(57)【要約】【課題】表面に凹凸構造を有し撥液性を有すると共に、表面に汚染物や異物が付着した際にも凹凸溝部の汚れを拭取り可能とする。【解決手段】基材表面に規則的に配列された複数の突起部を有する成形体であって、突起部間の底部から１μｍ上部での溝巾Ｌが２μｍ以上であり、かつ底部を通る平面と突起部の側面とがなす角度ａが９０度以下である成形体である。これによって、撥液性を有し磨耗などに対する耐久性が高いμｍオーダーの凹凸構造であり、かつ凹部溝に入り込んだ汚れを拭取り清掃等により除去しやすい構造とすることができる。【選択図】図６
2018108696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材表面に規則的に配列された複数の突起部を有する成形体であって、突起部間の底部から１μｍ上部での溝巾が２μｍ以上であり、かつ底部を通る平面と突起部の側面とがなす角度が９０度以下である成形体。
【請求項２】
突起部間の凹部の深さをＤとし、凹部の底部から１μｍ上部での溝巾をＬとすると、Ｄ／Ｌ≦１０である請求項１に記載の成形体。
【請求項３】
突起部間の凹部の底部に少なくとも一部にフラットな面もしくは円弧状の部分を有する請求項１から２のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項４】
突起部間の凹部の少なくとも一部はおおよそ一方向にのびる溝形状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項５】
突起部断面のおおよその形状が、三角形、四角形、全部もしくは一部が円弧状である形状、またはそれらの形状の複数組み合わせからなる形状であり、突起部間の凹部の深さＤが１μｍ以上５０μｍ以下、凹部幅ｗが２μｍ以上であって、０．３≦Ｄ／ｗ≦２であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項６】
シリコーン系、フッ素系、オレフィン系のうちから選ばれる１種あるいは複数種の添加剤を含有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形体。
【請求項７】
デュロメーターで測定した硬度が５５以上である請求項１〜６のいずれか一項に記載の成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材表面に備えた微細な凹凸構造によって液流れ性や撥液を有する成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品の基材表面に撥液性を持たせることにより、表面に付着した水滴や油滴を撥き、防汚をはじめ、耐指紋、防曇、着氷防止といった機能を発揮することが知られている。
【０００３】
また、近年では、シャンプーやリンス、液体洗剤、ソースやマヨネーズといった調味料、歯磨き粉、レトルト食品の容器や包装体の内面や注ぎ口に同様の表面処理を施すことで、液切れ性を向上させることができる。これにより、充填物の使いきりを容易にする効果や注ぎ口を衛生的に保つ効果が着目され、研究が進められている。
【０００４】
ここで、撥液性とは、基材表面上に到達した液滴の非付着性および易除去性を表す指標である。基材表面と液滴との接触角が大きい程、また転落角が小さい程、撥液性が高いと規定される。
【０００５】
接触角とは、図１（ａ）に記す通り、基材表面１１に液滴１０が付着した状態において、基材表面１１の接触面と液滴１０の界面とがつくる角度である。
【０００６】
接触角が０度に近づくほど基材表面１１と液滴１０がなじみやすく、１８０度に近づくほど、基材表面１１に付着しにくくなる。
【０００７】
また、転落角とは、図１（ｂ）に記す通り、液滴１０が載った基材表面１１を、水平な位置から除々に傾斜させていき、液滴１０が滑り始める角度のことである。
【０００８】
転落角が０度に近づくほど、液滴１０は基材表面１１から除去されやすくなり、転落角が９０度に近づくほど、液滴１０は基材表面１１から離れにくくなる。
【０００９】
しかしながら、撥液性を与える表面処理技術の分野において、表面材料の化学構造のみに依存した撥液効果の向上は限界を迎えている。近年では、撥液材料と微細な凹凸構造の組合せにより、より高い撥液性を備えたコート剤もしくはシートが提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
特許文献１には、アルコール、アルコキシシラン、パーフルオロアルキルシラン、シリカ微粒子、アルコキシシランの加水分解反応を促進する触媒、および水を含むコーティング組成物をコーティングして得られる撥水・撥油性コーティング物品が記載されている。その物品の表面における二乗平均粗さ値は１５０ｎｍ以上であり、水に対する接触角は１５０度以上、油に対する接触角は１５０度以上、水滴に対する転落角は１０度以下である。
【００１１】
高い撥水・撥油性をもつ材料にシリカ微粒子を配合して特定値以上の表面粗さを持たせることで、特に水に対する転落性を向上させることができるとされている。
【００１２】
また、微細な凹凸構造を微粒子の積層ではなく、基材表面に直接加工し撥水性をもたせる方法も提案されている（例えば、特許文献２または３）。
【００１３】
特許文献２には、撥水性を有するシーラントフィルム層を備える包装材であって、シーラント層に凹凸構造を有し、凹凸構造のサイズを規定している。
【００１４】
これにより、優れた撥水性が得られ、包装容器に充填された内容物を取出す際に、包装容器内に内容物を残存させることなく、内容物をきれいに取出すことができるとされている。
【００１５】
特許文献３には、基材の一方の面に熱接着性ポリオレフィン樹脂層を積層してなる積層体であって、熱溶着性ポリオレフィン樹脂層の表面が、凸型または凹型どちらか一種の単位形状が複数形成され、単位形状が半球体、半楕円体、円錐体、多角錘体のいずれかである積層体が記載されている。
【００１６】
これにより、食品やトイレタリー商品などの液状またはゲル状の内容物を最後まで取り出して使い切ることができる非付着性に優れた包装体を提供することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０１０−８９３７３号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１３９３７号公報
【特許文献３】特開２０１４−１８８７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、コート剤に含まれる微粒子の積層もしくはコート層をもつ微粒子の積層によって凹凸構造を形成しているため、触手等によって簡単に磨耗し、微粒子が剥離してしまうことがある。これにより性能が著しく劣化してしまうという課題や、場合によっては容器や包装体の内容物に微粒子が付着してしまうという課題があった。
【００１９】
また、特許文献２および３に記載の技術は、凹凸構造のピッチやアスペクト比などを規定したものであるが、それらは使い切りの消耗品を目的とするものであり、繰り返し使用される物品や耐久消費財として使用することは意図されていない。したがって、繰り返し使用や耐久消費財として使用した場合の課題、たとえば包装体の内容物以外の汚染物や異物が付着した際の清浄性の復旧や、拭取り清掃、あるいは耐久性等に対する記載はない。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記従来の課題を解決するために、基材表面に規則的に配列された複数の突起部を有する成形体であって、突起部間の底部から１μｍ上部での溝巾が２μｍ以上であり、かつ底部を通る平面と突起部の側面とがなす角度が９０度以下である成形体である。
【発明の効果】
【００２１】
本開示の成形体は、表面に凹凸構造を有し撥液性を有するとともに、汚れが付着した際にも清掃により汚れが除去しやすい凹部構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）接触角の説明図、（ｂ）転落角の説明図
【図２】実施の形態１における成形体の断面図
【図３】実施の形態１における成形体の凹凸表面の断面拡大図
【図４】実施の形態１における成形体の凹凸表面の断面拡大図
【図５】実施の形態１における成形体の凹凸表面の断面拡大図
【図６】実施の形態１における成形体の凹凸表面の断面拡大図
【図７】実施の形態１における成形体の凹凸表面の断面拡大図
【図８】実施の形態１における成形体の凹凸表面の断面拡大図
【図９】比較例における成形体の凹凸表面の断面拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
第１の開示の成形体は、基材表面に規則的に配列された複数の突起部を有する成形体であって、突起部間の底部から１μｍ上部での溝巾が２μｍ以上であり、かつ底部を通る平面と突起部の側面とがなす角度が９０度以下である。
【００２４】
基材表面の凹凸構造のうち、特に底部から１μｍ上部での凹部の溝巾が２μｍ以上という必要条件を見出したことにより、汚れが付着した場合でも清掃により拭取りやすくすることを可能とした。
【００２５】
また、溝底部を通る平面と突起部の側面とがなす角度が９０度以下とすることにより、成形時の抜け勾配を有し離型可能とするとともに、溝底部と突起部側面とから形成される溝コーナー部の角度が広がり、コーナー部にたまる汚れも拭取りやすくなり、清掃しやすい凹部形状とすることができる。
【００２６】
第２の開示の成形体は、突起部間の凹部の深さをＤとし、凹部の底部から１μｍ上部での溝巾をＬとすると、Ｄ／Ｌ≦１０である。
【００２７】
溝巾と深さの関係を上記のように規定することにより、汚れが付着した際にも、拭取り清掃に使用する拭取りクロス等が溝に入りこみやすく、拭取り清掃性を向上することができる。
【００２８】
第３の開示の成形体は、突起部間の凹部の底部に少なくとも一部にフラットな面もしくは円弧状の部分を有する。
【００２９】
底部形状は、底部に三角形状等のエッジ部を有するとそのエッジ部に汚れが入り込んだ際、拭取り清掃時にも拭取りクロスがエッジ部奥まで入りこみにくく汚れが拭取りにくくなる。しかしフラットもしくは円弧上の部分を有することにより、拭取り清掃時に凹部奥までクロスが届きやすく、拭取り清掃性が向上する。
【００３０】
第４の開示の成形体は、突起部間の凹部の少なくとも一部がおおよそ一方向にのびる溝形状である。
【００３１】
たとえば突起部が円柱状や多角錘形状等、柱状の凸部を多数有する表面であれば、拭取り清掃時、凹凸間の凹部に方向性がなくなるため付着した汚れは多方向にふきとる必要があり、汚れが残りやすくなる。しかし底部が一方向にのびる溝形状とすることから溝方向に拭取れば汚れをかき出すことができ、清掃性が向上するとともに汚れが残りにくくなる。
【００３２】
また、成形体全面で一方向である必要はなく、少なくとも一部が一方向であれば拭取り性は向上する。また、多少蛇行していてもよい。
【００３３】
第５の開示の成形体は、突起部断面のおおよその形状が、三角形、四角形、全部もしくは一部が円弧状である形状、またはそれらの形状の複数組み合わせからなる形状であり、
突起部間の凹部の深さＤが１μｍ以上５０μｍ以下、凹部幅ｗが２μｍ以上であって、０．３≦Ｄ／ｗ≦２である。
【００３４】
このような突起部形状にすることにより、成形体表面に液滴が付着しにくく、凹部に液滴が接触することを防ぎ、撥液性が向上する。また、このような突起部形状にすることにより、液滴が流れ落ちやすい構造となり、拭取り清掃性が向上する。このように通常使用時は表面に液滴が付着しにくく清浄な表面を保つとともに、表面に付着物や汚染物がついたときには清掃により拭取りやすい成形体を提供でき、外観部品にも適用することが可能となるとともに、成形体として作製しやすい。
【００３５】
第６の開示の成形体は、シリコーン系、フッ素系、オレフィン系のうちから選ばれる１種あるいは複数種の添加剤を含有する。
【００３６】
表面自由エネルギーの低い、撥水性に優れた添加剤を含有することにより、液滴あるいは汚れを付着しにくくするとともに、汚れが付着した際にも汚れが取れやすくすることが可能となる。
【００３７】
さらに、上記添加剤、特にシリコーン系やオレフィン系では、添加することで樹脂の流れ性を向上させることが可能である。それにより、成形体の凸部に樹脂が入りこみやすくなり、成形時に凹凸形状を転写しやすくなる。
【００３８】
第７の開示は、デュロメーターで測定した硬度が５５以上である成形体である。
【００３９】
特にＤ型デュロメーターで測定した硬度が５５以上、さらに好ましくは６０以上の材料を用いることにより、清掃時など外力がかかる場合でも突起部の形状が大きく変形することを防ぎ耐摩耗性に優れる。そのため、人が触るなどの外力を受けやすい外観部品にも適用することが可能となる。
【００４０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００４１】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００４２】
（実施の形態１）
実施の形態１における成型体について、図２〜図８を用いて説明する。図２は成形体の断面図、図３から図８は、成形体の凹凸表面の断面拡大模式図および斜視模式図である。
【００４３】
図２において、成形体１の基材表面に、規則的に配列された複数個の突起部２、凹部３を備えた凹凸表面４が形成されている。
【００４４】
成形体１は、撥液性を求められる箇所に用いられる部品構造体もしくはフィルムを想定しているが、これに限定されるものではない。
【００４５】
成形体１の基材の材質としては、耐久的に形状を維持できるものであれば良く、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、塩化ビニル、ポリ乳酸、ポリエステル、ポ
リテトラフルオロエチレン、環状オレフィンなどの樹脂類やガラス類、銅・ステンレスなどの金属類等、特に指定するものではない。成形体１の基材の材質は、求められる外観品位、透明性、機械物性、コスト等を考慮して自由に選択できる。
【００４６】
また、求められる機械特性や熱特性、撥液性を付与するための無機や有機の添加剤を含んでいてもよい。例えば、撥水剤、摺動性向上剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、光安定剤、金属不活性化剤、滑剤、帯電防止剤、防曇剤、核剤、抗菌剤、防カビ剤、発泡剤、安定剤、可塑剤、フィラー、補強材、繊維、顔料などであり、それらを複数種含有していてもよい。
【００４７】
成形体１は、凹凸表面４と基材が一体構造であっても良いが、製造方法や求められる撥液性に合わせて選定されるものであり、別の素材であってもよい。
【００４８】
図３に例を記すように、凹部３は底部付近に幅を有しており、底部の形状は三角形状、フラット、円弧状、多角形形状等、またはそれらの組み合わせ等である。
【００４９】
なお、底部の形状はこれに限定されるものではないが、フラット部、円弧状を有することが望ましい。
【００５０】
また、凹凸表面４は、微視的に平滑面でなくてもよく、性能に影響を与えない程度の表面粗さやキズは許容されるものとする。
【００５１】
本実施の形態では、凹部３の溝巾は以下のように定義する。凹部３の底部が略同一平面にある場合それらを底面とする。また、底部が傾斜していたり、円弧状、Ｒ化している場合、下部を通る仮想的な平面を底面とする。なお、上記の仮想的な平面は、必ずしもすべての凹部３の底部を通る必要は無く、少なくとも凹部３とその凹部３に隣接もしくは周辺に位置する２つの凹部３の底部を通ればよい。
【００５２】
また、底面から１μｍ上部は、図３から図８のそれぞれの（ａ）において、Ｌで示す巾である。底面から１μｍ上部での溝巾Ｌとは、例えば成形体１の断面観察、あるいはレーザー顕微鏡等により基材表面のおおよその形状がわかる形状観察をし、それから底面より１μｍ上部でのおおよその溝巾をはかりとってもよい。また形状に関わる種々の因子を測定し、それを図面に落とし込み、計算上もしくは図面上で底面から１μｍ上部での仮想表面での溝巾を求めてもよい。
【００５３】
また、底部を通る平面と突起部２の側面がなす角度は、図３から図８のそれぞれの（ｂ）において、ａで示す角度である。底部を通る平面と突起部２の側面がなす角度ａも上記手法にて求めてもよい。
【００５４】
本実施の形態で、凹部３の深さは図３から図８のそれぞれの（ａ）において、Ｄで示す深さである。凹部３の深さＤは、凹凸表面４の凹部３の底部を通る面と、突起部２の先端面を通る仮想的な平面との距離と定義する。なお、上記の仮想的な平面は、必ずしもすべての突起部２の先端面、または、先端部を通る必要は無く、少なくとも突起部２とその突起部２に隣接もしくは周辺に位置する２つの突起部２の先端面、または、先端部を通ればよい。
【００５５】
また、少なくとも一部の溝巾Ｌや深さＤを評価し、規定の値を満足すれば性能は向上すると考えられる。
【００５６】
また、突起部２の稜線は、直線である必要はなく、成形性を考慮して自由に設計するこ
とが可能であり、曲線であっても、直線および曲線を組み合わせた線であってもよい。
【００５７】
本実施の形態では、底部を通る平面と突起部２の側面とがなす角度ａが９０度以下、望ましくは８０度以下である。９０度以下、さらには８０度以下とすることにより、成形時の抜け性、凹部３の汚れ付着時の拭取り性等が向上する。
【００５８】
底部を通る平面と突起部２の側面とがなす角度ａが９０度以下とは、底部を通る仮想的な平面を断面方向からみた線と、突起部２の側面が平面上であれば突起部２の断面の外殻線とがなす角、突起部２の側面が曲面を有するのであれば突起部２の断面の外殻線は曲線を有し、その場合曲線の少なくともいずれかの位置での接線、あるいは底面から側面が立ちあがる点での接線等との角度ａが９０度以下ということをさすが、それに限定するものではない。
【００５９】
また、凹部３の溝は望ましくは平面形状がおおよそ長方形もしくは直線状がよいが、波状、不定形状等でもよい。
【００６０】
また、図３から８に記すように、突起部２は、突起部２の断面のおおよその形状が、三角形、四角形、少なくとも一部が円弧状である形状、またはそれらの形状の複数組み合わせからなる形状である。
【００６１】
これは、長方形、正方形、台形等の四角形、は三角形、三角形台形錐体、または２段階の傾斜をもつ多角形等である。また、それらの先端や側面が丸みをおびていてもよい。なお、これに限定されるものではなく、また組み合わせでもよく、先端面が基材に対して傾斜を持った平坦面である略台形錐体、先端面の端部が丸みを帯びた錐体などでもよい。また、それらの形状が一部くずれ、不定形になった形状も含む。
【００６２】
本実施の形態では、凹部３間の距離ｗは、図３から図８のそれぞれの（ｂ）に示すように、突起部２と当該突起部２と最も近接して隣接する突起部２との距離を定義する。また、少なくとも一部の凹部３間の距離ｗを評価し、規定の値を満足すれば性能は向上すると考える。
【００６３】
凹部３は、成形体１の一端から対向する他端までに渡る溝であってもよく、また、成形体１の一端から対向する他端までの間において溝方向がかわることや、一直線ではなくつなぎ目が生じてもよい。少なくとも一部が溝形状であれば、拭取り清掃性は向上する。また、凹部３や突起部２は全て同一形状であっても、なくてもよく、また、撥液性能が求められる基材表面の領域面の形状に応じて自由に設計できる。
【００６４】
基材表面に微細な凹部３および突起部２を形成する場合には、後述するように、目的とする凹凸形状の反転構造を備えた型（モールド）を用いて、基材表面に凹凸形状を転写する方法が一般的である。このような方法では、突起部２の形成後に、密着したモールドと成形体１とを分離する（離型する）際の分離しやすさ（離型性）が課題となる。しかし、溝部底面と突起部２の側面との角度ａを９０度以下とし、モールドの抜き勾配を規定することで離型性を保つことができる。
【００６５】
凹凸表面４は、成形体１の基材表面全域に配置されている必要はなく、撥液性を求められる箇所にのみ限定的に配置されていてもよい。
【００６６】
凹凸表面４は、成形体１と別部品として製造してもよいが、耐久性の観点から、一体成形が望ましい。もしくは、凹凸表面４が成形体１の表面として密着性良く接着されていることが望ましい。
【００６７】
次に、成形体１の製造方法について説明する。
【００６８】
成形体１の表面に凹凸表面４を設ける製造方法は、特に限定されないが、規定した寸法で規則的に凹凸を配列させる方法として、転写方式が挙げられる。転写方式には、射出成形、熱プレス成形、ナノインプリント技術を利用した熱インプリント加工、光インプリント加工などがある。
【００６９】
射出成形や熱プレス成形等により成形体１の表面に凹凸を一体化して付与する方法や、インプリントにより基材とは別部材からなるフィルムに凹凸を付与しておき、凹凸フィルムを基材に貼付することにより成形体１とすることも可能である。
【００７０】
射出成形とは、予め内表面に凹凸形状が施された型（モールド）の容器（コア、キャビティ）の中に、溶融樹脂を流し込んで、冷却し、モールド表面の凹凸形状を転写するものである。
【００７１】
熱プレス成形とは、モールドと樹脂とを加熱し、モールドを樹脂に押し当てることによって表面の凹凸形状を樹脂に転写するものである。特に、モールドが円柱形状のもので、円柱が回転しながら転写するものをエンボスロール加工という。
【００７２】
熱インプリント加工とは、基材にポリメタクリル酸メチルなどの熱可塑性樹脂を塗布し、ガラス転移温度以上に昇温してモールドを押し付けて形状を転写させるものであり、光インプリント加工とは、基材に光硬化性樹脂を塗布し、モールドを押し付けてＵＶ照射することによって樹脂を硬化させ、形状を転写させるものである。
【００７３】
熱インプリント加工は、熱可塑性樹脂の選択性が広いという特長があるが、昇温および降温に時間を要するためスループットが上がらないという問題がある。一方、光インプリント加工は、光硬化性樹脂の選択性の問題があるものの、一般に粘度が低いために転写性が良く、また紫外線を照射して硬化するためにスループットが高いという特長がある。
【００７４】
ここでモールドは、ダイヤモンド切削、金属切削などの機械加工や、レーザー加工、エッチング法、リソグラフィ法の特殊加工などにより作製することもできる。
【００７５】
本実施の形態の成形体１は、望ましくは、基材表面に規則的に配列された複数の突起部を有する成形体１であって、突起部２間の底部から１μｍ上部での溝巾Ｌが２μｍ以上であり、かつ底部を通る平面と突起部２の側面とがなす角度ａが９０度以下である成形体１である。
【００７６】
微細な凹凸構造によって液滴をはじき付着しにくくなることは、従来より知られており、構造が微細である程、撥液性が向上すると認識されている。しかし、凹凸構造を基材表面に形成する場合は、微細化によって撥液しきれず表面に付着した液滴や、付着物、汚染物等が表面の凹部３に入りこみ、拭取り清掃しにくい、また残留してしまった付着物により外観が悪化するという懸念があった。
【００７７】
本検討により、凹部３の底面から１μｍ上部での溝巾Ｌが２μｍ以上であれば凹部３に入り込んだ付着物が拭取りやすいことを見出した。
【００７８】
凹部３に入り込んだ付着物を拭取るには、凹部３の底面に入りこんだ異物を物理的にかき出すのが効果的である。拭取り時に使用する布、タオル、ぞうきん、紙、不織布等は付着物をぬぐうものであれば特に指定するものではなく、ここでは拭取り時に使用するもの
をクロスと称する。一般に出回っているクロスの繊維径で小さなものは約１〜２μｍである。繊維径を２μｍと考えると、底部から１μｍ上部での溝巾が２μｍあれば、底部まで繊維が届きやすく、凹部３に入りこんだ汚れを拭取りやすくしているものと考えられる。
【００７９】
ただし、使用するクロスや繊維の形状、ばらつき、織り方、素材や、凹凸表面４に付着する付着物によって各値は変化する可能性があるが、清掃時の水や洗剤による付着物を基材から浮かせる効果や、拭取り時の外力によるクロスの押し込み・繊維の変形等の影響により、上述の範囲であれば拭取りやすくなる効果があると考えられる。
【００８０】
ここで、規則的に配列した突起部２とは、上述の条件を満たすよう制御して配列されておればよく、全ての溝巾Ｌや溝深さＤ、凹部３間の距離ｗが一定である必要はない。
【００８１】
また、表面に凹凸形状を有する場合、表面に液滴が付着した際でも凹凸サイズが適正であれば凹部３の底面に液滴が到達せず、準安定的に凹部３に空気層を保持し、撥液性が向上することが知られている。
【００８２】
本検討の結果、Ｄ／ｗが０．３以上、さらに好ましくは０．７以上であれば、凹部３への液滴の侵入が抑制され、凹凸を有しない平面状態よりも高い撥液性が発揮される。
【００８３】
また、さらに好ましくは突起部２が占める面積率が０．５以下、さらに好ましくは０．３以下がよい。
【００８４】
突起部２が占める面積率とは、突起部２の頂点部を通る平面において、基材表面に施された凹凸構造が存在している領域全体の面積のうち、突起部２が占めている面積の割合を指す。
【００８５】
空気中では液滴は球体であるため、空気と液滴との接触角は１８０度と考えることができる。このため、基材と液滴との接触面において、突起部２が占める面積率が低い程、基材に付着しにくくなる。本検討の結果、突起部２が占める面積率が０．５以下、さらに好ましくは０．３以下であれば、基材と液滴との付着性が十分に下がり、高い撥液性が発揮すると考えられる。
【００８６】
このような成形体で、好ましくは、基材表面に位置する液滴の転落角が、９０度以下である。
【００８７】
略垂直面もしくはそれより低い角度を有する製品や部材の表面に用いることにより、表面に付着した液滴が転落し、防汚性や液切れ性を向上させることができる。また、例えば包装材や容器の内部に本開示の成形体を使用する際、包装材や容器を静置しておいたり傾斜させると充填物が転落し液切れ性が向上するため、充填物の使いきりを容易にしたり、注ぎ口を衛生的に保つ効果がある。
【００８８】
また、好ましくは、基材表面に位置する液滴の接触角が１２０度以上、さらに好ましくは１３０度以上、さらに好ましくは１５０度以上である。
【００８９】
これにより、より高い撥液性が発揮され、防汚や撥液性、液切れ性を要求される製品や部材表面等に用いた際、さらに高い効果が得られる。
【００９０】
また、さらに高い撥液効果を得るためには、凹凸表面４を防汚コート層に覆われていてもよい（図示せず）。
【００９１】
防汚コート層に用いられるコーティング剤は、凹凸表面４の表面自由エネルギーを制御するために塗布され、その材料については特に限定されるものではなく、フッ素系、シリコーン系、ポリシラン系、アルキル系、アクリル系、シリカ系等を用いることができる。特に、撥液性を向上させる、すなわち表面自由エネルギーを低減させるため、コーティング剤成分の官能基としてフッ化炭素基、シリコーン基、炭化水素基等を有するものが用いることができる。
【００９２】
フッ素系コーティング剤として、フルオロアルキル基、フルオロエーテル基等を含むもの、また、フッ素系シラン化合物や、膜強度を向上させるためにシロキサン結合を有していてもよい。フルオロエーテル基を含むことにより、さらに摩擦抵抗を低減することが可能である。
【００９３】
シリコーン系コーティング剤として、ポリシロキサンを骨格とし、側鎖にメチル基やフェニル基を有するものを用いてもよい。変性基を含んでいてもよい。
【００９４】
また、アルキルポリシラン、フッ化アルキルポリシラン等のポリシラン系、アルキル系、アクリル系、シリカ系、その他汎用的なコーティング剤を用いることができる。
【００９５】
コーティング剤を塗布する際、基材との密着性を向上させるため、例えばシリカ層や有機層等を形成するようなプライマーを用いてもよく、また前処理として基材にコロナ処理やプラズマ処理等の放電処理を行ってもよい。
【００９６】
また、コーティング層の膜厚は、好ましくは突起部２の高さの３０％以下、さらに好ましくは１０％以下がよい。コーティング剤の膜厚が大きければ基材の凹凸構造の特性が発揮できないためである。
【００９７】
さらに、成形体１の性能を阻害しないのであれば、シリカ等の無機微粒子を成形体１の表面に付着させ、防汚コート層の一部とすることも可能である。このとき、無機バインダー・有機バインダーに関わらず、バインダー成分を用いることも可能である。
【００９８】
コーティング剤の塗布方法は、ドライ、ウェット等、一般的に知られている方法で塗布可能である。
【００９９】
また、防汚コート層は、成形前の基材にあらかじめ表面自由エネルギーを変更可能な添加剤、例えばフッ素系、シリコーン系等の添加剤を混合しておき、成形後に表面に防汚コート層を形成するものでもよい。
【０１００】
以上のように、汚れの原因となる液滴、求められる耐久性や外観に合わせて、自由に選択することが出来る。
【０１０１】
なお、本開示に記載の寸法は、測定装置として、形状測定用のレーザー顕微鏡もしくは、走査型電子顕微鏡を用い、誤差範囲として±２０％もしくは±１μｍの寸法のずれは許容することとした。
【実施例】
【０１０２】
本開示に係る実施例を以下に述べて、より具体的に説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではない。
【０１０３】
各実施例および比較例において、図２〜９に示した凹凸表面４を有する成形体１の製造を試みた。なお、突起部２の詳細な形状は後述する。
【０１０４】
まず、公知の切削による機械加工により、ニッケル基板の表面に各例の目的とする凹凸形状の反転構造を備えたモールドを作製した。
【０１０５】
次に、ポリプロピレン樹脂を用いてモールドをキャビティ型として射出成形機にて各例の成形体１を得た。
【０１０６】
ポリプロピレンは、基材表面を成形する際、汎用樹脂の中でも成形時の樹脂温度が低い。このため、基材にポリプロピレンを用いることで射出成形や熱プレス成形が容易になる。さらに、ポリプロピレンは汎用樹脂の中でも表面張力が約２９ｍＮ／ｍと小さく、高い撥液性を有しているため、撥液性をより高めることができる。
【０１０７】
また、ポリプロピレンは樹脂のなかでもやわらかい樹脂であるが、デュロメータ硬さを５５以上、望ましくは６０以上とすることにより、突起部２の変形を抑制し、先端の変形による汚れの巻き込み付着を抑制し、拭取り性を向上することができるの。本検討ではＤ型デュロメーターを用いた硬さを表している。
【０１０８】
以上のようにして得た成形体１の凹凸表面４あるいは断面をレーザー顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡で観察したところ、表１に記載の寸法の凹凸形状の成形体１を得た。
【０１０９】
次に、成形体１の基材表面における撥液性の評価方法を以下に示す。
【０１１０】
撥液性の代表的な指標として、５μＬの蒸留水の接触角および転落角を選定した。接触角および転落角の計測には、協和界面科学株式会社の接触角計ＤＭ−５０１型を用いた。
【０１１１】
転落角については、基材表面を垂直にしても液滴が転落しない場合は、９０度以上（＞９０度と表記）とした。
【０１１２】
成形体１の評価方法を以下に説明する。
【０１１３】
接触角を測定する際は、突起部２の長手方向に対して垂直な方向から液滴を観察して測定した。転落角を測定する際には、液滴を突起部２の長手方向に対して平行な方向に転落させて転落する角度を測定した。
【０１１４】
拭取り性は、模擬汚れとして、目視判定しやすいようカーボンブラックと油を混合したものを用い、凹凸表面４に付着させた。拭取りには中性洗剤をしみこませたクロス（ここでは極細繊維ベリーマＸ(R)を用いた液晶ＴＶ用クロスを使用）を用い、溝方向に汚れを拭取った際に拭取れるかを評価した。目視判定で、ほぼ拭取れるもしくはうっすら残るのであれば○、汚れ残りがわかるが拭取り前よりも汚れが薄くなっているのであれば△、ほとんど拭取れないもしくは拭取り前よりも汚れが広がって目立つのであれば×とした。
【０１１５】
また、模擬汚れやクロスはこれに指定するものではなく、さらに、他の汚れに対しても同様の傾向を示した。
（実施例１）
上記製造方法にて基材表面に凹凸構造を持つ成形体１を作製した。凹凸構造は、突起部２および凹部３ともに三角形状からなり、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。
【０１１６】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは２．８μｍ、凹部３の深さＤは１２．５μｍ、凹部３の幅ｗは３５μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１１７】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１１８】
溝巾Ｌが２μｍ以上であることから汚れが拭取りやすく、付着汚れが拭取り前よりも薄くなっていることが確認できた。
【０１１９】
また、Ｄ／ｗが０．３以上であり、水接触角は１３０度と撥水性が高いことを確認した。
【０１２０】
これは、凹凸なしの平板に一般的なフッ素コートを塗布したサンプルの水接触角１１５度と比較しても十分に高く、撥液性に優れている。
（実施例２）
凹凸構造は、突起部２の側面に円弧状を有し先端部が三角形状、凹部３が円弧状からなり、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。
【０１２１】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは３．７μｍ、凹部３の深さＤは２４μｍ、凹部３の幅ｗは２３．５μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１２２】
さらに、凹凸表面４に防汚コート剤としてフッ素系コーティング剤を塗布することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１２３】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１２４】
溝巾Ｌが２μｍ以上であることから汚れが拭取りやすく、付着汚れが拭取り前よりも薄くなっていることが確認できた。
【０１２５】
また、Ｄ／ｗが０．７以上であり、水接触角が１５０度と撥水性が向上していることを確認した。
（実施例３）
凹凸構造は、突起部２が台形形状、凹部３がフラット状からなり、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。
【０１２６】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは１２．５μｍ、凹部３の深さＤは２３．５μｍ、凹部３の幅は２４．５μｍ、突起部２の台形形状の先端フラット面は５μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１２７】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１２８】
溝巾Ｌが広くなったことにより、実施例１よりも拭取り性が向上した。
【０１２９】
また、台形形状としたことにより基材と液滴との接触面積が増大し、基材に水滴が付着しやすくなったため、水接触角は１４０度と実施例２よりも低下したと考えられる。
（実施例４）
凹凸構造は、突起部２が台形と三角形を組み合わせた形状、凹部３がフラット状からなり、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。
【０１３０】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは１８．４μｍ、凹部３の深さＤは２４μｍ、凹部３の
幅は３３μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１３１】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１３２】
溝巾Ｌがさらに広くなり、またＤ／Ｌが１．３と小さくなったことから、拭取り性は実施例１より向上した。さらに、Ｄ／ｗが０．７以上であり、水接触角１６０度と高い撥液性を得た。
【０１３３】
また、この突起部２をさらにＲ化することにより（図示せず）、より弱い力で汚れを拭き取りやすくなった。
【０１３４】
（実施例４ａ）
凹凸構造は実施例４と同じで、材料として、ポリプロピレンにグラフト重合したシリコーン樹脂を添加剤として５部加えたポリプレンを用いて評価を行った。
【０１３５】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。シリコーンを加えたことにより、接触角が向上するとともに、より弱い力で汚れを拭取りやすくなった。
【０１３６】
なお、グラフト重合したシリコーンだけでなく、樹脂中にガム状やゴム状のシリコーンを混合した系、パラフィンを混合もしくはグラフト重合させた系、シリコーオイル、炭化水素やエーテルやエステルを含むオイル、フッ素を含むオイルや樹脂を混合させた系、あるいはそれらの複合でも同様の効果があった。
（実施例５）
凹凸構造は、突起部２が台形形状、凹部３がフラット状からなり、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。
【０１３７】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは１８．４μｍ、凹部３の深さＤは２５μｍ、凹部３の幅は３３μｍ、突起部２の台形形状の先端フラット部は２μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１３８】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１３９】
溝巾Ｌが広くなり、またＤ／Ｌが１．４と小さくなったことから、拭取り性は実施例１より向上した。さらに、Ｄ／ｗが０．７以上であり、水接触角１５５度と高い撥液性を得た。
（実施例６）
凹凸構造は、突起部２が円弧形状、凹部３も円弧形状からなり、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。材料は、ポリプロピレンにエラストマー成分を混合したものを使用した。
【０１４０】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは３．７μｍ、凹部３の深さＤは１１μｍ、凹部３の幅は１１μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１４１】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１４２】
汚れは拭取り前よりも薄くなっていることを確認したが、実施例２よりもＬが同等でＤ
／Ｌが小さいにも関わらず拭取り性が同等もしくは目視レベルで悪くなったのは、樹脂硬度が低下したからだと考える。
（比較例１）
凹凸構造は、突起部２および凹部３ともに三角形状からなり、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。
【０１４３】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは１．２μｍ、凹部３の深さＤは４２μｍ、凹部３の幅は２４μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１４４】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１４５】
撥水性能は高いが、溝巾Ｌが小さく、汚れはほとんど拭取れなかった。また、拭取ることにより汚れがのび広がり拭取り前よりも汚れが目立つ傾向がみられた。
（比較例２）
凹凸構造は、突起部２および凹部３ともに三角形状からなり、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通りに配列している。
【０１４６】
底部から１μｍ上部での溝巾Ｌは１．２μｍ、凹部３の深さＤは２６μｍ、凹部３の幅は２４μｍとなるように設計することで、本実施例の成形体１を得た。
【０１４７】
この成形体１の基材表面に位置する凹凸表面４の拭取り性及び撥液性について評価した結果を、表１に記す。
【０１４８】
撥水性能は高いが、溝巾Ｌが小さく、汚れはほとんど拭取れなかった。また、拭取ることにより汚れがのび広がり拭取り前よりも汚れが目立つ傾向がみられた。
【０１４９】
【表１】
2018108696.tif 000003
表１において、底部から１μｍ上部での溝巾Ｌが２μｍ以上である成形体１においては付着した汚れが拭取りやすく、拭取り清掃性に優れることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
以上のように、本開示にかかる表面に施された微細な凹凸形状によって撥液性を有する成形体であっても、付着物に対して拭取り清掃が可能となり、また、製造性および耐久性に優れていることから、掃除機や冷蔵庫、エアコン、洗濯機、温水洗浄便座、電子レンジ、炊飯器などの家電製品を含む耐久消費財、または、自動車や内装および外装の建材、あるいは包装材の内面や、液切り性が求められる注ぎ口やキャップ部品等に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５１】
１  成形体
２  突起部
３  凹部
４  凹凸表面
１０  液滴
１１  基材表面
【図１】
2018108696.tif 000004
【図２】
2018108696.tif 000005
【図３】
2018108696.tif 000006
【図４】
2018108696.tif 000007
【図５】
2018108696.tif 000008
【図６】
2018108696.tif 000009
【図７】
2018108696.tif 000010
【図８】
2018108696.tif 000011
【図９】
2018108696.tif 000012