TWI654143B - 以成角度的流體控制特徵管理凝結物 - Google Patents

以成角度的流體控制特徵管理凝結物

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TWI654143B
TWI654143B TW104113305A TW104113305A TWI654143B TW I654143 B TWI654143 B TW I654143B TW 104113305 A TW104113305 A TW 104113305A TW 104113305 A TW104113305 A TW 104113305A TW I654143 B TWI654143 B TW I654143B
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凱李伯 提摩西 尼爾森
雷蒙 派翠克 強司頓
史蒂芬 保羅 史汪聖
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美商3M新設資產公司
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Abstract

一種物件包含具有沿著縱軸延伸之外部表面的結構。該外部表面的至少一部分之截面係凸狀。流體控制導槽沿著該凸狀表面的至少一部分沿著導槽縱軸延伸。該導槽縱軸相對於該外部表面的該縱軸成介於0度及90度之間的角度。該等流體控制導槽係經組態以允許在該等導槽中以及橫跨該凸狀表面之液體的毛細管運動。

Description

以成角度的流體控制特徵管理凝結物
此申請案大致上係關於用以管理凝結物之流體控制層及方法。
若未以適當方式予以處理，則在基礎結構內的液體收集可導致長期的問題。具體而言，水的凝結物在建築物的基礎結構內可造成很多問題，其導致濕度增加、黴或與霉菌相關的污染、水漬損害、安全性危害、以及侵蝕。水的凝結物所導致的損害可導致昂貴的修繕、產品的損壞，且甚至是歸因於黴或細菌性感染的嚴重疾病。
本文中所討論的一些實施例涉及一種物件，其包含經組態以管理液體的外部。該物件包括具有沿著縱軸延伸之外部表面的結構。該結構之該外部表面之至少一部分於截面係凸狀。流體控制導槽沿著凸狀外部表面的至少一部分延伸，並沿著導槽縱軸延伸。該導槽縱軸相對於該外部表面的縱軸成介於0度及90度之間的角度。該等流體控制導槽係經組態以允許液體在該等導槽中以及橫跨該結構之該凸狀外部表面的毛細管運動。
一些實施例係關於具有層縱軸之伸長的流體控制層。該流體控制層包括沿著導槽縱軸延伸的導槽，其中該導槽縱軸相對於該層縱軸成小於45度的角度。該等導槽係經定尺寸以及安排用以提供克服該等導槽中的水所受重力的毛細管力，並導致水在該等導槽中以及橫跨該流體控制層之與重力相對的毛細管運動。
一些實施例涉及流體控制層，其包含橫跨該流體控制層以及沿著導槽縱軸延伸的導槽。該等導槽係經組態以提供流體在該等導槽中以及橫跨該流體控制層的毛細管運動。該等導槽的至少一些具有位於該流體控制層之第一邊緣處的第一開口以及位於該流體控制層之與該第一邊緣相交之第二邊緣處的第二開口。該流體控制層在該等開口處的厚度係經組態以提供該流體進入該等導槽的毛細管運動。
一些實施例係關於一種用以形成流體控制薄膜的程序。可流動材料及鑄模工具的成形面係連續不斷地彼此接觸。微導槽係形成在可流動材料內。該可流動材料經固化而形成伸長的流體控制薄膜，該流體控制薄膜具有沿著縱軸的長度及具有寬度，該長度大於該寬度。該等微導槽係沿著導槽縱軸形成，且該導槽縱軸相對於該流體控制薄膜的縱軸產生大於0且小於90度的角度。
上述發明內容並非意欲說明各個所揭示實施例或本揭露的每一個具體實施例。以下的圖式及實施方式更具體地舉例說明各實施例。
12‧‧‧多層薄膜
56‧‧‧反應室
100‧‧‧流體控制層
101‧‧‧邊緣/第一邊緣/頂部邊緣
102‧‧‧邊緣/第二邊緣
103‧‧‧邊緣/底部邊緣/相對邊緣
104‧‧‧邊緣
110‧‧‧導槽角/角
110a‧‧‧底部表面
111‧‧‧縱軸
112‧‧‧導槽縱軸
120‧‧‧脊部/第一及第二脊部/第一及第二主要脊部
120a‧‧‧頂部表面
120b‧‧‧側表面
130‧‧‧導槽
130a‧‧‧導槽的底部表面
140‧‧‧導槽開口/開口
150‧‧‧親水性塗覆
151‧‧‧第一方向
152‧‧‧第二方向
200‧‧‧流體控制裝置/流體控制層/帶
201‧‧‧流體控制層
201a‧‧‧底部表面
202‧‧‧外部表面
202a‧‧‧界面
205‧‧‧黏著層
205a‧‧‧底部表面
206‧‧‧離型層
220‧‧‧脊部/主要脊部
220a‧‧‧頂部表面
221‧‧‧脊部/次要脊部
221a‧‧‧頂部表面
230‧‧‧主要導槽/導槽
230a‧‧‧底部表面
231‧‧‧次要導槽/導槽
300‧‧‧流體控制裝置
301‧‧‧流體控制層
305‧‧‧黏著層
306‧‧‧離型層
320‧‧‧脊部
320b‧‧‧側表面
330‧‧‧導槽
400‧‧‧導槽/流體控制特徵
410‧‧‧角度
411‧‧‧縱軸/結構縱軸/管縱軸
412‧‧‧導槽縱軸/導槽軸
450‧‧‧結構
451‧‧‧外部表面/凸狀外部表面
455‧‧‧管
456‧‧‧管凸狀表面
460‧‧‧虛線/像底線
461‧‧‧重力方向
511‧‧‧縱軸
512‧‧‧導槽軸
520‧‧‧脊部
530‧‧‧流體控制特徵/流體分散導槽
530a‧‧‧流體控制導槽/飽和導槽
530b‧‧‧流體控制導槽
550‧‧‧管結構/結構
551‧‧‧外部表面
551a‧‧‧底部部分
560‧‧‧虛線/像底線
561‧‧‧方向
570‧‧‧液滴
599‧‧‧箭頭
600‧‧‧步驟(收集)
610‧‧‧步驟(分散)
620‧‧‧步驟(蒸發)
630‧‧‧步驟(飽和)
631‧‧‧步驟(持續)
700‧‧‧微導槽流體控制層
705‧‧‧液體液滴
710‧‧‧管/管結構
801‧‧‧微導管流體控制層/流體控制層
802‧‧‧流體控制層
805‧‧‧液體液滴
806‧‧‧液體
810‧‧‧管結構/裸管結構
dpb‧‧‧距離
dpr‧‧‧距離
dpp‧‧‧距離
dps‧‧‧距離
dpt‧‧‧距離
dsb‧‧‧距離
dss‧‧‧距離
dst‧‧‧距離
hp‧‧‧高度/脊部高度
hs‧‧‧高度
ta‧‧‧厚度
tv‧‧‧厚度
wc‧‧‧導槽寬度
wr‧‧‧脊部寬度
θ‧‧‧角度
圖1A繪示根據所揭示之實施例之具有成角度的導槽的流體控制層；圖1B繪示一實例實施例之流體控制層的截面；圖2A及2B繪示根據實例實施例之具有主要及次要導槽之流體控制層的截面；圖3繪示根據實例實施例之具有脊部及導槽之流體控制層的截面；圖4A繪示根據實例實施例之在外部表面上的流體控制層之詳細視圖；圖4B繪示根據實例實施例之在管上的流體控制層之詳細視圖；圖5A及5B分別繪示根據實例實施例之具有設置在其上的複數個導槽之結構的側視及底視圖，該等導槽沿著相對於該結構之縱軸成小於45度之角度的軸延伸；圖5C及5D分別繪示具有設置在其上的複數個導槽之結構的側視及底視圖，該等導槽平行該結構之縱軸延伸；圖5E及5F分別繪示具有設置在其上的複數個導槽之結構的側視及底視圖，該等導槽垂直該結構之縱軸延伸；圖6係繪示根據實例實施例之一種用於流體控制之方法的流程圖；圖7繪示在管結構的表面上有設置流體控制層及未設置流體控制層的管結構； 圖8A及8B係具有沿著不同方向定向之流體控制特徵的管的照片；以及圖9係蒸發時間相對於導槽角的圖；以及圖10繪示與裸管相比之在根據本文中所討論的實施例之具有流體控制薄膜之冷卻後的管上之懸垂的水液滴的蒸發時間。
圖式非必然按比例繪製。在圖式中所使用的相似號碼指稱相似的組件。但是，將明白，在一給定圖式中使用一數字指稱一組件，並非意圖限制在另一圖式中用相同數字標示該組件。
水的凝結物在製造及加工廠的運行中可造成問題。特別的是，在需要定期清潔的情況下(例如，高壓清潔及使用熱水及/或液體清潔溶液消毒)對凝結物進行管理可為困難的。宿存的凝結物可導致歸因於水漬損害及/或侵蝕之結構損害，可導致歸因於黴及霉菌的環境損害，並為細菌提供滋生的溫床。黴、霉菌、及細菌性感染可導致嚴重的疾病。
本文中所討論的實施例涉及流體運輸表面，其致能凝結物的快速蒸發。含有親水性微複製毛細管結構的流體運輸特徵允許液體液滴或凝結物散布在較大的區域中。增加液體之表面對體積的比率使蒸發速率增加並促進更快速的乾燥。
本文中所述之流體運輸表面當用在可能聚積液體之大致為水平的結構(例如，天花板或高架管之底面)上時可特別有效。在這些區域中聚積的液體可為自然凝結的結果或來自例如為了清潔目的 而分散在表面上的液體。在大致為水平的表面上，除非另外做出減緩凝結物之努力(例如，擦拭天花板及高架管)，否則凝結液滴傾向於長時間存留。
下文所討論的流體運輸表面係經組態以吸入(wick)懸垂的液滴至親水性微複製導槽中，且係經組態以藉由毛細管作用跨流體運輸表面分散液體，從而顯著地增加液體之表面對體積的比率並促進蒸發。位於具有凸狀外部表面之水平定向結構(例如，管)上的流體運輸特徵提供具有正交於重力方向之分量的毛細管吸入(capillary wicking)方向。在一些實施例中，流體運輸特徵可將凝結流體導向指定的位置。這些位置可基於排液點或指定的滴液點而作出選擇。指定的滴液點可引導凝結流體遠離下方易損壞的設備(例如，食物加工生產線)。一般來說，欲被流體潤濕之固體表面的感受性係以接觸角特徵化，接觸角係流體被放置在該水平設置之表面上並被容許在其上穩定後，流體與該固體表面間所成。其有時候稱為「靜態平衡接觸角」，有時候僅稱為「接觸角」。一般而言，親水性材料與水形成小於90度的接觸角。
圖1A繪示具有流動導槽(微導槽)之伸長流體控制層，流動導槽係相對於流體控制層之縱軸(圖1A中的x軸)以角度θ設置。流體控制層100包括導槽130之陣列，其沿著導槽縱軸112延伸橫跨流體控制層100。脊部120沿著z軸高起而高於流體控制層100的表面以形成導槽130，其中每一導槽130在任一側上具有沿著導槽縱軸112延伸的脊部120。在一些實施例中，每一組鄰接的脊部120 係等間隔地隔開。在其他實施例中，鄰接之脊部120的間隔可為至少兩個不同的相距距離。流體控制層100的縱軸111與導槽縱軸112相交成導槽角110。角110可介於0度及90度之間。在一些實施例中，導槽角110小於約45度。在一些實施例中，導槽角110係介於約5度及約30度之間、或者約5度至約20度、或者約10度至約15度之間。在一些實施例中，導槽角110約為20度。
導槽130係經組態以提供流體在導槽130中以及橫跨流體控制層100的毛細管運動。毛細管作用吸入流體以橫跨流體控制層100分散該流體，以便增加流體之表面對體積的比率並致能更快速的蒸發。導槽開口140的尺寸可經組態以將在流體控制層100之邊緣101、102、103、104處收集到的流體藉由毛細管作用吸入導槽130。導槽截面130、230、231、330、導槽表面能、以及流體表面張力決定毛細管力。地面厚度tv提供可阻礙液體採集的突出部分。較佳地，使地面厚度保持在最小值以促進快速的液體採集。小導槽角110在如圖1A所示在沿著流體控制層100的縱軸延伸之頂部及底部邊緣101、103處提供較大的開口140。導槽130之較大的開口140導致沿著流體控制層100的頂部及底部邊緣101、103之每單位長度有較少的開口140。
流體控制層100中的每一導槽130具有位於流體控制層100之第一邊緣的第一開口以及位於流體控制層100之第二邊緣的第二開口。例如，第一開口可位於第一邊緣101之上，且第二開口可位於鄰接第一邊緣101並與之相交的第二邊緣102之上。在此實例中， 依據導槽角110，第一及第二開口可為相同尺寸或不同尺寸。流體可沿著第一方向151在第一邊緣處進入流體控制層100，並可沿著第二方向152在第二邊緣處進入流體控制層100。如另一實例，第一開口可位於第一邊緣102之上，且第二開口可位於相對邊緣103之上。在一些實施例中，導槽開口140係存在於流體控制層100的全部四個邊緣101至104之上。此安排提供用以讓液滴進入導槽130以及接著在流體控制層100之導槽130內分散的複數個開口140。
圖1B繪示流體控制層100的截面。流體控制層100的導槽130係藉由設置在導槽130之任一側上的第一及第二脊部120來定義。如圖1B所示，在一些實施例中，脊部120可沿著z軸延伸，一般係與導槽130的底部表面130a成法向。或者，在一些實施例中，脊部可以相對於導槽的底部表面沿非垂直的角度延伸。第一及第二主要脊部120具有高度hp，其係從導槽130的底部表面130a至脊部120的頂部表面120a測量得到的。脊部高度hp可選擇為對流體控制層100提供耐久性及保護。在一些實施例中，脊部高度hp係約25μm至約3000μm，截面的導槽寬度wc係約25μm至約3000μm，且截面的脊部寬度wr係約30μm至約250μm。
在一些實施例中，如圖1B所示，導槽130的側表面120b的截面可傾斜，以便位處導槽之底部表面130a的脊部寬度大於位處脊部120之頂部表面120a的脊部寬度。在此情況下，位處導槽之底部表面130a之導槽130的寬度小於位處脊部120之頂部表面120a 之導槽130的寬度。或者，導槽的側表面可傾斜，以便位處導槽之底部表面的導槽寬度大於位處脊部之頂部表面的導槽寬度。
流體控制層100具有厚度tv，其係從流體控制層100的底部表面110a至導槽的底部表面130a測量得到的。厚度tv可經選擇為允許液體液滴被吸入流體控制層100但仍維持強健的結構。在一些實施例中，流體控制層的厚度tv小於約75μm厚、或者介於約20μm至約200μm之間。親水性塗覆150可經設置(例如，電漿沈積)在流體控制層100的微結構表面上。
圖2A及圖2B為根據實例實施例之流體控制裝置200的截面。圖2A所示之流體控制裝置200包括流體控制薄膜、選擇性的黏著層205、以及選擇性的離型層206，其係設置在黏著層之相對於流體控制層201的表面之上。在將黏著層205施加至外部表面202之前，可包括離型層206來保護黏著層205。圖2B顯示在移除離型層的情況下，已安裝在外部表面202上的流體控制裝置200。
流體控制裝置200包含流體控制層201，其具有藉由主要及次要脊部220、221定義之主要及次要導槽230、231，其中導槽230、231與脊部220、221沿著相對於流體控制層201之縱軸(例如，先前關於圖1A所討論之x軸)成角度θ的導槽軸延伸。每一主要導槽230係藉由位於主要導槽230之任一側上的一組主要脊部220(第一及第二)來定義。主要脊部220具有高度hp，其係從導槽230的底部表面230a至脊部220的頂部表面220a測量得到的。
在一些實施例中，微結構係設置在主要導槽230內。在一些實施例中，微結構包含設置在主要導槽230之第一及次要主要脊部220之間的次要導槽231。每一次要導槽231係與至少一次要脊部221相關聯。次要導槽231可位於一組次要脊部221之間或者位於次要脊部221及主要脊部220之間。
主要脊部間之中心至中心的距離dpr可於約25μm至約3000μm的範圍內；主要脊部與最接近的次要脊部間之中心至中心的距離dps可於約5μm至約350μm的範圍內；兩次要脊部間之中心至中心的距離dss可於約5μm至約350μm的範圍內。在一些情況下，主要及/或次要脊部可隨著與基底間的距離逐漸變小。基底處之主要脊部的外部表面間的距離dpb可於約15μm至約250μm的範圍內，並可逐漸變小為在約1μm至約25μm之範圍內的較小距離dpt。基底處之次要脊部的外部表面間的距離dsb可於約15μm至約250μm的範圍內，並可逐漸變小為於約1μm至約25μm之範圍內的較小距離dst。在一個實例中，dpp=0.00898吋，dps=0.00264吋，dss=0.00185吋，dpb=0.00251吋，dpt=0.00100吋，dsb=0.00131吋，dst=0.00100吋，hp=0.00784吋，且hs=0.00160吋。
次要脊部具有高度hs，其係從導槽230之底部表面230a至次要脊部221之頂部表面221a測量得到的。主要脊部220的高度hp可大於次要脊部221的高度hs。在一些實施例中，主要脊部的高度係介於約25μm至約3000μm之間，且次要脊部的高度係介於約5μm至約350μm之間。在一些實施例中，次要脊部221的高度hs對 主要脊部220的高度hp的比率約為1：5。主要脊部220可設計為對流體控制層200提供耐久性以及對次要導槽231、次要脊部、及/或設置在主要脊部220間的其他微結構提供保護。
流體控制裝置200亦可具有設置在流體控制層201之底部表面201a上的黏著層205。黏著層205可允許流體控制層200附接至某個外部表面202，以幫助管理橫跨外部表面的液體分散。黏著層205及流體控制層201的組合形成流體控制帶。黏著層205可為連續或不連續的。帶200可製成為具有各種添加劑，該等添加劑例如使帶阻燃並適於吸入包括中性、酸性、鹼性、及/或油性材料的各種液體。
流體控制層201係經組態以分散流體橫跨流體控制層201的表面，以促成流體蒸發。在一些實施例中，黏著層205可為或者包含疏水性材料，其在黏著層205及外部表面202間的界面202a處排斥液體，減少界面202a處的液體收集。
黏著層205具有厚度ta，且流體控制層201具有從導槽230、231的底部表面230a至流體控制層201的底部表面201a的厚度tv。在一些實施例中，介於導槽230、231的底部表面230a及黏著層205的底部表面205a之間的總厚度tv+ta可小於約300μm，例如，約225μm。此總厚度tv+ta可選擇為足夠小，以允許液體透過流體控制層201邊緣處的導槽開口從外部表面202被高效率地吸入並進入導槽230、231。
圖3繪示根據實例實施例之具有脊部及導槽之流體控制裝置300的截面。流體控制層301包括導槽330，該等係v形，並具 有定義導槽330的脊部320。在此實施例中，導槽的側表面320b係相對於與層表面成法向的軸(亦即，圖3中的z軸)成角度地設置。如先前所討論的，流體控制層301的導槽330與脊部320沿著相對於流體控制層301之縱軸(例如，先前關於圖1A所討論的x軸)成角度θ的導槽軸延伸。脊部320可彼此等距離地隔開。流體控制層301可具有設置在流體控制層301之底部表面上的黏著層305。如先前關於圖2A所討論的，流體控制裝置300亦可包括設置在黏著層305上的離型層306。
本文中所述之微導槽可以預定的圖案予以複製，以形成沿著流體控制層的主要表面延伸之一系列的個別開口毛細管導槽。於薄板或薄膜形成的這些微複製導槽沿著實質上每一導槽長度(例如，從導槽至導槽)一般係均勻且規則的。薄膜或薄板可為薄的、可撓的、具生產成本效益的，可針對其意欲的應用形成為具有所欲的材料性質，且若為所欲，在其一側上可具有附接手段(例如，黏著劑)以允許迅速施加至各種使用表面。
本文中所討論的流體控制層能夠藉由毛細管作用沿著導槽自發地運輸流體。影響流體控制層自發地運輸流體的能力的兩個一般因子係(i)表面的幾何或形貌(導槽的毛細管現象、尺寸、及形狀)；以及(ii)薄膜表面的性質(例如，表面能)。為了達成流體運輸能力的所欲量，設計者可調整流體控制薄膜的結構或形貌及/或調整流體控制薄膜表面的表面能。為了讓導槽起作用以藉由毛細管作用以自發性吸 入達成流體運輸，導槽一般係足夠親水以允許流體以流體及流體控制層之表面間等於或小於90度的接觸角來潤濕導槽的表面。
在一些實施方式中，本文中所述之流體控制薄膜可使用擠製壓紋程序來製備，其允許連續式及/或卷對卷薄膜成形加工。根據一種適當程序，使可流動材料連續地與鑄模工具的成形面進行線接觸。鑄模工具包括切削加工至工具表面中的壓紋圖案，壓紋圖案係流體控制薄膜之微導槽圖案的負凸紋。複數個微導槽係藉由鑄模工具形成在可流動材料中。可流動材料經固化而形成伸長的流體控制薄膜，其具有沿著縱軸的長度及具有寬度，長度大於寬度。微導槽可沿著導槽縱軸形成，且導槽縱軸相對於薄膜縱軸成大於0且小於90度的角度。在一些實施例中，角度係例如小於45度。
可從模具直接將可流動材料擠製至鑄模工具的表面上，以致可流動材料與鑄模工具的表面線接觸。可流動材料可包含例如各種光可固化、熱硬化性、以及熱塑型樹脂組成物。線接觸係藉由樹脂的上游邊緣(upstream edge)來定義，並在鑄模工具旋轉時相對於鑄模工具及可流動材料兩者移動。所得的流體控制薄膜可為可捲取於輥上的單層物件以用輥品的形式來產生物件。在一些實施方式中，成形加工程序可進一步包括帶有微導槽之流體控制薄膜的表面處理，例如，本文中所揭示之親水性塗覆的電漿沈積。在一些實施方式中，鑄模工具可為輥或帶，並與相對的滾輪一同形成夾持。介於鑄模工具與相對的滾輪間之夾持協助強制可流動材料進入鑄模圖案。可調整形成夾持之間隙的間隔來協助流體控制薄膜的預定厚度之形成。關於針對所揭 示流體控制薄膜之適當的成形加工程序的額外資訊係在共同擁有的美國專利第6,375,871號及第6,372,323號中敘述，其各自的個別全文係以參照方式併入本文中。
本文中所討論的流體控制薄膜可由任何適於鑄製或壓紋之聚合物材料形成，包括例如聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚(氯乙烯)、聚醚酯、聚醯亞胺、聚酯醯胺、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯的水解衍生物等。具體的實施例使用聚烯烴，具體而言係聚乙烯或聚丙烯、其摻合物及/或共聚物、以及具有少量比例其他單體的丙烯及/或乙烯共聚物，諸如乙烯乙酸酯或丙烯酸酯(例如，丙烯酸甲酯及丙烯酸丁酯)。聚烯烴容易複製鑄製或壓紋輥的表面。聚烯烴堅韌、耐久、且良好地維持形狀，從而使此類薄膜在鑄製或壓紋程序後易於處理。親水性聚胺甲酸酯具有物理性質以及固有的高表面能。或者，流體控制薄膜可由諸如是聚胺甲酸酯、丙烯酸酯、環氧樹脂、及聚矽氧的熱固物(可固化的樹脂材料)來鑄製，並藉由曝露至輻射(例如，熱、紫外線(UV)、或電子束(E-beam)輻射等)或濕氣來予以固化。這些材料可含有各種添加劑，包括表面能改質劑(例如，界面活性劑及親水性聚合物)、塑化劑、抗氧化劑、顏料、脫模劑、去靜電劑、以及類似物。適當的流體控制薄膜亦可使用壓敏黏著劑材料製造。在一些情況下，導槽可使用無機材料(例如，玻璃、陶瓷、或金屬)形成。一般而言，一經曝露至流體，流體控制薄膜實質上保持其幾何及表面特性。
在一些實施例中，流體控制層可包括特性修改添加劑或表面塗覆。添加劑的實例包括阻燃劑、疏水劑、親水劑、抗微生物劑、無機物、腐蝕抑制劑、金屬粒子、玻璃纖維、填料、黏土、以及奈米粒子。
薄膜表面可經改質以確保足夠的毛細管力。例如，為了確保足夠的親水性，可將表面改質。薄膜一般可經改質(例如，藉由表面處理、施加表面塗覆或劑)或攙入選定的劑，以致使薄膜表面成為親水性的，以便與水性流體呈現出90°或更小的接觸角。
可利用任何適當的已知方法來達成本發明之流體控制薄膜上的親水性表面。表面處理可經採用，例如界面活性劑之局部施加、電漿處理、真空沈積、親水性單體的聚合作用、在薄膜表面上接枝親水性成分、電暈或火焰處理等。或者，界面活性劑或其他適當的劑可與樹脂摻合作為在薄膜擠製時之內部特性修改添加劑。典型地，界面活性劑係攙入製成流體控制薄膜的聚合物組成物而非依靠界面活性劑塗覆的局部施加，因為局部施加的塗覆可能傾向於填滿(亦即，鈍化)導槽的凹口，從而妨礙與本發明有關之所欲的流體流動。當施加塗覆時，其一般係薄的，以促成結構表面上的均勻薄層。可攙入聚乙烯流體控制薄膜之界面活性劑的說明實例係TRITONTM X-100(可購自Union Carbide Corp.,Danbury,Conn.)，其為辛基苯氧基聚乙氧基乙醇非離子界面活性劑，例如以介於約0.1及0.5重量百分比之間的量使用。
其他適於針對本發明之建築及結構應用的增高耐久性需求之界面活性劑材料包括Polystep® B22(可購自Stepan Company,Northfield,Ill.)以及TRITONTM X-35(可購自Union Carbide Corp.,Danbury,Conn.)。
界面活性劑或界面活性劑的混合物可施加至流體控制薄膜的表面或浸漬入物件之中，以調整流體控制薄膜或物件的性質。例如，所欲可能為使流體控制薄膜的表面比不具有此一類組分之薄膜更具親水性。
界面活性劑(諸如是親水性聚合物或聚合物混合物)可施加至流體控制薄膜的表面或浸漬入物件之中，以調整流體控制薄膜或物件的性質。或者，可將親水性單體添加至物件並使之原地聚合，以形成互穿聚合物網狀物。例如，可添加親水性丙烯酸酯及引發劑，並藉由熱或光化輻射使之聚合。
適當的親水性聚合物包括：氧化乙烯的均聚物及共聚物；攙入乙烯不飽和單體(例如，乙烯基吡咯啶酮)、羧酸、磺酸、或膦酸官能丙烯酸酯(例如，丙烯酸)、羥官能丙烯酸酯(例如，丙烯酸羥乙酯)、乙酸乙烯酯及其水解衍生物(例如，聚乙烯醇)、丙烯醯胺、聚乙氧基化丙烯酸酯之類的親水性聚合物；親水性改質纖維素以及多醣(例如，澱粉及改質澱粉、聚葡萄糖、以及類似物)。
如上文所討論的，親水性矽烷或矽烷混合物可施加至流體控制薄膜的表面或浸漬入物件之中，以調整流體控制薄膜或物件的 性質。適當的矽烷包括美國專利第5,585,186號中所揭示的陰離子矽烷，以及包括非離子或陽離子親水性矽烷。
關於適於本文中所討論之微導槽流體控制薄膜之材料的額外資訊係在共同擁有的美國專利公開第2005/0106360號中敘述，其係以參照方式併入本文中。
在一些實施例中，親水性塗覆可藉由電漿沈積來沈積在流體控制層的表面上，其可在批次化程序或連續程序中發生。如本文中所使用，「電漿」一詞意指含有反應性物種之部分離子化的氣態或流體狀態的物質，其含有包括電子、離子、中性分子、自由基、以及其他激發態原子與分子的活性物種。
一般而言，電漿沈積涉及在減壓狀態下(相對於大氣壓力)使流體控制薄膜移動通過充滿一或多種氣態含矽化合物的室。提供功率給置於相鄰於薄膜或與薄膜接觸的電極。此產生電場，其從氣態含矽化合物形成富矽電漿(silicon-rich plasma)。
來自電漿的離子化分子接著朝向電極加速，並衝擊流體控制薄膜的表面。透過此衝擊，離子化分子與表面起反應，並共價地鍵結至表面，形成親水性塗覆。用於電漿沈積親水性塗覆的溫度相對較低(例如，約10度C)。此係有利的，因為替代的沈積技術(例如，化學氣相沈積)所需的高溫已知會使許多適於多層薄膜12的材料(例如，聚醯亞胺)降解。
電漿沈積的範圍可取決於各種處理因素，例如，氣態含矽化合物的組成物、其他氣體的存在、流體控制層的表面對電漿的曝 露時間、提供給電極的功率位準、氣體流率、以及反應室壓力。這些因素相應地幫助決定親水性塗覆的厚度。
親水性塗覆可包括一或多種含矽材料，例如，矽/氧材料、類鑽玻璃(DLG)材料、以及其組合。用以沈積矽/氧材料層之適用的氣態含矽化合物的實例包括矽烷(例如，SiH4)。用以沈積DLG材料層之適用的氣態含矽化合物的實例包括氣態有機矽化合物，其在反應室56之減壓狀態下為氣態。適當的有機矽化合物的實例包括三甲基矽烷、三乙基矽烷、三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、四甲基矽烷、四乙基矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、六甲基環三矽氧烷、四甲基環四矽氧烷、四乙基環四矽氧烷、八甲基環四矽氧烷、六甲基二矽氧烷、雙三甲基矽基甲烷、以及其組合。特別適用之有機矽化合物的實例包括四甲基矽烷。
在完成以氣態含矽化合物進行的電漿沈積程序之後，氣態無機化合物可持續用於電漿處理，以自所沈積材料移除表面甲基。此增加所得之親水性塗覆的親水性質。
關於如此揭露中所討論之用以施加親水性塗覆至流體控制層的材料及程序的額外資訊係在共同擁有的美國專利公開第2007/0139451號中敘述，其係以參照方式併入本文中。
圖4A繪示根據實例實施例之結構450的視圖，其包括設置在結構450之外部表面451上之流體控制特徵的區域。結構450之外部表面451的至少一部分具有沿著縱軸411延伸之具有凸狀形狀的截面。流體控制特徵包括複數個伸長的導槽400，該等沿著導槽縱 軸412沿著至少一部分的凸狀外部表面451延伸。複數個導槽400可相對於結構450的縱軸411以介於0及90度之間(例如，小於45度)的角度410安排。導槽400係經組態以允許流體在導槽中以及橫跨凸狀外部表面451的毛細管運動。在一些實施例中，導槽400沿著導槽軸412延伸，導槽軸412相對於凸狀外部表面的縱軸411之角度410可為小於45度、介於約5度及約30度之間的範圍內、或者介於10度及25度之間的範圍內、或者介於約10度及15度之間。如上文所討論的，每一導槽係藉由大致上沿著導槽縱軸412延伸的脊部來定義。
在一些實施例中，複數個導槽係設置在永久或暫時地設置到結構之凸狀外部表面的層中。例如，如圖2B所示，具有包括導槽之流體控制層的帶可藉由黏著層黏著至結構的凸狀外部表面。在一些實施例中，塗覆係設置於外部表面上，且複數個導槽可形成於塗覆中。在又一些其他實施例中，導槽係形成於結構的凸狀外部表面中，例如是藉由切削加工、壓紋、或雕繪(scribing)。
凸狀外部表面451包括由虛線460所示之像底線，其係沿著凸狀結構450相對於重力方向461的底部延伸的線。在所示的實施例中，像底線460實質上係平行於結構縱軸411(圖4A中的x軸)，且大多數的導槽400由於沿著與縱軸411相交的導槽軸412對準而與像底線相交。當流體控制導槽400充滿液體而飽和時，任何過量的液體將沿著像底線460收集為液滴。
在一些實施例中，導槽400係經組態以產生毛細管力，其具有沿著z軸與重力反向的分量。由導槽產生的毛細管力具有足以克服導槽中之液體所受重力的量值。毛細管力可使液體移動通過導槽，以便液體順著凸狀表面的側邊往上流動，從而橫跨流體控制特徵分散液體。液體的分散顯著增加表面面積對液體體積的比率，並減少使導槽中的液體蒸發所需的時間量。
在一些實施例中，具有凸狀外部表面的結構可為管，如圖4B中所示。圖4B顯示根據實例實施例之如先前所討論的流體控制特徵400，該等係設置在管455之外底部表面的區域上。管凸狀表面456沿著縱軸411延伸。複數個導槽400沿著導槽縱軸412並相對於管縱軸411以角度410延伸。
圖5A為管結構550的側視圖，且圖5B為其底視圖，管結構550具有外部表面551，並具有設置在結構550之外部表面551之底部部分551a上的流體控制特徵530，其中底部部分551a及頂部部分係由於相對重力g的方向561的定向而如此命名。由脊部520定義的流體分散導槽530沿著相對於結構550之縱軸511成角度θ之導槽軸512延伸。
外部表面551係與由虛線560所示之像底線相關聯，像底線560係連接外部表面551之最底部之點的線。在所示的實施例中，像底線560實質上係平行於結構的縱軸511。由於沿著與縱軸511相交的導槽軸512對準，若干導槽530與像底線560相交。
每一導槽係與特定的飽和容量或容積相關聯。圖5B顯示若干充滿液體而飽和的流體控制導槽530a以及若干未飽和的流體控制導槽530b。當流體控制導槽530a中的流體量超過導槽容量時，導槽係飽和，且任何超過導槽容量的液體將沿著像底線560收集為液滴570。若流體持續收集於液滴，液滴可變大到以致於重力將液滴拉離流體控制表面。如圖5A及圖5B所示，液體液滴570係沿著像底線560橫跨飽和導槽530a設置。例如，液滴可由於導槽的安排沿著結構的底部表面相對均勻地隔開。
如圖5A及圖5B之實施例中所示，相對於像底線成角度的流體控制導槽係提供用於許多導槽中的液滴形成。反之，在具有與結構縱軸緊密對準之導槽的流體控制表面中，亦即，θ等於或接近0度(示於圖5C(側視圖)及圖5D(底視圖)中)，僅有一個或僅有數個導槽係沿著像底線560或接近像底線560而設置。與像底線相交之相對大量的導槽產生較大的流體控制表面之總流體容量。每一導槽係設計為藉由吸入(wicking)沿著導槽分散流體。因此，採用成角度的導槽之實施例在像底線處銜接更多導槽，提供更大的流體含量，致使過量流體成為較小體積的液滴及/或減少液滴脫離。較小體積的液滴蒸發得更快並減少液滴脫離，從而造成較少之來自凝結液體的污染。
與具有實質上與外部表面之縱軸平行之導槽的流體控制表面的邊緣採集相比時，具有相對於凸狀表面之縱軸成角度的導槽之流體控制表面可具有沿著薄膜邊緣更佳的流體採集，凸狀表面之縱軸亦即沿著管的像底線，如圖5A及5B所示。例如，考量水的液滴凝結 在管的外部表面並朝像底線順管流下的情況。當流體控制層或表面沿著管的較低部分存在時，凝結的液滴遭遇流體控制表面的邊緣。若流體控制表面在邊緣處具有與像底線緊密對準的導槽，則液滴遭到接近邊緣之沿著像底線延伸之脊部的阻礙而無法進入流體控制表面。因此，脊部阻礙進入流體控制導槽之流體的邊緣採集，且液滴在邊緣處可由於脊部而變為「被釘住」。反之，若流體控制表面包括如本文中所揭示之相對於像底線成角度的導槽，則邊緣包括增強流體之邊緣採集的若干導槽開口。
導槽軸及結構縱軸間的角度等於或接近90度(如圖5E之側視圖、及圖5F之底視圖所示)的配置在流體控制表面的飽和期間沿著結構之像底線560銜接許多導槽。然而，在與相對於結構縱軸產生較淺角度(例如，小於45度)的導槽相比時，必須藉由毛細管力克服的重力分量是增加的，該毛細管力係藉由吸入以沿著朝向結構頂部的方向(沿著箭頭599)移動液體。因此，在與相對於結構縱軸以90度定向之類似結構的導槽相比時，具有相對於縱軸成小於45度的角度之導槽的流體控制表面能夠分散流體較大量的流體。
圖6係使用如本文中所述之流體控制導槽特徵之流體管理的程序流程圖。在一些實施方式(例如，管)中，結構具有凸狀的外部表面，其中凸狀表面之像底線連接外部表面的最低點。像底線與結構縱軸對準。流體控制導槽係安排在結構表面上，以致導槽軸係定向為與結構縱軸成一角度。流體控制特徵可設置於外部結構上一或多個區域中，但在其他區域則無，例如，流體控制特徵可設置在位於外 部表面底部(相對於重力)的一或多個區域上，但並未設置於外部表面的頂部上。然而，流體控制特徵可設置為完全覆蓋外部表面。在一些區域中配置流體控制特徵但在其他區域中則無(而非覆蓋整個外部表面)可增強至導槽的流體進入，因為設計用來幫助液體進入導槽的導槽開口係曝露於流體控制導槽的邊緣處。流體控制導槽在管的外部表面上的形成之處在導槽開口處可能沒有厚度的變化。在一些實施方式(例如，天花板)中，結構可為相對平坦的表面。
將流體控制導槽安排為與管的外部表面成角度可藉由各種技術來實現。例如，包括流體控制導槽的流體控制層可藉由黏著固定至管或者以其他方式將流體控制層固定至管的外部表面。在一些實施例中，流體控制層係帶的一部分，帶設置於流體控制層相對於流體控制導槽之表面上的黏著層。用以形成可用於帶實施方式之流體控制層的適當技術包括擠製、壓紋、雷射切削、及/或熱固。在一些實施方式中，導槽沿著與帶的縱軸成小於45度之角度的軸延伸。在這些實施方式中，在管上安裝帶可涉及沿著管之像底線施加至少一條帶。在導槽平行帶的縱軸延伸之一些實施方式中，帶本身可以小於45度的角度設置在管上，例如，藉由繞著管螺旋狀地纏繞流體控制帶。
在一些(非帶)實施方式中，流體控制導槽可直接形成在外部表面管上，例如在管的製造期間、或者可形成在沈積於管外部表面上的層上。用以在外部表面上形成具有流體控制層的管的適當技術包括滾花(knurling)、壓紋、熱層壓之類。
在流體控制導槽中例如從直接噴灑於流體控制層上或凝結的流體來收集600液體。在一些情況下，可經由設置在流體控制層邊緣處的導槽開口在流體控制導槽中收集流體。流體控制導槽係經組態以在導槽中以及藉由吸入(wicking)使液體通過導槽與橫跨結構表面來分散610液體。液體的分散增加液體之表面面積對體積的比率並促進液體蒸發620。
在一些情況下，一或多個導槽可變為因充滿液體飽和630，其中液體的量超過已飽和導槽的體積容量。在此一類情況下，液滴可形成為從流體控制層朝下懸垂。隨著導槽中的液體蒸發，來自液滴之額外的液體係分散在導槽中，並縮減液滴的體積。程序持續631直到液滴分散為止。
圖7為在管表面上有設置微導槽流體控制層及未設置微導槽流體控制層之管結構的相片。如圖7所示，製備為如上文中所討論之微導槽帶之微導槽流體控制層700的一段係設置於管710的一部分上。管710亦包括不具有任何類型的塗覆或黏著劑設置於其上的一段。如在圖7中可見，液體液滴705在管710沒有流體控制層的段中已聚積於多個位置。在管結構710包括流體控制層700的部分上無看到任何液滴。
圖8A顯示具有微導槽流體控制層801之管結構810，微導槽流體控制層801具有複數個沿著平行於管結構810之縱軸的軸延伸且實質上垂直重力之力方向的導槽。液體液滴805係存在於裸管結構810與流體控制層801交會的位置。來自平行定向導槽之此邊緣 效應係由阻礙進入導槽之脊部所導致，因為導槽的脊部在曝露的管結構810及流體控制層801的交會處產生凸起的障壁。
圖8B顯示具有流體控制層802的管結構，流體控制層802具有複數個沿著相對於管縱軸成角度之軸延伸的導槽。與顯示水的液滴堆積在流體控制層邊緣處之圖8A所示情況相反，具有成角度之導槽的流體控制層具有允許液體806進入流體控制層導槽的導槽開口。如先前所討論的，流體控制層在導槽開口處的厚度可選擇為幫助液體進入導槽開口。
實例
微導槽流體控制薄膜的製備：微導槽流體控制薄膜係藉由根據6,372,323中所述之程序將低密度聚乙烯聚合物(DOW 955i)擠製壓紋至圓筒形工具上來製備。工具則係藉由以負凸紋鑽石車削圖2B所示之溝槽圖案來製備。溝槽係以相對於圓筒軸為80度的螺旋角進行切削，並產生具有相對於薄膜縱向(縱向網(down web))方向以20度定向之導槽的薄膜。聚合物在擠製機中於365F熔化，並通過模具進入介於加熱至200F的工具輥與平滑之70F的支承輥間的夾持，夾持使用500PSI夾持壓力。擠製機的速度及工具的轉速係調整為製造具有290微米之總厚度的薄膜。如美國專利公開第2007/0139451號中所述，接著使用平行板電容耦合電漿反應器將含矽烷及矽氧烷基的親水性塗覆施加至薄膜。室具有27.75平方英呎的供電電極面積以及0.5in的電極間隔。在將流體運輸薄膜放置於供電電極上之後，反應器室係 經抽泵使之降低至小於1.3Pa(10mTorr)的基礎壓力。使2%之SiH4在Ar中的混合物與分開的O2氣體分別以4000標準立方公分/分鐘(SCCM)及500SCCM的速率流入該室中。將壓力調節至990mTorr。使用電漿增強化學氣相沈積(CVD)法藉由以13.56MHz的頻率與1000瓦的施加功率將RF電力耦合至反應器中來實行處理。處理時間係藉由使流體運輸薄膜以10英呎/分鐘的速率移動通過反應區來控制，造成37秒的曝露時間。在處理之後，停止RF電力及氣體供應，並使該室回復至大氣壓力。
微導槽流體控制帶的製備：如上文中所述製備的約三呎乘10吋的薄膜段係藉由對準薄膜及黏著劑且隨後以滾輪使之平滑來層壓至3呎乘10吋的雙塗覆帶段(9425 HT,3M Company,St.Paul MN)。
實例1-垂直吸入高度：
如上文中所討論般製備之微導槽流體控制薄膜的垂直吸入高度(參見微導槽流體控制薄膜的製備)係藉由與導槽方向成一直線地將薄膜切割為1cm的條來測量。在條若與板的底部對準的基礎下，接著使用雙面黏著劑將三個條安裝至薄鋁板上。接著將此總成放置於含有去離子水溶液的槽中，去離子水溶液含有羥基芘三磺酸三鈉鹽(Aldrich Chemical Company,H1529,70mg/500ml)。兩分鐘後的液體高度係使用手持式紫外光(365nm)來可視化溶液中的螢光染料(356nm)以進行測定。使用此方法，平均毛細管高度為16cm。
實例2-作為管上之導槽角之函數的蒸發速率：
微導槽帶係如上文中所述般地製備(參見微導槽流體控制帶的製備)。使用分度計，具有表1中所示之導槽角的兩吋寬乘19吋長的試樣係從微導槽帶切下，其中0度係定義為導槽定向為平行長度方向，而90度則定向為垂直。該等段係沿著2吋PVC管(JM Eagle SCH40DWV PVC1120)的底部以端對端方式黏著。在黏著之後，管的末端係藉由兩個實驗室鐵環架來支撐。接著將水平器放置在管上，隨後調整末端高度直到管為水平。接著使用加壓槽噴霧器(Roundup EZ Sprayer,The Fountainhead Group,NY)使薄膜充滿去離子水而飽和。噴霧器尖端係設置為「水霧(mist)」，且流向從管的下方朝向薄膜。以往復運動持續噴霧直到在薄膜上以及在不含薄膜之管的控制區域上形成懸垂水滴為止。使用紅外線攝像機(FLIR Model T650,Flir Systems AB,Sweden)監控薄膜與控制區域中之水的蒸發。
蒸發數據係針對完全飽和的系統(存在於管及薄膜上的懸垂水滴)。此數據與吾人早先的觀察相符，其中較長的導槽(邊緣至邊緣)提供更多的面積讓殘餘的水滴得以散布。針對零的情況，水滴對準於相同的導槽，並耗費稍長的時間來蒸發。
表1顯示在71度F及25%相對溼度(RH)、26% RH、以及27% RH下之蒸發時間(以分鐘為單位)對導槽角(相對於管之縱向角)的關係。圖9顯示表1中之數據的圖示。
圖9的圖表以及表1中所示之數據指示提供最短的蒸發時間之導槽角的範圍。最短的蒸發時間對應於約5度及約30度間之範圍內、或者約5度至約20度、或者約10度至約15度之範圍內的導槽角。
實例3-邊緣釘住：
為了研究邊緣釘住現象，五十微升的水液滴係放置於管上高出微導槽流體控制薄膜(依照上文中所討論般地製造)的邊緣1cm處。此量足以使重力將水液滴沿管下移並接觸薄膜邊緣。液滴在零薄膜(zero film)上被釘住(不吸入(wick in))，但對於所有其他角度均快速進入薄膜。
表2指出當導槽以相對於管縱軸之各種角度設置時，邊緣釘住的存在或不存在。
實例4-與裸管相比之微導槽薄膜的蒸發時間：
如上文中所地製備具有20度角之一段2吋×8吋的微導槽帶，並將其黏著至一段三呎之2吋直徑的鋼管。該管配適含有配管連接器(tubing connector)之螺紋端蓋(threaded end cap)。將再循環槽(ThermoFlex 1400,Thermo Scientific)附接至配管接頭(tubing adapter)。通過管使45F的水進行再循環。使用往復運動將由市售蒸氣清潔器(ProPlus 300CS,Diamer Industries,Woburn,MA)產生的水蒸氣朝向該管，並持續足以產生順著管及薄膜的側邊向下之凝結的「水竄(fingering)」水滴的時間。當水竄水滴聚積在管的底部成為懸垂水滴時，中斷蒸氣。使用安裝在三角架上的攝像機以持續8小時每隔5分鐘收集懸垂水滴的影像。檢查影像來決定水滴何時從薄膜以及從管蒸發。實驗係重複6次。聚積水滴的蒸發數據示於圖10。圖10顯示實驗結果，其指出所有微導槽薄膜上的懸垂水滴係在約75分鐘內蒸發，而裸管上的一些懸垂水滴耗費超過500分鐘才蒸發。
各種實施例係在本文中敘述，包括下列項目：
項目1.一種物件，其包含：結構，其具有沿著縱軸延伸的外部表面，該外部表面之至少一部分的截面係凸狀；以及流體控制導槽，該等流體控制導槽沿著該凸狀表面之至少一部分來沿著導槽縱軸延伸，該導槽縱軸相對於該外部表面之該縱軸成介於0度及90度之間的角度，該等流體控制導槽係經組態以允許液體在該等導槽中以及橫跨該凸狀表面的毛細管運動。
項目2.如項目1之物件，其中該角度小於45度。
項目3.如項目1之物件，其中該角度介於5度及30度之間。
項目4.如項目1至3中任一項之物件，其中該等流體控制導槽係藉由沿著該導槽縱軸延伸之線性且平行的脊部來定義。
項目5.如項目1至4中任一項之物件，其中：該等流體控制導槽係設置在黏著至該凸狀表面的帶中；該等流體控制導槽係設置在設置於該凸狀表面上的塗覆中；或該等流體控制導槽係形成在該凸狀表面中。
項目6.如項目1至5中任一項之物件，其中該凸狀表面係管的表面。
項目7.如項目1至6中任一項之物件，其中該凸狀表面包括像底線，該像底線包含該凸狀表面上相對於該重力方向的最低點，其中該像底線實質上平行該結構縱軸，且大多數的該等導槽與該像底線相交。
項目8.如項目1至7中任一項之物件，其中該等導槽係經組態以對該等導槽中之該液體產生毛細管力，其係大於該液體所受重力。
項目9.一種流體控制層，其具有層縱軸，該流體控制層包含沿著導槽縱軸延伸的導槽，該導槽縱軸相對於該層縱軸成小於45度的角度，該等導槽係經定尺寸及安排用以提供毛細管力，其克服該等導槽中的水所受重力，並導致在該等導槽中以及橫跨該流體控制層之與重力相對的水之毛細管運動。
項目10.如項目9之流體控制層，其進一步包含設置在該流體控制層上的黏著層。
項目11.如項目10之總成，其進一步包含設置在該黏著層上的離型層。
項目12.如項目9至11中任一項之流體控制層，其中該角度係介於約5度及30度之間。
項目13.如項目9至12中任一項之流體控制層，其中該等導槽包括主要導槽，每一主要導槽包含具有高度hp之第一及第二主要脊部。
項目14.如項目13之流體控制層，其中該等導槽進一步包含設置在該等主要導槽之該第一及第二主要脊部之間的次要導槽，每一次要導槽係與具有高度hs之至少一次要脊部相關聯，其中hp>hs。
項目15.如項目9至15中任一項之流體控制層，其中該等導槽包含實質上沿該流體控制薄膜的該表面之法向延伸的第一及第二脊部。
項目16.如項目9至14中任一項之流體控制層，其中該等導槽包含相對彼此成角度地延伸之第一及第二側表面。
項目17.如項目9至16中任一項之流體控制層，其中：該等導槽包含第一及第二脊部，且該流體控制層於該等脊部間之位置處的厚度為tv；以及該流體控制層進一步包含具有厚度ta的黏著層，其中tv+ta小於約300μm。
項目18.如項目9至17中任一項之流體控制層，其中該流體控制層包含親水性表面。
項目19.一種流體控制方法，其包含：在設置於結構之凸狀外部表面上的導槽中收集液體，該凸狀外部表面沿著縱軸延伸，並具有包含該凸狀表面相對於重力方向之最低點的像底線，該等導槽係沿著導槽縱軸安排，該導槽縱軸 相對於該結構的該凸狀外部表面之該像底線成介於0度及90度之間的角度；藉由該液體在該等導槽中的毛細管運動沿著該等導槽以及橫跨該凸狀外部表面來分散該液體；以及使該分散後的液體蒸發。
項目20.如項目19之方法，其中該角度小於45度。
項目21.如項目19之方法，其中該角度相對於該縱軸係介於5度及30度之間。
項目22.如項目19至21中任一項之方法，其中在該等導槽中收集該液體包含將該液體毛細管吸入(capillary wicking)至該等導槽中。
項目23.如項目19至22中任一項之方法，其中重力對抗該液體在該等導槽中的毛細管運動。
項目24.如項目19至23中任一項之方法，其中該凸狀外部表面之該縱軸係定向為相對於該重力方向實質上垂直。
項目25.如項目19至24中任一項之方法，其進一步包含使沿著該縱軸之該凸狀外部表面的長度飽和，其中飽和包括沿著該長度在大多數的該等導槽中形成液體液滴。
項目26.一種流體控制層，其包含橫跨該流體控制層沿著導槽縱軸延伸的導槽，該等導槽係經組態以提供液體在該等導槽中以及橫跨該流體控制層的毛細管運動，至少一些導槽具有位於該流體控制層之第一邊緣處的第一開口，以及具有位於該流體控制層之與該 第一邊緣相交之第二邊緣處的第二開口，該流體控制層在該等開口處的厚度係經組態以提供該液體進入該等導槽的毛細管運動。
項目27.如項目26之物件，其中該導槽縱軸相對於該流體控制層的縱軸成小於45度的角度。
項目28.一種用以形成流體控制薄膜的程序，其包含：使可流動材料及鑄模工具的成形面彼此連續不斷地進行線接觸；在該可流動材料內形成複數個微導槽；以及固化該可流動材料以形成伸長的流體控制薄膜，該流體控制薄膜具有沿著縱軸的長度以及具有寬度，該長度大於該寬度，其中該等微導槽係沿著導槽縱軸形成，該導槽縱軸相對於該薄膜的該縱軸成大於0度且小於90度的角度。
項目29.如項目28之程序，其進一步包含對包括該等微導槽之該流體控制薄膜的表面施加表面處理。
項目30.如項目29之程序，其中實施該表面處理包含形成親水性表面的電漿處理。
在前文說明中，參考了一組構成本文說明一部分的附圖，並且其中利用圖解方式顯示許多特定實施例。要理解的是，在不背離本揭示內容的範圍下，也可設想出其他實施例並加以實現。因此，詳細說明不應視為限制本發明。
除非另有指明，否則說明書及申請專利範圍中所用以表達特徵之尺寸、數量以及物理特性的所有數字，皆應理解為在所有情 況下以「約(about)」一詞修飾之。因此，除非另有相反指示，在下述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數是約略值，其可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示的教導所欲獲致之所要特性而有所不同。使用以端點表示之數值範圍包括該範圍內的所有數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、以及5)以及該範圍內的任何範圍。
所揭示實例中所列舉的特定材料及尺寸，以及其他條件和細節，不應解讀為過度限制此揭露。雖然專利標的已藉由特定於結構特徵及/或方法動作的文句予以敘述，當了解在附屬之申請專利範圍中所定義的專利標的不必受限於上述之特定的特徵或行為。替代地，上述之特定的特徵及動作係揭示作為實施申請專利範圍的代表形式。

Claims (24)

  1. 一種物件，其包含：結構，其具有沿著縱軸延伸的外部表面，該外部表面之至少一部分的截面係凸狀；以及流體控制導槽，該等流體控制導槽沿著該凸狀表面之至少一部分來沿著導槽縱軸延伸，該導槽縱軸相對於該外部表面之該縱軸成介於5度及30度之間的角度，該等流體控制導槽係經組態以允許液體在該等導槽中以及橫跨該凸狀表面的毛細管運動。
  2. 如請求項1之物件，其中該等流體控制導槽係藉由沿著該導槽縱軸延伸之線性且平行的脊部來定義。
  3. 如請求項1之物件，其中：該等流體控制導槽係設置在黏著至該凸狀表面的帶中；該等流體控制導槽係設置在設置於該凸狀表面上的塗覆中；或該等流體控制導槽係形成在該凸狀表面中。
  4. 如請求項1之物件，其中該凸狀表面係管的表面。
  5. 如請求項1之物件，其中該凸狀表面包括像底線，該像底線包含該凸狀表面上相對於重力方向的最低點，其中該像底線實質上平行該結構之該縱軸，且大多數的該等導槽與該像底線相交。
  6. 如請求項1之物件，其中該等導槽係經組態以對該等導槽中之該液體產生毛細管力，其係大於該液體所受重力。
  7. 一種流體控制層，其具有層縱軸，該流體控制層包含沿著導槽縱軸延伸的導槽，該導槽縱軸相對於該層縱軸係介於5度及30度的角度，該等導槽係經定尺寸及安排用以提供毛細管力，其克服該等導槽中的水所受重力，並導致在該等導槽中以及橫跨該流體控制層之與重力相對的水之毛細管運動。
  8. 如請求項7之流體控制層，其進一步包含設置在該流體控制層上的黏著層。
  9. 如請求項8之流體控制層，其進一步包含設置在該黏著層上的離型層。
  10. 如請求項7之流體控制層，其中該等導槽包括主要導槽，每一主要導槽包含具有高度hp之第一及第二主要脊部。
  11. 如請求項10之流體控制層，其中該等導槽進一步包含設置在該等主要導槽之該第一及第二主要脊部之間的次要導槽，每一次要導槽係與具有高度hs之至少一次要脊部相關聯，其中hp>hs。
  12. 如請求項7之流體控制層，其中該等導槽包含實質上沿該流體控制薄膜的該表面之法向延伸的第一及第二脊部。
  13. 如請求項7之流體控制層，其中該等導槽包含相對彼此成角度地延伸之第一及第二側表面。
  14. 如請求項7之流體控制層，其中：該等導槽包含第一及第二脊部，且該流體控制層於該等脊部間之位置處的厚度為tv；以及該流體控制層進一步包含具有厚度ta的黏著層，其中tv+ta小於約300μm。
  15. 如請求項7之流體控制層，其中該流體控制層包含親水性表面。
  16. 一種流體控制方法，其包含：在設置於結構之凸狀外部表面上的導槽中收集液體，該凸狀外部表面沿著縱軸延伸，並具有包含該凸狀表面相對於重力方向之最低點的像底線，該等導槽係沿著導槽縱軸安排，該導槽縱軸相對於該結構的該凸狀外部表面之該像底線成介於5度及30度之間的角度；藉由該液體在該等導槽中的毛細管運動沿著該等導槽以及橫跨該凸狀外部表面來分散該液體；以及 使該分散後的液體蒸發。
  17. 如請求項16之方法，其中在該等導槽中收集該液體包含將該液體毛細管吸入(capillary wicking)至該等導槽中。
  18. 如請求項16之方法，其中重力對抗該液體在該等導槽中的該毛細管運動。
  19. 如請求項16之方法，其中該凸狀外部表面之該縱軸係定向為相對於該重力方向實質上垂直。
  20. 如請求項16之方法，其進一步包含使沿著該縱軸之該凸狀外部表面的長度飽和，其中飽和包括沿著該長度在大多數的該等導槽中形成液體液滴。
  21. 一種流體控制層，其包含橫跨該流體控制層沿著導槽縱軸延伸的導槽，該導槽縱軸相對於該流體控制層的縱軸成介於5度及30度的角度，該等導槽係經組態以提供液體在該等導槽中以及橫跨該流體控制層的毛細管運動，至少一些導槽具有位於該流體控制層之第一邊緣處的第一開口，以及具有位於該流體控制層之與該第一邊緣相交之第二邊緣處的第二開口，該流體控制層在該等開口處的厚度係經組態以提供該液體進入該等導槽的毛細管運動。
  22. 一種用以形成流體控制薄膜的程序，其包含：使可流動材料及鑄模工具的成形面彼此連續不斷地進行線接觸；在該可流動材料內形成複數個微導槽；以及固化該可流動材料以形成伸長的流體控制薄膜，該流體控制薄膜具有沿著縱軸的長度以及具有寬度，該長度大於該寬度，其中該等微導槽係沿著導槽縱軸形成，該導槽縱軸相對於該薄膜的該縱軸成介於5度及30度的角度。
  23. 如請求項22之程序，其進一步包含對包括該等微導槽之該流體控制薄膜的表面施加表面處理。
  24. 如請求項23之程序，其中施加該表面處理包含形成親水性表面的電漿處理。
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