの実施形態によるマニホールドの様々な図を示す。 いくつかの実施形態によるマニホールドの様々な図を示す。 いくつかの実施形態によるマニホールドの様々な図を示す。 いくつかの実施形態による、フィルムに取り付けられたマニホールドの端部領域の斜視図を示す。 いくつかの実施形態による、互いに対して回転できる第１及び第２の部分を含むマニホールドの斜視図を示す。 いくつかの実施形態による、可撓性フィルムを把持するマニホールド（又はフィルム支持体）に連結するように構成された装着具の正面斜視図及び背面斜視図である。 いくつかの実施形態による、可撓性フィルムを把持するマニホールド（又はフィルム支持体）に連結するように構成された装着具の正面斜視図及び背面斜視図である。 いくつかの実施形態による平らにされた可撓性フィルムを示す。 いくつかの実施形態による、図１０の可撓性フィルムに直接取り付けられた装着具を含む結露管理システムを示す。 可撓性フィルムが張力を掛けられ、２つのマニホールド間にある勾配で保持された試験装置の様々な図を示す写真である。 可撓性フィルムが張力を掛けられ、２つのマニホールド間にある勾配で保持された試験装置の様々な図を示す写真である。 可撓性フィルムが張力を掛けられ、２つのマニホールド間にある勾配で保持された試験装置の様々な図を示す写真である。 可撓性フィルムが張力を掛けられ、２つのマニホールド間にある勾配で保持された試験装置の様々な図を示す写真である。 可撓性フィルムが張力を掛けられ、２つのマニホールド間にある勾配で保持された試験装置の様々な図を示す写真である。 可撓性フィルムが張力を掛けられ、２つのマニホールド間にある勾配で保持された試験装置の様々な図を示す写真である。 結露の「フィンガリング」及び貯留を示す、試験装置内に設置された疎水性の平坦フィルムの写真である。
これらの図は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図面で使用されている同様の番号は同様の構成要素を示す。しかし、特定の図中のある構成要素を示す数字の使用は、同じ数字を付した別の図中の構成要素を限定することを意図するものではないことが理解されよう。
図１Ａは、少なくとも１つの第１の領域１２１と少なくとも１つの第２の領域１２２との間の温度差によって結露液滴１１０が形成される表面１０１を含む処理施設１００ａの概念図である。例えば、第１の領域１２１は室温であってもよく、第２の領域１２２は、領域１２１の温度が領域１２２の温度よりも高いような冷蔵庫であってもよい。製品、例えば、食品１５０は、経路１９９に沿って、室温領域１２１から冷蔵領域１２２に、及び／又は冷蔵領域１２２の外に移動する。２つの領域１２１、１２２間の温度差により、結露１１０は、室温領域１２１と冷蔵領域１２２との間の開口部１３１及び冷蔵領域１２２の表面に形成される。最終的に、結露１２２は合体し、食品１５０上に滴下する。食品１５０への結露１１０の落下は、食料汚染の仕組みをなし、そうでなければ実質的な細菌増殖の懸念を引き起こさないであろう水分量の少ない食料の水分活性を高める媒介となる。このリスクのために、政府機関は、食品処理業者に施設全体にわたる結露の管理を要求する。
食品処理施設内の架空面に形成される結露を管理するいくつかの手法が、従前に用いられてきた。従前の手法は、生産ラインを定期的に停止して冷蔵領域を除霜すること、延長ポールに取り付けられたモップヘッドなどの吸収性材料を使用して結露生成面を乾燥すること、及び／又は水切りへら若しくは圧縮空気を使用して結露を除去することを伴う。他の手法としては、冷気送込み及び放出エリアへの暖気の流れを最小化することを試みる高価な「空気ナイフ」システムを使用することが挙げられる。しかし、これらシステムの大部分は、人の介入を必要とし、結露を軽減するために生産を停止する必要があることがある。
本明細書に開示される手法は、結露を食品から恒常的に離して経路付けるマニホールドと共に使用される可撓性フィルムを伴う、結露管理装置及びシステムを対象とする。本明細書に開示される手法は、生産を停止することなく、及び／又は結露を除去するために物理的なモップ作業若しくは乾燥技術を使用することなく、処理施設における結露を軽減するために使用することができる。
図１Ｂは、本明細書に記載される結露管理システム１８０が設置された処理施設１００ｂを示す。結露１１０は、結露生成面１０１に形成された結露１１０がフィルム１８１に落下するように、結露生成面１０１の下に懸架された１つ以上の可撓性フィルム１８１により、食品１５０への落下が阻止される。いくつかの実施形態によれば、結露管理システム１８０は、フィルム１８１に流体的に連結され、捕捉された結露１１０を食品１５０から離して経路付けるように構成された、少なくとも１つのマニホールド１８２を含む。装着具１８３が、可撓性フィルム１８１を結露生成面１０１に対して位置決めし保持する。
図２Ａは、いくつかの実施形態による結露管理システム２８０を有する処理施設２００の一部分の切断斜視図である。図２Ｂは、結露管理システム２８０の分解上面図である。システム２８０は、結露を収集し輸送するように構成され、親水性表面を含んでもよい流体制御フィルム２１０と、少なくとも１つのマニホールドと、装着具２６１とを含む。マニホールドは、傾斜したフィルム２１０の上面２１２及び下面２１１によって輸送される結露を収集し、例えば単一の放出箇所に、放出する。装着具２６１及びマニホールドは同時に、フィルム及び／又は他のシステム構造を冷たい表面から熱的に切り離すことによって凍結に対する感受性を低減することを可能にする、「浮いた」可撓性フィルムに張力を掛ける仕組みをもたらす。
図２Ａ及び図２Ｂは、第１の支持体２２１と第２の支持体２２２との間に配置された可撓性流体制御フィルム２１０を示す。支持体２２１、２２２の一方又は両方は、結露を収集し放出するマニホールドを備えてもよい。いくつかの実施形態において、可撓性流体制御フィルム２１０は、第１の側部２７１と、反対側の第２の側部２７２と、第３の側部２７３と、反対側の第４の側部２７４とを有する四辺形又は矩形であってもよい。可撓性フィルム２８１は、第１の側部２７１及び第２の側部２７２と交差する横方向軸線２９８と、第３の側部２７３及び第４の側部２７４と交差する長手方向軸線２９９とを有する。図２Ｂに示すように、フィルム２１０は、第１の側部２７１と第３の側部２７３との間の第１の角部２８１、第３の側部２７３と第２の側部２７２との間の第２の角部２８２、第２の側部２７２と第４の側部２７４との間の第３の角部２８３、及び第４の側部２７４と第１の側部２７１との間の第４の角部２８４を含んでもよい。図２Ａに示すように、支持体２２１、２２２は、結露生成面２０１に形成された結露２０２が可撓性フィルム２１０の第２の表面２１２に落下するように、結露生成面２０１に対して可撓性フィルム２１０を位置決めし保持する。一部の結露は、可撓性フィルム２１０の反対側にある第１の表面２１１に形成されてもよい。
支持体２２１、２２２は、フィルム２１０の２つの反対側の側部２７３、２７４にそれぞれ取り付けられるように構成されている。いくつかの実施形態において、支持体２２１、２２２の両方は、フィルム２１０の第２の表面２１２に落下する結露２０２をマニホールド２２１、２２２内に経路付けるように、フィルム２１０に流体的に連結されるマニホールドである。いくつかの実施形態において、支持体２２１、２２２の一方が支持体としてのみ機能し、マニホールドの流体構造を含まないことが可能である。いくつかの実施形態において、両方の支持体２２１、２２２はマニホールドであり、流体構造を有するが、結露は、支持体２２１、２２２の一方のみが結露を収集するように経路付けられる。
破線の矢印２９１、２９２、２９３は、処理施設２００の天井から落下する水滴２０２ａの経路を示す。水滴２０２ａは、液滴２０２ａがフィルム２１０の第２の表面２１２に到達するまで、重力方向に沿って下向きに落下する２９１。フィルム２１０は、その長手方向軸線２９９に沿って重力方向下向きに傾斜する。フィルム表面２１２において、液滴２０２ａは、他の液滴と合体し、液滴２０２ａがマニホールド２２１に到達するまで、フィルム２１０の長手方向軸線２９９に概ね沿って流れる２９２ことができる。液滴２０２ａはマニホールド２２１に入り、液滴２０２ａがマニホールド２２１の出口ポート２２３を通って出るまで、フィルム２１０の横方向軸線２９８に概ね沿って流れる２９３。
装着具２６１は、支持体２２１、２２２に機械的に連結される。装着具２６１は、結露生成面２０１に形成された結露２０２が、結露生成面２０１からフィルム２１０の第２の表面２１２に落下するように、結露生成面２０１に対して支持体２２１、２２２を位置合わせし保持するように構成され配置される。
フィルムの一方の側部２７３に配置され、結露を収集するように構成された第１のマニホールド２２１と、フィルム２１０の別の側部２７４に配置され、支持体としてのみ機能し、実質的な量の結露を収集しない、第２のマニホールド２２２とを含む、結露管理システム２８０について検討する。装着具２６１は、第１のマニホールドに取り付けられたフィルム２１０の側部２７３が、第２のマニホールド２２２に取り付けられた反対側の側部２７４よりも重力方向に沿って低くなるように配置されてもよい。いくつかの実施形態において、装着具２６１は、可撓性フィルム２１０の１つの角部２８２が最も低い箇所となるように配置されてもよい。最も低い角部２８２は、例えば、排水管２９０に取り付けられる、マニホールド２２１の端部に取り付けられ、マニホールド２２１の排水を助長してもよい。いくつかの実施形態において、マニホールド２２１、２２２は、マニホールドの端部にねじ付き部分又は先細部分などの１つ以上の構造を含んでもよく、１つ以上の構造は、排水管２９０の接続を助長するように構成される。
いくつかの実施形態において、可撓性フィルム２１０の主表面２１１、２１２は、実質的に平滑であってもよい。いくつかの実施形態において、微細構造２３０、２４０が、可撓性フィルム２１０の第１の主面２１１及び第２の主面２１２の一方又は両方に配置される。微細構造２３０、２４０は、結露がマニホールド２２１に向かって移動するのを助長するように、及び／又は蒸発を助長するために結露を這い上がらせるように構成されたマイクロチャネルであってもよい。図２Ｂは、マイクロチャネル２３０の第１の組及び２４０マイクロチャネルの第２の組を示し、マイクロチャネル２３０、２４０は流体的に接続されてもよい。
図２Ｂに示すように、マイクロチャネル２３０の長手方向軸線は線２３３に沿って位置し、チャネル２４０の長手方向軸線は線２３２に沿って位置する。チャネル２４０は、図２Ｂに示すように、チャネル２４０に対してチャネル角度２３１を成す。いくつかの実施形態において、マイクロチャネル２３０の長手方向軸線は、フィルムの長手方向軸線２９９と実質的に揃う。いくつかの実施形態において、マイクロチャネル２４０の少なくとも一部の角度２３１は、例えば、０度より大きいかつ約９０度未満、又は０度より大きいかつ約６０度未満であってもよい。いくつかの実施形態において、チャネル角度２３１は、約４５度未満である。
いくつかの実施形態によれば、マイクロチャネル２３０、２４０は、可撓性フィルム２１０に沿って長手方向に、及び／又は可撓性フィルム２１０を横切って横方向にチャネル２３０、２４０内の流体の毛管移動をもたらすように構成される。流体を横方向に這い上がらせる毛管作用は、流体の表面−体積比が大きくなり、かつより急速な蒸発が可能になるように、フィルム２１０にわたって流体を分散させる。チャネル断面、チャネル表面エネルギー、及び流体表面張力により、毛管力が決定される。
図３〜図５は、様々な実施形態による、マイクロチャネルを有する流体制御フィルムを示す断面図である。図３に示すように、隆起部３２０が、フィルム３１０の基部３３０ａの上方にｚ軸に沿って上昇して、マイクロチャネル３３０を形成し、各チャネル３３０は、いずれの側にも図３のｘ軸であるチャネル長手方向軸線に沿って延びる隆起部３２０を有する。チャネル長手方向軸線は、フィルムの長手方向軸線に対して実質的に平行であるか、又は傾斜してもよい。図３において、隆起部３２０は、チャネル３３０の基部３３０ａと実質的に垂直にｚ軸に沿って立ち上がって示される。代わりに、いくつかの実施形態において、隆起部は、チャネルの基部に対して垂直以外の角度で延びることができる。チャネル３３０の隆起部３２０は、チャネル３３０の基面３３０ａから隆起部３２０の頂面３２０ａまでで測定される高さｈｐを有する。隆起高さｈｐは、フィルム３１０に耐久性及び保護をもたらすように選択されてもよい。いくつかの実施形態において、隆起高さｈｐは、約２５μｍ〜約１０００μｍ、又は約１００μｍ〜約２００μｍであり、チャネル断面幅ｗｃは約２５μｍ〜約１０００μｍであり、隆起部断面幅ｗｒは約３０μｍ〜約２５０μｍである。
いくつかの実施形態において、図３に示すように、チャネル３３０の側面３２０ｂは、チャネル３３０の基面３３０ａにおける隆起部の幅が隆起部３２０の頂面３２０ａにおける隆起部の幅よりも広くなるように、断面が傾斜してもよい。このケースにおいて、チャネル３３０の基部３３０ａにおけるチャネル３３０の幅は、隆起部３２０の頂面３２０ａにおけるチャネル３３０の幅よりも狭い。代わりに、チャネルの底面におけるチャネル幅が、隆起部の頂面におけるチャネル幅よりも広くなるように、チャネルの側面を傾斜させることができる。
チャネル３３０の基面３３０ａとフィルム３１０の反対側の面３１０ａとの間の距離ｔｖは、液滴がフィルム３１０によって這い上がるが、依然として堅牢な構造を維持できるように選択することができる。いくつかの実施形態において、厚さｔｖは、厚さ約７５μｍ未満、約５０μｍ未満、又は厚さ約２０μｍ〜約２００μｍである。いくつかの実施形態において、親水性の表面構造又はコーティング３５０が、いくつかの実施形態において、基部３３０ａ、チャネル側部３２０ｂ、及びチャネル頂部３２０ａに配置され、例えば、コーティング又はプラズマ蒸着されてもよい。いくつかの実施形態において、隣り合う隆起部３２０の各組は、等しく離間している。他の実施形態において、隣り合う隆起部３２０の間隔は、少なくとも２つの異なる距離だけ離れていてもよい。
図４は、例示的な実施形態による、一次及び二次チャネル４３０、４３１を有する可撓性フィルム４１０の断面図である。一次及び二次チャネル４３０、４３１は、一次及び二次隆起部４２０、４２１によって画定される。チャネル４３０、４３１及び隆起部４２０、４２１は、図４のｘ軸であるチャネル長手方向軸線に沿って延びる。チャネル長手方向軸線は、フィルムの長手方向軸線に対して実質的に平行であるか、又は傾斜してもよい。各一次チャネル４３０は、一次チャネル４３０のいずれの側にもある一組の（第１及び第２の）一次隆起部４２０によって画定される。一次隆起部４２０は、チャネル４３０の基面４３０ａから隆起部４２０の頂面４２０ａまでで測定される高さｈｐを有する。
いくつかの実施形態において、微細構造が一次チャネル４３０内に配置される。微細構造は、一次チャネル４３０の第１及び二次一次隆起部４２０間に配置された二次チャネル４３１を備えてもよい。二次チャネル４３１はそれぞれ、少なくとも１つの二次隆起部４２１と関連付けられる。二次チャネル４３１は、一組の二次隆起部４２１間、又は二次隆起部４２１と一次隆起部４２０との間に位置してもよい。
一次隆起部間の中心間距離ｄｐｒは、約２５μｍ〜約１０００μｍの範囲であってもよく、一次隆起部と最も近い二次隆起部との間の中心間距離ｄｐｓは、約５μｍ〜約３５０μｍの範囲であってもよく、２つの二次隆起部間の中心間距離ｄｓｓは、約５μｍ〜約３５０μｍの範囲であってもよい。場合によっては、一次及び／又は二次隆起部は、基部からの距離と共に先細になってもよい。基部における一次隆起部の外面間の距離ｄｐｂは、約１５μｍ〜約２５０μｍの範囲であってもよく、約１μｍ〜約２５μｍの範囲のより小さな距離ｄｐｔまで先細になってもよい。基部における二次隆起部の外面間の距離ｄｓｂは、約１５μｍ〜約２５０μｍの範囲であってもよく、約１μｍ〜約２５μｍの範囲のより小さな距離ｄｓｔまで先細になってもよい。一例において、ｄｐｐ＝０．００８９８インチ（２２８μｍ）、ｄｐｓ＝０．００２６４インチ（６７μｍ）、ｄｓｓ＝０．００１８５インチ（４７μｍ）、ｄｐｂ＝０．００２５１インチ（６４μｍ）、ｄｐｔ＝０．００１００インチ（２５．４μｍ）、ｄｓｂ＝０．００１３１インチ（３３．３μｍ）、ｄｓｔ＝０．００１００インチ（２５．４μｍ）、ｈｐ＝０．００７８４インチ（２００μｍ）、ｈｓ＝０．００１６０インチ（４０．６μｍ）である。
二次隆起部４２１は、チャネル４３０の基面４３０ａから二次隆起部４２１の頂面４２１ａまでで測定される高さｈｓを有する。一次隆起部４２０の高さｈｐは、二次隆起部４２１の高さｈｓより大きくてもよい。いくつかの実施形態において、一次隆起部の高さは、約２５μｍ〜約１０００μｍ、又は約１００μｍ〜約２００μｍであり、二次隆起部の高さは、約５μｍ〜約３５０μｍ、又は約２０μｍ〜約５０μｍである。いくつかの実施形態において、二次隆起部４２１の高さｈｓと一次隆起部４２０の高さｈｐとの比は、約１：５である。いくつかの実施形態において、ｈｓはｈｐの半分未満である。一次隆起部４２０は、フィルム４１０の耐久性と、二次チャネル４３１、二次隆起部、及び／又は一次隆起部４２０間に配置された他の微細構造の保護とをもたらすように設計することができる。可撓性フィルム４１０は、流体の蒸発を助長するために、フィルム４１０の表面にわたって流体を分散させるように構成されてもよい。
図５は、例示的な実施形態による、隆起部５２０及びチャネル５３０を有する結露制御フィルム５１０の断面図を示す。チャネル５３０は、チャネル５３０を画定する隆起部５２０によってＶ字形状とされる。この実施形態において、チャネル５３０の側面５２０ｂは、層表面と垂直な軸線、すなわち図５のｚ軸に対して、例えば、２０度、４０度、または４０度などの０度より大きいかつ９０度未満のある角度で配置される。前述したように、フィルム５１０のチャネル５３０及び隆起部５２０は、フィルム５１０の長手方向軸線に対して実質的に平行であるか、又は傾斜するチャネル軸線に沿って位置してもよい。隆起部５２０は、いくつかの実施形態において互いに等しい距離だけ離れていてもよい。
本明細書に記載されるチャネルは、フィルムの一方又は両方の主面に沿って延びる開放した個々の毛管チャネルの連なりを形成する所定のパターンで複製されてもよい。シート又はフィルムに形成されたこれらの微細複製チャネルは、実質的に各チャネルの長さに沿って、例えばチャネルごとに、全体に一様かつ規則的である。フィルム又はシートは、薄く、可撓性であり、製造の費用対効率が高くてもよく、その意図される用途に望ましい材料特性を有するように形成することができる。
本明細書において述べた可撓性フィルムは、毛管作用によってチャネルに沿って流体を自発的に輸送することが可能であってもよい。流体制御フィルムが流体を自発的に輸送する能力に影響を及ぼす２つの一般的な要因は、（ｉ）表面の幾何学形状又はトポグラフィ（毛管現象、チャネルのサイズ及び形状）、並びに（ｉｉ）フィルム表面の性質（例えば表面エネルギー）である。所望の量の流体輸送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若しくはトポグラフィを調節してもよく、及び／又は流体制御フィルムの表面の表面エネルギーを調節してもよい。毛管作用による自発的な這い上がりによって流体輸送を行うようチャネルが機能するために、チャネルは一般に、流体と流体制御フィルムの表面との間の接触角度が９０度以下で流体がチャネルの表面を濡らすことを可能にするのに十分な程度に親水性である。
いくつかの実装形態において、本明細書に記載した流体制御フィルムは、連続的な及び／又はロールツーロール式のフィルム製作を可能にする押出エンボス加工工程を用いて準備することができる。１つの好適な工程によれば、流動性材料が、成形ツールの成形表面と連続的に線接触させられる。成形ツールは、ツールの表面に切削されたエンボス加工パターンを有し、このエンボス加工パターンは、ネガの浮き彫りとなっている流体制御フィルムのマイクロチャネルパターンである。成形ツールによって流動性材料に複数のマイクロチャネルが形成される。流動性材料は固化して、長手方向軸線に沿った長さ及び幅を有する細長い流体制御フィルムを形成し、長さは幅よりも大きい。マイクロチャネルは、フィルムの長手方向軸線に対して０度より大きいかつ９０度未満の角度を成すチャネル長手方向軸線に沿って形成することができる。いくつかの実施形態において、角度は、例えば４５度未満である。
流動性材料は、流動性材料が成形ツールの表面と線接触させられるように、ダイから成形ツールの表面上に直接押し出してもよい。流動性材料は、例えば、様々な光硬化性、熱硬化性、及び熱可塑性の樹脂組成物を含んでいてもよい。線接触は樹脂の上流縁部によって画定され、成形ツールが回転するにつれ、成形ツール及び流動性材料の両方に対して移動する。得られた流体制御フィルムは、ロール製品の形態の物品を産出するようにロールに巻き取ることができる単一層の物品であってもよい。いくつかの実装形態において、製作工程は、マイクロチャネルを有する流体制御フィルムの表面処理、例えば、本明細書に開示するような親水性コーティングのプラズマ蒸着を更に含んでもよい。いくつかの実装形態では、成形ツールは、ロール又はベルトであってよく、反対側にあるローラとともにニップを形成する。成形ツールと反対側にあるローラとの間のニップは、流動性材料を成形パターン内へと押し込むのを補助する。ニップを形成する間隙の間隔は、所定の厚さの流体制御フィルムの形成を補助するように調節することができる。開示する流体制御フィルムに好適な製作工程についての追加の情報は、同一出願人による米国特許第６，３７５，８７１号及び第６，３７２，３２３号に記載されており、これらの各々は、そのそれぞれの全体が、参照により本明細書に組み込まれている。
本明細書において述べる流体制御フィルムは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、コポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリ（塩化ビニル）、ポリエーテルエステル、ポリイミド、ポリエステルアミド、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルの加水分解誘導体などを含む、鋳造又はエンボス加工に好適な任意のポリマー材料から形成することができる。特定の実施形態は、ポリオレフィン、特にポリエチレン又はポリプロピレン、それらのブレンド及び／又はコポリマー、並びにプロピレン及び／又はエチレンと、酢酸ビニル又はアクリル酸メチルやブチルなどのアクリレートなどの他の少量のモノマーとのコポリマーを使用する。ポリオレフィンは、鋳造用ロール又はエンボス加工用ロールの表面を容易に複製する。これらは丈夫で耐久性があり、それらの形状を良好に保持するので、鋳造又はエンボス加工工程後のそのようなフィルムの取り扱いが容易になる。親水性ポリウレタンは、物理特性及び本来的に高い表面エネルギーを有する。代わりに、流体制御フィルムは、熱硬化性物質（硬化性樹脂材料）、例えばポリウレタン、アクリレート、エポキシ及びシリコーンから鋳造することができ、暴露放射（例えば熱、ＵＶ、又はＥビーム放射、等）又は水分によって硬化させることができる。これらの材料は、表面エネルギー改変剤（例えば界面活性剤及び親水性ポリマー）、可塑剤、抗酸化剤、顔料、剥離剤、静電気防止剤などを含む、様々な添加剤を含有してもよい。いくつかの場合において、チャネルは無機材料（例えば、ガラス、セラミックス、又は金属）を使用して形成され得る。
流体制御フィルムの好適な剛性は、インチ幅当り約１００ポンドの力〜インチ幅当り約１５００ポンドの力の範囲であってもよい。いくつかの実施形態によれば、横方向の剛性は、長手方向の剛性よりも低くてもよい。
いくつかの実施形態において、流体制御フィルムは、特性変更添加剤又は表面コーティングを含んでよい。添加剤の例としては、難燃剤、疎水剤、親水剤、抗菌剤、無機物、腐食抑制剤、金属粒子、ガラス繊維、充填剤、粘土、及びナノ粒子が挙げられる。十分な毛管力が保証されるように、フィルム表面を変性させてよい。例えば、表面が十分な親水性を有することが保証されるように表面を変性させてよい。フィルムは一般に、フィルム表面が親水性となって水性流体と９０°以下の接触角度、より好ましくは４５°以下の接触角度を呈するように、（例えば表面処理、表面コーティング若しくは薬剤の適用、又は選択された薬剤の組み込みによって）変性させてよい。いくつかの実施形態によれば、可撓性フィルムは、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって堆積された有機シランを含む親水性コーティングを一方又は両方のフィルム表面に含む。
本発明の流体制御フィルムに親水性の表面を実現するために、任意の好適な既知の方法を利用してよい。界面活性剤の局所適用、プラズマ処理、真空蒸着、親水性モノマーの重合、フィルム表面への親水性成分のグラフト化、コロナ処理又は火炎処理などの表面処理を用いてもよい。代わりに、界面活性剤又は他の好適な薬剤が、フィルム押出時に内部特性変更添加剤として樹脂とブレンドされてもよい。典型的には、界面活性剤コーティングの局所適用に依存するよりはむしろ、流体制御フィルムの原料となるポリマー組成物内に、界面活性剤が組み込まれる。この理由は、局所適用されたコーティングはチャネルの切欠きを埋めてしまう（すなわち鋭さを損なう）傾向を有する場合があり、このことにより、本発明が対象とする所望の流体の流れと干渉するからである。コーティングが施されるとき、これは、構造化表面の一様な薄い層を助長するために、全体に薄い。ポリエチレン流体制御フィルムに組み込み可能な界面活性剤の例示的な例は、例えば約０．１〜０．５重量パーセントで用いられる、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール非イオン性界面活性剤である、ＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−１００（コネチカット州ＤａｎｂｕｒｙのＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．から入手可能）である。
本発明の建築構造用途に関する高い耐久性要件に好適な他の界面活性剤材料には、Ｐｏｌｙｓｔｅｐ（登録商標）Ｂ２２（イリノイ州ＮｏｒｔｈｆｉｅｌｄのＳｔｅｐａｎ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、及びＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−３５（コネチカット州ＤａｎｂｕｒｙのＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．から入手可能）が挙げられる。
流体制御フィルムの特性を調節するために、界面活性剤又は複数の界面活性剤の混合物を、流体制御フィルムの表面に適用してよいか、又は、フィルムに含浸させてよい。例えば、流体制御フィルムの表面の親水性を、そのような成分を有さない場合のフィルムよりも高めることが望まれる場合がある。
親水性ポリマー又はポリマーの混合物のような界面活性剤は、流体制御フィルムの特性を調節するために、流体制御フィルムの表面に適用するか、又はフィルムに含浸させてもよい。代わりに、フィルムに親水性モノマーを添加し、その場で重合させて、相互貫入ポリマーネットワークを形成させてもよい。例えば、親水性アクリレート及び開始剤を添加し、熱又は化学線によって重合させることができる。
好適な親水性ポリマーとしては、エチレン酸化物のホモ及びコポリマー、ビニルピロリドン、カルボン酸、スルホン酸、又はアクリル酸などのホスホン酸官能性アクリレートなどのビニル不飽和モノマーを組み込む親水性ポリマー、ヒドロキシエチルアクリレート、酢酸ビニル及びその加水分解誘導体（例えばポリビニルアルコール）、アクリルアミド、ポリエトキシル化アクリレートなどのヒドロキシ官能性アクリレート；親水性改質セルロース、並びにデンプン及び改質デンプン、デキストランなどの多糖類などが挙げられる。
上述したように、流体制御フィルムの特性を調節するために、親水性シラン又は複数のシランの混合物を、流体制御フィルムの表面に適用するか、又はフィルムに含浸させてもよい。好適なシランとしては、米国特許第５，５８５，１８６号に開示されているアニオン性シラン、及び非イオン性又は陽イオン性の親水性シランが挙げられる。
本明細書において述べるマイクロチャネル流体制御フィルムに好適な材料に関する追加の情報は、参照により本明細書に組み込まれている、同一出願人による米国特許公開第２００５／０１０６３６０号に記載されている。
いくつかの実施形態において、親水性コーティングを、プラズマ蒸着によって流体制御フィルムの表面に堆積させることができ、これはバッチ式の工程又は連続的な工程において行われてよい。本明細書で使用される場合、”プラズマ”という用語は、電子、イオン、中性分子、遊離基、並びに他の励起状態の原子及び分子を含めた反応種を含有する、部分的にイオン化された気体又は流体状態の物質を意味する。
概して、プラズマ蒸着は、１つ以上の気体状シリコン含有化合物を充填した（大気圧に対して）圧力を下げたチャンバを通して、流体制御フィルムを移動させることを含む。フィルムに隣接して又は接触して位置する電極に電力が供給される。このことにより電界が形成され、この電界が、気体状シリコン含有化合物から、シリコンを多く含んだプラズマを形成する。
次いでプラズマによりイオン化された分子が、電極に向かって加速され、流体制御フィルムの表面に衝突する。この衝突のおかげで、イオン化された分子は、親水性コーティングを形成する表面と反応し、共有結合する。親水性コーティングをプラズマ蒸着するための温度は、比較的低い（例えば約摂氏１０度）。代替の蒸着技法（例えば化学気相成長）に必要とされる高い温度が、多層フィルム１２に好適な多くの材料、例えばポリイミドを劣化させることが知られているため、これは有益である。
プラズマ蒸着の程度は、気体状シリコン含有化合物の組成、他の気体の存在、プラズマへの流体制御フィルムの表面の曝露時間、電極に供給される電力のレベル、気体流量、及び反応チャンバ圧などの、様々な処理要因によって決まり得る。これらの要因はそれぞれ相応に、親水性コーティングの厚さを決定するのに寄与する。
親水性のコーティングには、１つ以上のシリコン含有材料、例えば、シリコン／酸素材料、ダイヤモンド状ガラス（ＤＬＧ）材料、及びこれらの組み合わせが挙げられる。シリコン／酸素材料の層を堆積させるのに好適な気体状シリコン含有化合物の例には、シラン（例えばＳｉＨ４）が挙げられる。ＤＬＧ材料の層を堆積させるのに好適な気体状シリコン含有化合物の例には、反応チャンバ５６の圧力が低いときに気体状態である、気体状有機シリコン化合物が挙げられる。好適な有機シリコン化合物の例には、トリメチルシラン、トリエチルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラエチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビストリメチルシリルメタン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。特に好適な有機シリコン化合物の例には、テトラメチルシランが挙げられる。
気体状シリコン含有化合物を用いたプラズマ蒸着工程の完了後、気体状無機化合物は、堆積した材料から表面のメチル基を除去するためのプラズマ処理のために引き続き用いられてよい。これにより、結果的な親水性コーティングの親水特性が高まる。
本開示において述べるような流体制御フィルムに親水性コーティングを施すための材料及び工程に関する追加の情報は、参照により本明細書に組み込まれている、同一出願人による米国特許公開第２００７／０１３９４５１号に記載されている。
図６Ａ〜図６Ｄは、マニホールド６００の様々な図をより詳細に示す。図６Ａは、第１の細長チャネル６１１を備える第１の部分６１０と、第２の細長チャネル６２１を備える第２の部分６２０とを含む、マニホールド６００の分解図である。第１及び第２のチャネル６１１、６２１はそれぞれ、マニホールド６００の長手方向軸線６９９に沿って実質的に直線であってもよい。第２の部分６２０は、図６Ｂに示すマニホールド６００の斜視図に示すように、第１の部分６１０の第１の細長チャネル６１１内に入れ子にされるように構成される。
図６Ｃの斜視図及び図６Ｄの端面図で最も良く分かるように、マニホールド６００は、第１の部分６１０と第２の部分６２０が入れ子にされ一緒になるときに、第１の部分６１０と第２の部分６２０との間で可撓性流体制御フィルム６５０を把持するように構成される。第１及び第２の部分６１０、６２０が入れ子にされ一緒になるときに、可撓性フィルム６５０の第１の表面６５１は、第１のチャネル６１１に流体的に連結され、結露管理フィルム６５０の反対側の第２の表面６５２は、第２のチャネル６２１に流体的に連結される。第２の部分６２０が第１の細長チャネル６１１内に入れ子にされるときに、第２の部分６２０の外面６２２及び第１の部分６１０の内面６１２は、可撓性フィルム６５０をマニホールド６００に取り付ける摩擦クランプをもたらす。いくつかの実施形態によれば、入れ子にされた第１及び第２の部分６１０、６２０によって形成される摩擦クランプは、約１００マイクロメートル〜約１０００マイクロメートルの厚さを有する可撓性フィルム６５０をクランプするように構成される。いくつかのケースにおいて、フィルム又はマニホールドの部分を実質的に損傷させることなく、第２の部分６２０を第１の部分６１０から取り外し、フィルム６５０をマニホールド６００の摩擦グリップから自由にできるように、摩擦クランプは可逆性である。
図６Ａで最も良く分かるように、断面で見ると、第１の細長チャネル６１１は、第２のチャネルが内部に入れ子にされたときに摩擦クランプをもたらすように構成された第１のセクション６１１ａと、第１の長手方向結露流路を形成する第２のセクション６１１ｂとを含む。断面で見ると、第１のセクション６１１ａは、流路６１１ｂによって互いに隔てられた２つの湾曲した側部６１１ａ−１、６１１ａ−２を含む。例えば、２つの湾曲した側部６１１ａ−１、６１１ａ−２はそれぞれ、円の一部分の形状を有してもよい。図６Ａに示すように、断面において、第２の細長チャネル６２１は湾曲しており、不完全な円を形成してもよい。第２の細長チャネル６２１は、第２の結露流路を形成する。いくつかの実施形態によれば、マニホールド６００の第１の細長チャネル６１１の内面と第２の部分６２０の外面との間に配置された任意選択的な１つ以上の排水溝６７１、６７２が存在してもよい。１つ以上の排水溝６７１、６７２は、フィルム６５０からの結露（図６Ｄ及び図６Ｄを参照）が第１の細長チャネル６１１に入ることを可能にするように構成される。例えば、いくつかの実施形態において、排水溝６７１は、第１の細長チャネル６１１の湾曲部分６１１ａ−２に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、任意選択的な排水溝６７２は、第２の部分６２０の外面に形成されてもよい。
図６Ｄは、液滴がマニホールド６００の流路６１１、６２１内に移動するときの水の液滴の経路を示す。液滴６６２は、可撓性フィルム６５０の第２の表面６５２に形成され又は第２の表面に落下し、重力及び／又は毛管作用の影響によってマニホールド６００に向けて移動する。第２の表面６５２に形成された又は第２の表面に落下した液滴の一部６６２−１は、フィルム６５０に沿って、マニホールド６５０の第２のチャネル６２１内に移動する。第２の表面６５２に形成された又は第２の表面に落下した液滴の一部６６２−２は、フィルム６５０の第２の表面６５２とマニホールド６５０の第２の部分６２０の外面６２１ａとの間でマイクロチャネル内を移動し、第１の部分６１０の流路６１１ｂ内に入ってもよい。
フィルム６５０の第１の表面６５１に形成された液滴６６１は、重力及び／又は毛管作用の影響によってマニホールド６００に向けて移動する。液滴６６１は、フィルム６５０の第１の表面６５１とマニホールドの第１の部分６１０の湾曲した側部６１１ａ−２との間で第１の表面６５１のマイクロチャネル内を移動し、最終的に第１のマニホールド部分６１０の流路６１１ｂ内に入る。
マニホールド６００は、任意の適切な長さであり得る。例えば、マニホールドは、約５インチ〜約３６インチであってもよい。いくつかの実施形態において、チャネル６１１、６２１は、チャネル６１１、６２１がマニホールド６００と実質的に同じ長さとなるように、マニホールド６００の一端部から他端部まで延在してもよい。したがって、チャネル６１１、６２１もそれぞれ、約５インチ〜約３６インチの長さを有してもよい。第１の細長チャネル６１１の湾曲した側部６１１ａ−１、６１１ａ−２間の好適な最大内側幅は、例えば、約４ミリメートル〜約２０ミリメートル、又は約１０ミリメートルである。第２の細長チャネル６２１の好適な最大内側幅は、例えば、約４ミリメートル〜約１６ミリメートル、又は約８ｍｍであってもよい。
図７は、いくつかの実施形態による、フィルム７５０に取り付けられたマニホールド７００の端部領域の斜視図を示す。マニホールド７００は、第１の結露流路７１１ｂを含む第１のチャネル７１１を有する第１の部分７１０を含む。マニホールド７００は、第２の結露流路７２１を備える第２の部分７２０と、第１及び第２のチャネル７１１、７２１と実質的に平行な第３の結露流路７３０とを含む。
液滴７６２は、可撓性フィルム７５０の第２の表面７５２に形成され、又は第２の表面に落下し、重力及び／又は毛管作用の影響によってマニホールド７００に向けて移動する。第２の表面７５２に形成された又は第２の表面に落下した液滴の一部７６２−１は、フィルム７５０に沿って移動し、マニホールド７５０の第２チャネル７２１内に落下する。第２の表面７５２に形成された又は第２の表面を落下した液滴の一部７６２−２は、フィルム７５０の第２の表面７５２とマニホールド７５０の第２の部分７２０の外面７２１ａとの間のマイクロチャネル内を移動し、マニホールド７００の第１の部分７１０の流路７１１ｂ内に入ってもよい。
フィルム７５０の第１の表面７５１に形成された液滴７６１は、重力及び／又は毛管作用の影響によってマニホールド７００に向けて移動する。第３の流路７３０に落下する液滴の一部７６１−１。液滴の一部７６１−２は、第１の表面７５１のマイクロチャネル内を移動し続け、最終的にフィルム７５０の第１の表面７５１とマニホールド７００の第１の部分７１０の湾曲した側部７１１ａ−２との間を流れ、最終的に第１のマニホールド部分７１０の流路７１１ｂに流入する。
図８は、互いに対して回転できるように取り付けられた第１の部分８１０及び第２の部分８２０を含むマニホールド８００の斜視図を示す。第１の部分８１０は、第１の端部８０１及び第２の端部８１１を有する。第２の部分８２０は、第１の端部８０２及び第２の端部８２１を有する。多くの点で、図８のマニホールド８００は、図６Ａ〜図６Ｄに示したマニホールド６００又は図７のマニホールド７００と同様であり得る。マニホールド８００は、マニホールド８００の第１及び第２の部分８１０、８２０が、第２の部分８２０が、図８に示すｙ軸である横方向軸線の周りで第１の部分８１０に対して回転できるように、第１及び第２の部分８１０、８２０の第１の端部８０１、８０２において、例えば、ピボット又はヒンジ８３０によって互いに取り付けられる点で異なる。第２の部分８２０は、第２の部分８２０が第１の部分のチャネル８０５内に入れ子にされるまで、ピボット８３０の周りを回転することができる。
図９Ａ及び図９Ｂは、（図９Ａ及び図９Ｂに示していない）可撓性フィルムを把持するマニホールド９５０（又はフィルム支持体）に連結するように構成された装着具９００の正面斜視図及び背面斜視図である。装着具及びマニホールドは同時に、マニホールド及び／又はフィルムを冷たい表面から熱的に切り離すことによってマニホールド及び／又はフィルムを凍結し難くすることを可能にする、「浮いた」材料に張力を掛ける仕組みをもたらす。
装着具９００は、結露生成面に形成された結露が可撓性フィルムの表面に落下するように結露生成面に対して可撓性フィルムを位置決めし保持するために、例えば壁、天井、又は他の構造体などの構造体に取り付けられてもよい。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、装着具９００は、ベース部分９１０、中間部分９２０、及び取付部分９３０を含んでもよい。ベース部分９１０は、例えば、壁、天井、又は他の構造体などの構造体に取り付けることができる。例えば、ベース部分９１０は、締結具、例えば、釘、ねじ、リベット、フックなどによって、摩擦コネクタによって、接着剤によって、溶接、ろう付け、若しくははんだ付けによって、又は任意の他の好適な手段によって、構造体に恒久的に又は取り外し可能に取り付けられてもよい。取付部分９３０は、図１０及び図１１に示すように、マニホールド９５０に取り付けるか、又はフィルムに直接取り付けるように構成された取付要素９３１を有する。例えば、取付要素９３１は、図９Ａ及び図９Ｂに示すようなフックを備えてもよく、又は別の好適な取付要素を備えてもよい。
中間部分９２０は、取付部分９３０とベース部分９１０との間に配置される。いくつかの実施形態によれば、中間部分９２０は、ばね又は弾性ストラップ又はバンジーなどの弾性部品９２１を備えてもよい。弾性部品９２１は、可撓性フィルムに張力を付与するように構成される。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、中間部分９２０の弾性部分９２１は、ベース部分の穴９１２を通って挿入されたボルト又はロッド９１１に取り付けられ、１つ以上のナット９１３によって固定されてもよい。
装着具９００の構造は、マニホールド９５０とベース部分９１０が装着される構造体との間の熱的な切り離しを助長し得る。例えば、いくつかの実施形態によれば、部分９１０、９２０、９３０のうちの１つ以上が、ゴム、プラスチック、若しくはナイロンなどの断熱材であるか又はそれを含む場合に、熱的な切り離しを向上させ得る。いくつかの実施形態において、絶縁体材料が、例えば、ベース部分９１０とベース部分が上部に装着される構造体との間に挿入されてもよい。加えて又は代わりに、熱絶縁体をベース部分９１０と中間部分９２０との間、及び／又は中間部分９２０と取付部分９３０との間に挿入することができる。
加えて又は代わりに、ベース部分９１０と中間部分９２０との間、及び／又は中間部分９２０と取付部分９３０との間の接合部のうちの１つ以上、並びに／又は装着具の別の場所が、部分９１０、９２０、９３０間に小さな断面の接続領域を有することによって、熱的な結合を制限してもよい。１つ以上の小さな断面の接続領域は、構造体をマニホールド９５０から熱的に切り離す機能を果すことができる。図９Ａ及び図９Ｂは、取付部分９３０の穴９３２に挿入された中間部分９２０のばね端部９２２を備える、中間部分９２０と取付部分との間の小さな断面の接続領域を示す。
いくつかの実施形態において、図９Ａ及び図９Ｂに示した装着具９００と同様の装着具が、マニホールドが使用されないケースであっても、可撓性流体制御フィルムを結露生成面に対して位置決めするのに有用であり得る。図１０及び図１１から理解できるように、いくつかの実施態様において、装着具をフィルム１０００に直接連結することができる。図１０は、平らにされた可撓性フィルム１０００を示す。他の形状が可能であるが、図示の実施形態において、可撓性フィルム１０００は細長い台形である。フィルム１０００は、第１の端部１０１１と、反対側の第２の端部１０１２と、第１の端部１０１１から第２の端部１０１２まで延びる第１の側部１０２１と、第１の端部１０１１と第２の端部１２１０との間に延びる第２の側部１０２２とを有する。図１０に示す実施形態において、第１の端部１０１１におけるフィルム１０００の幅は、第２の端部１０１２におけるフィルム１００の幅よりも小さい。第１及び第２の端部１０１１、１０１２は実質的に平行であり、第１及び第２の側部１０２１、１０２２は平行でない。フィルム１０００の各角部１０３２に近接して配置された取付構造１０３１が存在する。図１０に示すように、いくつかの実施態様において、取付構造１０３１は、フィルム１００を通る穴であるが、他の種類の取付構造を用いることもできる。
図１１は、図１０に示した可撓性フィルム１０００を含む結露管理システム１１００を示す。可撓性フィルム１０００は、可撓性フィルム１０００の端部１０１１、１０１２に連結された１つ以上の装着具１１１０によって位置決めされ保持される。装着具１１１０は、可撓性フィルム１０００が第１の側部１０２１と第２の側部１０２２との間で横方向に湾曲するように、可撓性フィルム１０００を結露生成面１１５０に対して保持するように配置される。装着具は、図９Ａ及び図９Ｂに示した装着具と同様とすることができる。図１１に見られるように、装着具１１１０は、フィルムの穴など、フィルム１０００の角部に配置された取付構造１０３１に直接連結されてもよい。例えば、図９Ａに示したような装着具９００の取付要素９３１は、装着具のベース部分９１０がドアフレームなどの構造体又は他の構造体に取り付けられた状態で、フィルム内の４つの孔１０３１のそれぞれに挿入されてもよい。
装着されると、可撓性フィルム１０００は、凹面及び反対側の凸面１０００ａを有する。可撓性フィルム１０００は、結露生成面１０５０に形成された結露がフィルム１０００の凹面１０００ａに落下するように、装着具１１１０によって表面１１５０に対して位置決めされ保持される。いくつかの実施形態によれば、前述のマイクロチャネル１０５０ａ、１０５０ｂは、フィルムの凹面及び凸面の一方又は両方に配置される。フィルムの長手方向軸線１０９９と実質的に平行な長手方向軸線を有するマイクロチャネル１０５０ａにより、フィルムの最も低い端部の排水部に向かってフィルムに沿って結露を移動させることが助長され得る。フィルムの長手方向軸線１０９９に対して傾斜した長手方向軸線を有するマイクロチャネル１０５０ｂは、重力に反してチャネル内の結露を這い上がらせることによって結露を広げるのに有用であり得る。結露を広げることにより、結露の乾燥がより速く助長される。いくつかのケースにおいて、前述したように、凹状及び／又は凸状のフィルム表面は、親水性の層又は表面構造を有してもよい。
湾曲フィルム１０００の底部１０３０は、重力方向に沿った垂直軸線に沿って、第１の端部１０１１から第２の端部１０１２まで下向きに傾斜する。図１１に示すように位置決めされたフィルムの所定の勾配はＡ／Ｂであり、ここで、Ａは、フィルムの底部が垂直に下がる距離であり、Ｂは、水平軸線に沿ったフィルムの長さである。フィルム１０００の勾配は、結露生成構造体のサイズ及び形状に依存し得る。図１１に示すように、結露管理システム１１００は、ドアのヘッダ部分に形成される結露を管理するように位置決めされる。長手方向の毛管チャネル１０５０ａを有するフィルムは、長手方向チャネルを有していないフィルムよりもはるかに小さな勾配で液体を輸送することができる。したがって、長手方向の毛管チャネル１０５０ａを有するフィルムは、長手方向チャネルを有していないフィルムまたは傾斜付きチャネルのみを有するフィルムよりも小さな勾配を有するように配置されてもよい。いくつかの実施形態において、フィルムの勾配Ａ／Ｂは、約０．０１〜約０．２の範囲内であってもよい。
可撓性フィルムに張力を掛け、図１２〜図１７の様々な図に示すように２つのマニホールド間である勾配に保持した。図１２は、制御された実験を行うために使用した試験装置の側面図を示す。図１３は、フィルムに張力を掛け、結露を収集し、フィルムの頂部及び底部のマイクロチャネルによって輸送された結露を放出するために使用したマニホールド１２００の底部及び側部の拡大図を示す。図１４は、フィルム１４００の頂部を見下す試験装置の図を示す。図１５及び図１６は、マニホールド１２００に取り付けられたフィルム１４００を示す、マニホールド１２００の上面図及び側面図を示す。図１７は、フィルム１４００の底面図である。図１２〜図１７に示すように、マニホールドは、ジグによって保持され、勾配を変化させるために位置決めし直すことができた。制御された分注速度で液滴をフィルムの上面に滴下して、結露生成面から落下する結露をシミュレートした。噴霧器を使用して、フィルムの底面に結露液滴を生成した。結露をマニホールド内に輸送し、単一の収集箇所から放出した。フィルム及びマニホールドによって収集された結露の量を計量した。
実施例１：収集された結露の質量、及びマニホールドに到達する前に裏面の結露が滴下した角度を、様々な勾配にある張力を掛けられた毛細管フィルムで試験した。表１に提示するデータは、０度に向けられたチャネルを有する親水性毛管フィルムにより、マニホールドに到達する前に結露が落ちることなく、裏面の結露を−３度の勾配で９３０ｍｍ輸送できることを示す。しかし、−１．７度の勾配では、マニホールドに到達する前に、同じフィルムにより結露が落ちる（滴下する）。
Figure 0006983253
実施例２：様々な材料を評価して、マニホールドに到達する前の滴下前に、材料が−１．３度の勾配で裏面の結露をどの程度遠くまで輸送できるかを決定した。表２は結果を要約する。
Figure 0006983253
Ｃｅｒｅｘ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆａｂｒｉｃｓ製のＮｙｌｏｎ ６，６ ＰＡスパンボンド／化学ボンド ６８ｇｓｍの親水性材料を、湿らせて距離（９４ｃｍ）にわたって伸長させ、（中間点で６ｃｍ）弛ませたときに、定常状態の滴下が観察された低いスポットを形成した。したがって、水との接触及び弛みが生じたときに膨潤又は伸張する材料は、結露をマニホールド装置に輸送することができない。
Ｆｉｂｅｒｗｅｂ製のＳｔｙｌｅ＃ Ｔ０５０５ ＰＰスパンボンド／メルトブロー／スパンボンド １５．６ｇｓｍの疎水性不織布では、水が輸送されず、定常状態の滴下が直ちに観察された。本実施例により、このシステムにおける親水性毛管材料の必要性が示される。
Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ製のＳｔｙｌｅ ＲＢ−３１６−２８−Ｇ／Ｒ、２５％ＰＥＴ／７５％梳毛調レーヨン／レジンボンド ３３．５ｇｓｍの不織布では、５ＦＰＭの設定流量で輸送するのに十分な毛管力が認められず、エアゾール化された水が試料に接触した場所で定常状態の滴下が直ちに観察された。
実施例３：比較例は、疎水性の平坦フィルムが収集及び輸送に利用されると、どのようになるかを示す。図１８は、疎水性の平坦フィルムが使用されるとき、液体の「フィンガリング」（矢印１８０１によって示す）が、散発的であり、マニホールドに到達する前に水をフィルムの縁部に落下させ得る（故障の仕組みである）ことを示す。更なる貯留（矢印１８０２によって示す）により、材料の弛みが作り出されることがあり、マニホールドの前で液体が落ちることもある。
本明細書に開示された実施形態は、下記を含む。
実施形態１． 第１の結露流路を備える第１の細長チャネルを含む第１の部分と、
第２の結露流路を備える第２の細長チャネルを含む第２の部分であって、可撓性結露管理フィルムの第１の表面が第１の流路に流体的に連結され、かつ結露管理フィルムの反対側の第２の表面が第２の流路に流体的に連結されるように、第１の部分内に少なくとも部分的に入れ子になるように構成された第２の部分と
を備える結露管理マニホールド。
実施形態２． 第２の部分が第１の部分の第１の細長チャネル内に入れ子にされるときに、第２の部分及び第１の細長チャネルは、可撓性結露管理フィルムの端部をマニホールドに取り付ける摩擦クランプをもたらす、実施形態１に記載のマニホールド。
実施形態３． 摩擦クランプは、約５０マイクロメートル〜約１０００マイクロメートルの厚さを有する可撓性結露管理フィルムをクランプするように構成されている、実施形態２に記載のマニホールド。
実施形態４． 摩擦クランプは、フィルム又はマニホールドを実質的に損傷させることなく、結露管理フィルムがマニホールドに取り付けられ、その後にマニホールドから取り外されることを可能にする可逆的な摩擦クランプである、実施形態２に記載のマニホールド。
実施形態５． 断面において、第１の細長チャネルは、摩擦クランプをもたらすように構成された第１のセクションと、第１の結露流路を形成する第２のセクションとを含む、実施形態２に記載のマニホールド。
実施形態６． 断面において、第１の細長チャネルの第１のセクションは、第１の流路によって隔てられた２つの湾曲した側部を含む、実施形態２に記載のマニホールド。
実施形態７． ２つの湾曲した側部はそれぞれ、円の一部分を含む、実施形態６に記載のマニホールド。
実施形態８． 断面において、第２の細長チャネルは、不完全な円である、実施形態１〜７のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態９． マニホールドの第１の部分と第２の部分との間に１つ以上の排水溝を更に備え、１つ以上の排水溝は、フィルムからの結露が第１の結露流路に入ることを可能にするように構成されている、実施形態１〜８のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態１０． 排水溝は、第１の細長チャネルの内面に配置されている、実施形態９に記載のマニホールド。
実施形態１１． 排水溝は、第１の部分内に入れ子になる第２の部分の外面に配置されている、実施形態９に記載のマニホールド。
実施形態１２． 第１の部分の長さ及び第２の部分の長さが、約５インチ〜約３６インチである、実施形態１〜１１のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態１３． 第１の細長チャネルの最大内側幅が、約４ミリメートル〜約２０ミリメートルである、実施形態１〜１２のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態１４． 第２の細長チャネルの最大内側幅が、約４ミリメートル〜約１６ミリメートルである、実施形態１〜１３のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態１５． 第１の部分は、第１の端部及び第２の端部を含み、第１の細長チャネルは、第１の部分の第１の端部と第２の端部との間に配置されており、
第２の部分は、第１の端部及び第２の端部を含み、第２の細長チャネルは、第２の部分の第１の端部と第２の端部との間に配置されており、
第１の部分及び第２の部分は、第１の部分の第１の端部及び第２の部分の第１の端部のヒンジによって取り付けられて一緒になっている、実施形態１〜１４のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態１６． 第１及び第２のチャネルはそれぞれ、マニホールドの長手方向軸線に沿って実質的に直線である、実施形態１〜１５のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態１７． 第１の部分は、可撓性結露管理フィルムの第１の表面に流体的に連結された第３の結露流路を含む、実施形態１〜１６のいずれかに記載のマニホールド。
実施形態１８． 結露管理マニホールドと、
結露管理フィルム支持体と、
マニホールドと支持体との間に配置された可撓性結露管理フィルムとを備え、結露マニホールドは、
第１の結露流路を備える第１の細長チャネルを含む第１の部分と、
第２の結露流路を備える第２の細長チャネルを含む第２の部分であって、フィルムの第１の表面が第１のチャネルに流体的に連結され、かつフィルムの反対側の第２の表面が第２のチャネルに流体的に連結されるように、第１の細長チャネル内に入れ子になるように構成された第２の部分と
を備える、結露管理システム。
実施形態１９． 結露管理フィルム支持体は、第２の結露管理マニホールドを備える、実施形態１８に記載のシステム。
実施形態２０． 可撓性結露管理フィルムは、フィルムの第１の表面及び第２の表面の一方又は両方に配置されたマイクロチャネルを含む、実施形態１８〜１９のいずれかに記載のシステム。
実施形態２１． 可撓性結露管理フィルムのチャネルは、重力に逆らって結露を這い上がらせるように構成された毛管チャネルである、実施形態２０に記載のシステム。
実施形態２２． フィルムは、支持体からマニホールドに向かって下向きに傾斜している、実施形態１８〜２１のいずれかに記載のシステム。
実施形態２３． 結露管理フィルムの一方又は両方の表面に配置された親水性層又は親水性表面構造を更に備える、実施形態１８に記載のシステム。
実施形態２４． マニホールドに機械的に連結された少なくとも１つの装着具を更に備え、装着具は、結露生成面に形成された結露が結露生成面からフィルムの表面に落下するように、結露生成面に対してマニホールドを位置決めし保持するように構成されている、実施形態１８〜２３のいずれかに記載のシステム。
実施形態２５． 装着具は、マニホールドを結露生成面から熱的に切り離している、実施形態２４に記載のシステム。
実施形態２６． 装着具は、ばねによってマニホールドに機械的に連結されている、実施形態２４に記載のシステム。
実施形態２７． マニホールドは、第１の端部及び第２の端部を備え、第１及び第２の長手方向チャネルは、第１の端部と第２の端部との間に配置されており、
システムは、
マニホールドの第１の端部に機械的に連結された第１の装着具と、
マニホールドの第２の端部に機械的に連結された第２の装着具とを更に備え、第１及び第２の装着具は、結露生成面に形成された結露が結露生成面からフィルムの第１の表面に落下するように、結露生成面に対してマニホールドを位置決めし保持するように構成されている、実施形態１８〜２６のいずれかに記載のシステム。
実施形態２８． マニホールドの第１の端部は、第１の弾性要素によって第１の装着具に機械的に連結されており、
マニホールドの第２の端部は、第２の弾性要素によって第２の装着具に機械的に連結されている、実施形態２７に記載のシステム。
実施形態２９． 複数の取付構造を有する台形の可撓性結露管理フィルムと、
可撓性結露管理フィルムの複数の取付構造にそれぞれ連結された複数の装着具であって、フィルムがフィルムの横方向軸線に沿って湾曲し、かつ湾曲した結露管理フィルムの底部が重力方向に沿って下向きに傾斜するように、フィルムを結露生成面に対して位置決めし保持するように構成されている、複数の装着具と
を備える結露管理システム。
実施形態３０． 湾曲した結露管理フィルムの側部が、重力方向に対して実質的に垂直に向けられている、実施形態２９に記載のシステム。
実施形態３１． 各装着具は、結露管理フィルムの取付構造に連結するように構成された取付要素を含み、
装着具の取付要素はフックであり、
フィルムの取付構造は、結露管理フィルムの孔である、実施形態２９〜３０のいずれかに記載のシステム。
実施形態３２． 各装着具は、ベース部分と、ベース部分と取付構造との間に配置された弾性要素とを含む、実施形態３１に記載のシステム。
実施形態３３． 結露管理フィルムは毛管マイクロチャネルを含む、実施形態２９〜３２のいずれかに記載のシステム。
実施形態３４． 結露管理フィルムの一方又は両方の表面に配置された親水性層又は親水性表面構造を更に備える、実施形態２９〜３３のいずれかに記載のシステム。
別途断りがない限り、本明細書及び特許請求の範囲で用いる加工寸法（feature size）、量、及び物理的特性を表す全ての数は、全ての場合において、用語「約」によって修飾されていると理解するものとする。したがって、特に反対の指示のない限り、上記明細書及び添付の特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、本明細書で開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変動し得る近似値である。端点による数値範囲の使用は、その範囲内の全ての数（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）、及びその範囲内の任意の範囲を含む。
これら実施形態の様々な修正及び変更が、当業者には明らかとなるものであり、本開示の本範囲は、本明細書に記載されている例示的実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。例えば、１つの開示実施形態の特徴は、別途指示のない限り、他の開示実施形態全てにも適用され得ることを、読者は前提とすべきである。

Claims (9)

  1. 結露管理マニホールドであって、
    第１の結露流路を備える第１の細長チャネルを含む第１の部分と、
    第２の結露流路を備える第２の細長チャネルを含む第２の部分であって、可撓性結露管理フィルムの第１の表面が前記第１の結露流路に流体的に連結され、かつ前記可撓性結露管理フィルムの反対側の第２の表面が前記第２の結露流路に流体的に連結されるように、前記第１の部分内に少なくとも部分的に入れ子になるように構成された第２の部分と、
    を備え、
    前記第２の部分が前記第１の部分の前記第１の細長チャネル内に入れ子にされるときに、前記第２の部分及び前記第１の細長チャネルは、前記可撓性結露管理フィルムの端部を前記結露管理マニホールドに取り付ける摩擦クランプをもたらす、結露管理マニホールド。
  2. 前記摩擦クランプは、約５０マイクロメートル〜約１０００マイクロメートルの厚さを有する可撓性結露管理フィルムをクランプするように構成されている、請求項１に記載の結露管理マニホールド。
  3. 前記摩擦クランプは、前記可撓性結露管理フィルム又は前記結露管理マニホールドを実質的に損傷させることなく、前記可撓性結露管理フィルムが前記結露管理マニホールドに取り付けられ、その後に前記結露管理マニホールドから取り外されることを可能にする可逆的な摩擦クランプである、請求項１に記載の結露管理マニホールド。
  4. 断面において、前記第１の細長チャネルは、前記摩擦クランプをもたらすように構成された第１のセクションと、前記第１の結露流路を形成する第２のセクションとを含む、請求項１に記載の結露管理マニホールド。
  5. 断面において、前記第１のセクションは、前記第１の結露流路によって隔てられた２つの湾曲した側部を含む、請求項４に記載の結露管理マニホールド。
  6. 前記２つの湾曲した側部はそれぞれ、円の一部分を含む、請求項５に記載の結露管理マニホールド。
  7. 断面において、前記第２の細長チャネルは、不完全な円である、請求項１に記載の結露管理マニホールド。
  8. 前記結露管理マニホールドの前記第１の部分と前記第２の部分との間に１つ以上の排水溝を更に備え、前記１つ以上の排水溝は、少なくとも、前記可撓性結露管理フィルムの前記第１の表面からの結露が前記第１の結露流路に入ることを可能にするように構成されている、請求項１に記載の結露管理マニホールド。
  9. 前記排水溝は、前記第１の細長チャネルの内面に配置されている、請求項８に記載の結露管理マニホールド。
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