(57)【要約】【課題】  重力とは異なる力を推進力として、水を自律的に移動させる物品の提供。【解決手段】  表面が、複数の導水単位を備えてなり、導水単位が、親水領域と疎水領域とを、それぞれ複数備えてなり、親水領域における親水性が前記表面の一定方向に向けて増加するか、もしくは疎水領域における疎水性が、前記一定方向に向けて減少するか、または親水領域における親水性の増加と、疎水性領域における疎水性の減少をともに生じさせ、もって当該方向に水が見かけ上自律的に移動する性質を有する単位を、複数、水移動方向に縦列配列させた表面を有する物品。このような物品表面からは、水が効率よく排除される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と接触する表面を有する物品であって、
前記表面が、複数の導水単位を備えてなり、
前記導水単位が、親水領域と疎水領域とを、それぞれ複数備えてなり、
前記親水領域における親水性が前記表面の一定方向に向けて増加するか、もしくは
前記疎水領域における疎水性が、前記一定方向に向けて減少するか、または
前記親水領域における親水性の増加と、前記疎水性領域における疎水性の減少をともに生じさせ、
もって当該方向に水が見かけ上自律的に移動する（以下、この方向を「水移動方向」という）性質を有し、
前記複数の導水単位が、前記水移動方向に縦列配列されてなり、
ここで、
水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、上流側の導水単位の下流端に、下流側の導水単位の上流端が隣り合うように配置され、前記上流側の導水単位の下流端における特定面積の疎水性が、前記下流側の導水単位の上流端における特定面積の疎水性と同じかまたは高いものとされてなるか、または、前記上流側の導水単位の下流端の親水性が、前記下流側の導水単位の上流端の親水性と同じかまたは低いものとされてなることを特徴とする、物品。
【請求項２】
前記水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、上流側の導水単位の下流端の特定面積における親水疎水面積比が、下流側の導水単位の上流端の特定面積における親水疎水面積比と同一かまたは小さくされてなる、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、一つの導水単位の前記水移動方向の下流端の親水領域の親水性が、下流側の導水単位の上流端の親水領域の親水性よりも低いものとされてなる、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、一つの導水単位の前記水移動方向の下流端の疎水領域の疎水性が、下流側の導水単位の上流端の疎水領域の疎水性よりも高いものとされてなる、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、水移動方向が同一の直線上にない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項６】
前記水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、水移動方向が同一直線上から、略直角までの関係をとる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項７】
移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位の間に、親水性の領域をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
前記導水単位の水移動方向と平行する側端に、親水性の領域をさらに備えてなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の物品。
【請求項９】
水まわり部材である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水が見かけ上自律的に移動し、その表面から排除される物品に関し、詳しくは、表面に付着した水が水平面でも重力や動力等の利用無しに特定の方向へ移動し、その表面から排除される物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
水と接触する物品、例えば水まわり部材や、ユニットバスの床、天井板の表面に付着した水は、量が多い場合、重力により排水溝まで導かれ排除されるが、残った水は、ふき取るか、自然乾燥により除かれる。ふき取りには手間を用意し、自然乾燥には時間がかかる、あるいはウォータスポット、水垢の原因になるなど、場合により望ましくない水排除の方法である。したがって、水と接触する物品の表面から水を、好ましくは速やかに、排除する技術について種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開２００３−３９０１３号公報（特許文献１）には、その表面に凹凸を形成し、凸部には撥水塗料層を形成し、凹部には親水塗料層を形成した水まわり部材が開示されている。このような構造においては、撥水塗料層により水がはじかれるため、水は溝状の凹部内に流れ込み、この凹部に形成されている親水塗料層４により水が広がって、表面張力で玉状となる水が発生せず、良好に凹部に沿って流され排水される。
【０００４】
また、特開２００８−３１６６５号公報（特許文献２）には、オンデマンド方式により塗装した塗装層の各部における水に対する性質を異ならせ、ある部分においては相対的に水をはじき、且つ、他の部分においては、水を薄く膜状に広げるようにし、両者の組み合わせにより、水を素早く排水することが可能となる水まわり部材が開示されている。
【０００５】
上記特許文献に開示された技術はいずれも、撥水性の領域にかかった水が弾かれて親水性領域に移動し、この親水性領域において水が濡れ広がる作用を利用する。そして最終的な部材表面からの排水のためには、基材に傾斜があることが前提であり、重力の作用により水は親水性領域を移動する。
【０００６】
また、特開２００５−７４４号公報（特許文献３）には、トンネル形状の流路の一面を親水面と疎水面とで構成し、親水面に対して疎水面を除した値を上流から下流に向け連続的に増加させ液滴を輸送するマイクロ液滴輸送デバイスが開示されている。このデバイスによれば、液滴を一方向に輸送することができるとされているが、親水面と疎水面を三角形のパターンで形成するとき、底辺が１μｍから２００μｍ、高さが１０μｍから２００μｍの三角形とするとの記載があり、また輸送される液滴は血液などの生体由来のものである。また、特開２００５−３３１４１０号公報（特許文献４）には、上流側に第１の疎水面が、下流側に第１の疎水面より接触角が小さい第２の疎水面が、そして上流側と下流側の中間部に第１の疎水面および第２の疎水面が混在した面が形成され、上流から下流に向け第２の疎水面の面積を連続的に増加させた流路により、液滴を輸送する微量液滴輸送デバイスが開示されている。このデバイスによれば、異なる疎水領域によって流路に構築される表面張力勾配により、疎水性の官能基を有するタンパク質などの生体分子を含む微量液滴を輸送することができるとされているが、中間部の形状を第１の疎水面と第２の疎水面とが交互にくさび形状で並べたものとするとき、このくさび形状の寸法は、底辺が１０μｍから１ｍｍ、長さが１０μｍから３０ｍｍであると記載されている。従って、これらの特許文献に開示された技術はいずれも、極めて微量の血液等をわずかな距離、移送させる技術に止まり、建材などの大きな表面において水を移送する技術を開示するとは言い難いものである。
【０００７】
また、本発明者を含む者らは、建材表面の親水領域の疎水領域に対する面積比率を一定方向に向けて増加するよう制御することで、水を見かけ上自律的に移動させる技術を提案している（２０１６年３月２９日出願、ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／６０２３８号出願（特許文献５））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３９０１３号公報
【特許文献２】特開２００８−３１６６５号公報
【特許文献３】特開２００５−７４４号公報
【特許文献４】特開２００５−３３１４１０号公報
【特許文献５】ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／６０２３８号出願
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、今般、重力とは異なる力を推進力として、水を見かけ上自律的に移動させる、先に提案した物品を改変・改良し、表面から水をより効率よく排除できる本発明を完成させた。
【００１０】
従って、本発明は、表面に付着した水を水平面でも重力や動力等の利用無しに特定の方向へより効率よく移動させ、その表面から排除される物品の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、本発明による物品は、
水と接触する表面を有する物品であって、
前記表面が、複数の導水単位を備えてなり、
前記導水単位が、親水領域と疎水領域とを、それぞれ複数備えてなり、
前記親水領域における親水性が前記表面の一定方向に向けて増加するか、もしくは
前記疎水領域における疎水性が、前記一定方向に向けて減少するか、または
前記親水領域における親水性の増加と、前記疎水性領域における疎水性の減少をともに生じさせ、
もって当該方向に水が見かけ上自律的に移動する（以下、この方向を「水移動方向」という）性質を有し、
前記複数の導水単位が、前記水移動方向に縦列配列されてなり、
ここで、
水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、上流側の導水単位の下流端に、下流側の導水単位の上流端が隣り合うように配置され、前記上流側の導水単位の下流端における特定面積の疎水性が、前記下流側の導水単位の上流端における特定面積の疎水性と同じかまたは高いものとされてなるか、または、前記上流側の導水単位の下流端の親水性が、前記下流側の導水単位の上流端の親水性と同じかまたは低いものとされてなることを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による物品の表面の一態様を示す図である。図中、物品の表面１００ａ上に、親水領域１１が逆三角形の形状で形成され、疎水領域１２が三角形の形状で複数形成されている。
【図２】図１の物品の表面に置かれた水の見かけ上の自律的移動を説明する図である。
【図３】物品の表面における複数の親水領域および複数の疎水領域が略同じ形状である態様を説明する図である。
【図４】図３の物品の表面に置かれた水の見かけ上の自律的移動を説明する図である。
【図５】高疎水領域１２１の隣の疎水領域１２２はその幅が、高疎水領域に比して狭く構成された態様の図である。
【図６】物品の表面における複数の親水領域および複数の疎水領域が略同じ形状であるが、領域１２１の疎水性の程度を近隣の他の疎水領域１２２よりも高くした態様を説明する図である。
【図７】高疎水領域１２１に比較して、疎水領域１２２、１２３と疎水性の低下をより大きく構成した態様の図である。
【図８】本発明による物品の表面の一態様を示す図である。親水性の表面１１の上に、二つの疎水領域１２ａおよび１２ｂが水移動方向にならべて置かれてなり、上流側の導水単位の領域Ａで示される部分の親水疎水面積比が、下流側の導水単位の領域Ｂで示される部分の親水疎水面積比と同じとされるか、またはより小とされてなる。
【図９】水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位の水移動方向が、平行ではあるが、それらが一つの直線上にない態様を示す図である。
【図１０】本発明の一つの態様による物品の表面を示す図であり、上流側の導水単位と、下流側の導水単位との水移動方向が平行または一直線になく、その結果、水移動方向を変えることができる態様の図である。
【図１１】本発明の一つの態様による物品の表面を示す図であり、上流側の導水単位と、下流側の導水単位との水移動方向が平行または一直線になく、かつ、疎水領域が僅かずつずれていて、また疎水領域の数も同一でない態様の図である。
【図１２】図３に示される導水単位を二つ組合せた態様を示す図であり、上流側の疎水単位１１１の下流端における疎水領域の疎水性が、下流側の導水単位１１２の上流端における疎水領域の疎水性と同じとされるか、またはより高いものとされてなる。
【図１３】図３に示される導水単位を二つ組合せた態様を示す図であり、図１２に示される態様と同様、上流側の疎水単位１１１の下流端における疎水領域の疎水性が、下流側の導水単位１１２の上流端における疎水領域の疎水性と同じとされるか、またはより高いものとされてなるが、親水領域と疎水領域とが入れ違いとされてなる点で異なる態様を示す図である。
【図１４】実施例でシミュレーションの対象とした物品の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記したように、本発明は、先に提案したＰＣＴ／ＪＰ２０１６／６０２３８号出願に記載の発明を改変・改良したものであり、本発明と矛盾しない限り、上記先の出願の明細書に開示は本明細書の開示に一部として本発明の説明とする。すなわち、上記先の出願の明細書の開示は引用することにより、本明細書の開示の一部とされる。
定義
本発明において、「水と接触する表面を有する物品」とは、降雨により、または人による水を使った所定の作業・動作時またはその後に、その表面に水が残る可能性がある物品を意味する。本発明の一つの態様によれば、この物品により建材を構成することができ、例えば、外壁材；浴室やシャワールームの内壁、天井および床材；浴槽；洗面器や手洗器（例えば、ボウル面や縁）；シンク；便器；水栓；テーブル、ドラフト、カウンターなどに用いられる天板；鏡、窓などのガラス部材；内壁材などが挙げられる。カウンターの例としては、手洗い場、洗面所および浴室で用いられるカウンター、キッチンカウンター、実験室で用いられるカウンター、ドラフトチャンバーのカウンター等が挙げられる。とりわけ、本発明による建材は、浴室やシャワールームの内壁、天井および床材；浴槽；洗面器や手洗器（例えば、ボウル面や縁）；シンク；便器；水栓；テーブル、ドラフト、カウンターなどに用いられる天板；鏡、窓などのガラス部材；手洗い場、洗面所および浴室で用いられるカウンター、キッチンカウンター、実験室で用いられるカウンター、ドラフトチャンバーのカウンターなど、いわゆる「水まわり部材」と呼ばれる建材として好ましく用いられる。
【００１４】
本発明において物品の材質・材料は特に限定されないが、例えば、ガラス、プラスチック、タイル、石、金属、木材、セラミック等が挙げられる。さらに、これら材料に塗装が施されたもの、プラスチックが積層されたもの（例えば、積層鋼板、塗装鋼板等の複合材）なども利用可能である。
【００１５】
物品の表面および水移動
本発明による物品の表面は、複数の導水単位を備えてなり、かつこの複数の導水単位が、後記する「水移動方向」に縦列配列されてなることを特徴とする。そしてこの導水単位は、親水領域と疎水領域とを、複数備えてなり、親水領域における親水性が物品の表面の一定方向に向けて増加するか、もしくは疎水領域における疎水性が、物品の表面の一定方向に向けて減少するか、またはこの親水領域における親水性の増加と疎水性領域における疎水性の減少をともに生じさせるよう構成される。
【００１６】
ここで、親水性の増加または前記疎水性領域における疎水性の減少は、本発明に好ましい態様によれば、次の二つのいずれかにより生じさせる。すなわち、その１の態様として、親水領域の疎水領域に対する面積比率（以下、「親水疎水面積比」という）を物品の表面の前記一定方向に向けて増加するよう構成することによって生じさせる。また、その２の態様として、物品の表面の前記一定方向に向けて、親水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう、または疎水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成することによって生じさせる。このような表面において、水が見かけ上自律的に移動する機序は、以下のように考えられるが、この理論は仮定であって、本発明はかかる理論に限定されるものではない。
【００１７】
本発明による物品の表面は親水領域と疎水領域を含み、この親水領域と疎水領域の双方に接するように水が置かれたとき、水には疎水領域からの押される力と、親水領域からの引かれる力とが作用する。上記その１の態様にあっては、この親水領域の疎水領域に対する面積比が一定方向に変化し、水は親水領域の面積比の大きな側に引かれる。また、上記その２の態様にあっては、この親水領域または疎水領域の水に対する親和性が一定方向に変化し、水は、水への親和性が相対的に増加する方向に引かれる。これらの力を推進力とし、その表面において水が見かけ上自律的に移動するものと考えられる。本発明にあっては、この水の見かけ上の自律的移動方向を「水移動方向」とよぶ。この推進力は重力とは異なるものであり、表面が水平であって水に対して重力がなんら水平方向への力を作用させない環境下にあっても、水が移動する。本発明にあっては、この水が見かけ上自律的に移動する方向を、「水移動方向」と呼ぶ。また、表面に傾斜があり、あるいは垂直である場合には、水の自律的移動方向と重力との双方の力によって、より効率よく水を移動させることも可能である。本発明の一つの態様によれば、水平面において５ｍＬ以上の比較的大きな水滴あるいは水のまとまりを、少なくとも数ｃｍ〜５ｃｍ以上移動させることが可能である。
【００１８】
導水単位
本発明が複数備える導水単位について、まず説明する。
その１の態様の導水単位：親水疎水面積比を変える態様
本発明における「親水疎水面積比」の概念、およびそれを変える手法について、以下説明する。本発明において、親水領域および疎水領域は、複数の疎水領域が水移動方向を長手方向に向けて、並列し、好適には水移動方向と平行に並び、当該複数の疎水領域の間に親水領域が配置され、言い換えれば複数の親水領域が水移動方向を長手方向に向けて、並列し、好適には水移動方向と平行に並び、当該複数の親水領域の間に疎水領域が配置されて形成される。その具体的態様を、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明による物品の表面における、複数の親水領域および複数の疎水領域が形成された状態を表す模式図である。図１において、物品の表面１００ａ上に、親水領域１１が逆三角形の形状で複数形成され、さらに疎水領域１２が三角形の形状で形成されている。この態様において、物品表面１００ａはそれ自体親水性の性質を有する表面とし、疎水領域１２を形成し、親水領域１１が結果として設けられるよう構成されてもよい。
【００２０】
次に図２は、図１の物品の表面に置かれた水の見かけ上の自律的移動を説明する図である。図中の領域Ａにおいて、親水疎水面積比は図の上の方向に向けて増加し、さらにこの領域Ａと領域Ｂとを比較すると、親水疎水面積比は領域ＡからＢに向けて増加する。このような表面に水２０が置かれると、この水に対して疎水領域１２側から押し出される力３１が働き、親水領域１１側からは引かれる力３２が働く。これら双方の力を推進力として、水２０は図の下から上方向に移動する。本発明において、親水疎水面積比が増加するこの方向、すなわち水２０が移動する方向を「水移動方向」と定義する。また本明細書において、親水疎水面積比が小さい領域またはその側を上流と、また親水疎水面積比が大きな領域またはその側を下流と表現することがある。また、本発明において、疎水および親水とは、上記の水２０に対する推進力を生じさせる限りにおいて相対的な意味で用いられ、例えば水との接触角として絶対的な値で表現させる性質を意味するものではないが、本発明の好ましい態様によれば、親水領域は水との静的接触角として０°以上１２０°以下とされ、疎水領域は水との静的接触角として４０°以上１８０°以下の範囲に置かれる。
【００２１】
本発明において、親水領域および疎水領域の形成は次のように行うことができる。例えば、図１の態様において、物品表面１００ａはそれ自体親水性の性質を有する表面とし、疎水領域１２を塗装により形成した塗装層とする。また、別の態様によれば、疎水領域のみならず、親水領域を塗装層として形成してもよい。また、物品表面１００ａが疎水性表面である場合、親水領域１１を塗装層として形成してもよい。
【００２２】
疎水領域を塗装層とする場合、この塗装層は、疎水性樹脂塗料（例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、複合樹脂）、無機系塗料（例えば、シリコーン塗料）、疎水性光触媒塗料などで形成してよい。また、親水領域を塗装層とする場合、この塗装層は、親水性樹脂塗料、無機塗料、親水性光触媒塗料などで形成してよい。塗装層の形成方法は特に限定されないが、インクジェット、スクリーン印刷、ロト印刷、グラビア印刷等の手法により形成されてよい。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、塗装層としての親水領域、疎水領域を、ドットの集合体として形成する。例えば、インクジェット方法により親水性または疎水性の物質を適用して、ドットを形成してもよい。特断らない限り、本態様に止まらず、本発明において親水領域または疎水領域をドットで形成した場合、親水領域および疎水領域の面積とは、その領域を形成するドットの面積の和として表現され、そのドットの面積の和を比較することにより、親水疎水面積比が定義される。
【００２４】
また、本発明の一つの好ましい態様によれば、この塗装層は可視光に対して透明であることが、物品の意匠に影響を与えない、あるいはそれを損ねないとの観点から好ましい。
【００２５】
本発明のこの態様において、親水領域および疎水領域は一つの水滴に接するように構成されていることが好ましく、例えば、浴室におけるシャワー使用による水滴付着を想定した場合、その水滴の付着サイズが５ｍｍ〜１００ｍｍとすれば、親水領域または疎水領域の最大幅は、すなわち水移動方向と直交する方向のサイズが最大となる箇所では、２ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましい。言い換えれば、各領域の最大幅は、液滴のサイズの半分よりも小さいものとされることが好ましい。
【００２６】
その２の態様の導水単位：単位面積当たりにおける水への親和性を変える態様
さらに本発明の別の態様によれば、親水性の増加または疎水性領域における疎水性の減少が、一定方向に向けて、親水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう、または疎水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成することによって生じる態様と組み合わせて物品が構成される。
【００２７】
図３は、上記その２の態様を説明する図である。図において、物品の表面１００ａ上に、矩形の親水領域１１が複数形成され、さらに矩形の疎水領域１２が複数形成されている。さらにこの態様にあっては、疎水領域１１が、図では９の領域２１〜２９に分けられ、それぞれの水への親和性の程度が異なり、この態様にあっては２１から順に親水性の程度が上がる、つまり疎水性が低下するよう構成される。すなわち、図にあっては、黒からグレー、そして白になるにつれて、疎水性の程度が低くなることを意味する。この態様においても、物品表面１００ａはそれ自体親水性の性質を有する表面とし、疎水領域１２を形成し、親水領域１１が結果として設けられるよう構成されてもよい。
【００２８】
図３の態様にあっては、このように構成された結果、物品の表面の親水性は図の上の方向に向けて増加し、さらにこの領域Ａと領域Ｂとを比較すると、親水性の程度は領域ＡからＢに向けて増加することなる。このような親水性の変化により、この図の態様にあっても、その１の態様、すなわち図１の態様における場合と同様に水は見かけ上自律的に移動を行う。
【００２９】
図４は、図３に示される物品の表面に置かれた水の見かけ上の自律的移動を説明する図である。図３の示される物品の表面に水２０が置かれると、この水に対して上記その１の態様における親水性または疎水性の変化にともない、押し出される力３１が働く。この力を推進力として、水２０は図の下から上方向、すなわち矢印３２の方向に移動する。つまり本発明において、疎水領域において親水性が増加する方向、または疎水性が減少する方向に水２０が移動する。この方向を、本発明にあっては、水移動方向と定義する。親水領域１２は、その親水性ゆえ水が通る領域（水路）となり、かつ疎水領域に挟まれることで液滴の変形方向が制限され、水移動方向への液滴変形（すなわち親水側に液滴が伸びる）が促進されることにより、より下流側への到達を容易にする。その２の態様においては、親水領域１２を水移動方向の下流側に向けて親水性を増大させてもよく、その場合は、親水領域１２において親水性の変化に伴い生じる水を押し出す力によって、もしくは、疎水領域１１において疎水性の変化に伴い生じる水を押し出す力に加えて、親水性領域にて生じる力とが相まって、水２０が下流方向に移動する。
【００３０】
本発明のこの態様において、親水領域または疎水領域内で区分される各領域の大きさは、一つの水滴が、少なくとも２つ以上の領域、より望ましくは、３つ以上の領域をまたがるものとされることが好ましい。例えば、浴室におけるシャワー使用による水滴付着を想定した場合、その水滴の付着サイズが５ｍｍ〜１００ｍｍとすれば、各領域は水移動方向に沿って２ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましく、そのような領域を複数連ねて、数ｃｍ以上に水を移動させることが可能な表面を形成することが、より好ましい。さらに、親水領域と疎水領域とが一つの水滴に接するように構成されていることが好ましく、例えば、浴室におけるシャワー使用による水滴付着を想定した場合、その水滴の付着サイズが５ｍｍ〜１００ｍｍとすれば、親水領域または疎水領域の幅、すなわち水移動方向と直交する方向のサイズは、２ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましい。また、以上を言い換えれば、各領域のサイズは、液滴のサイズの半分よりも小さいものとされることが好ましい。
【００３１】
図３の態様において、親水領域および疎水領域の形成は次のように行うことができる。例えば、物品表面１００ａはそれ自体親水性の性質を有する表面とし、疎水領域１１を塗装により形成した塗装層とする。ここで、疎水領域２１〜２９を、疎水性の程度の異なる領域とするため、その種類または量を変えて形成する。また、別の態様によれば、疎水領域のみならず、親水領域を塗装層として形成してもよい。
【００３２】
本態様についても、塗装層を形成する塗料および塗装層の形成方法は上記したものと同様のものが挙げられる。
【００３３】
高親水領域または高疎水領域を備える態様
本発明において、上記したその１の態様およびその２の態様において、親水領域の少なくとも一つが、近隣の他の親水領域よりも、幅が広いかまたは親水性が高い領域(以下、この領域を「高親水領域」という)、または疎水領域の少なくとも一つが、近隣の他の疎水領域よりも、幅が広いかまたは親水性が低い領域(以下、この領域を「高疎水領域」という)を備えていてもよい。
【００３４】
このような高親水領域または高疎水領域の存在により、上記した水の見かけ上の自律的移動をより効率よく行わせることができる。このような領域があることで、水にその周囲から加わる力は等しいものとはならず、局所的に強くまたは弱くなる。このような加わる力の偏在により、水（液滴）を変形し、移動の契機が与えられる。水（水滴）には、上記した本発明の水の見かけ上の自律的移動を促す力の他に、水滴の表面張力による液滴形成の力、物品の表面からの引っ張り力または反発力が加われるが、これら力が時に均衡して、水の量が少量のときにとりわけ水の動きが止まってしまうことがあり得る。これに対し、高親水領域または高疎水領域を設けることで、親水領域または疎水領域間でも親水性の勾配が生じ、その均衡を崩す力とすることができ、その結果、水は、例えば少ない水量であっても効率よく移動可能になると考えられる。また、親水領域に水を誘導することで、水の移動方向を制御することも可能になると考えられる。
【００３５】
図５は、本発明による物品の表面における、複数の親水領域および複数の疎水領域が形成された状態を表す模式図である。物品の表面１００ａ上に、疎水領域が三角形の形状で複数形成され、さらに親水領域１１が逆三角形の形状で形成されている。ここで、複数の疎水領域のうち、領域１２１の幅が、近隣の他の疎水領域１２２よりも広く構成され、すなわち「高疎水領域」とされる。この図の態様にあって、親水疎水面積比は、上下方向に変化すると同時に、疎水領域１２１と１２２とのその面積の相違から、図の左右方向においても親水疎水面積比は変化する。その結果、他の疎水領域よりも親水性が低くなる高疎水領域に水はよりはじかれる。このような高疎水領域を設けることで、疎水領域間でも親水性の勾配が生じ、例えば少ない水量であっても効率よく移動可能になると考えられる。また、高疎水領域から親水領域に水を誘導することで、水の移動方向を制御することも可能になる。また、この高疎水領域から親水領域の方向に水を誘導することも可能になる。
【００３６】
図６は、形状が略同じ複数の疎水領域のうち、領域１２１の疎水性の性質の程度を、近隣の他の疎水領域１２２よりも高くする。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ箇所における疎水性の程度を高さ方向に模式的に表したものである。領域１２１の疎水性が最も高く構成され、すなわち「高疎水領域」とされる。
【００３７】
図６の態様において、高疎水領域は、それを形成する材料の種類または量を他の疎水領域のものとは変えて形成することにより、高疎水領域の疎水性の程度が他の疎水領域の疎水性とは異なるものとすることができる。本態様についても、塗装層を形成する塗料および塗装層の形成方法は上記したものと同様のものが挙げられる。本発明の好ましい態様によれば、疎水領域および高疎水領域を、ドットの集合体として形成する。例えば、インクジェット方法により疎水性の物質を適用して、ドットを形成してもよい。疎水性を、ドットの粗密により、あるいはドットの径および／または間隔を変えることで容易に変化させることができるからである。
【００３８】
別の態様によれば、幅を同じとしながら、あるいは幅を変化させることに加えて、親水性の程度を徐々に変化させ、親水領域方向への水の見かけ上の自律的移動を促すようにされてもよい。例えば、図７に示される態様にあっては、高疎水領域１２１に比較して、疎水領域１２２、１２３と疎水性の低下をより大きく構成する。具体的には、図中の２１〜２６が示す横方向の列において、疎水性の低下の程度を、高疎水領域１２１における低下を小さく、それに比較して疎水領域１２２、１２３における疎水性の低下を大きくする。その結果、水の見かけ上の自律的移動は高親水領域１２１から、疎水性の程度の低い疎水領域１２２、１２３の方向に促されることとなり、親水領域１１方向への水の移動がさらに促進される。
【００３９】
以上、高疎水領域について説明したが、高親水領域についても同様に構成でき、また疎水性と親水性が入れ替わり、親水性が高いという逆の性質からの作用効果となるが、実質的に同様の作用により実質的に同様の効果が奏されることは明らかである。
【００４０】
複数の導水単位の組み合わせ
本発明は、導水単位を複数、水移動方向に縦列配列されてなる。これにより、より長い距離にわたり水を見かけ上自律的に移動させることができる。
【００４１】
本発明において、導水単位が水移動方向に縦列配列されてなるとは、上流にある導水単位の水移動方向の延長線上に下流の導水単位の少なくとも一部が存在していることを意味する。従って、縦列配列とは典型的には水移動方向を同じくして上流と下流に並ぶことを意味するが、水移動方向が平行ではあるが同一直線上にない場合、さらに水移動方向が平行でない場合、すなわち水移動方向を異にする場合も包含される。
【００４２】
本発明において、導水単位の上流端または下流端の親水性または疎水性とは、具体的には、導水単位の上流端または下流端の特定面積における、親水疎水面積比、疎水領域の疎水性、または親水領域の親水性を意味する。特定面積とは、水が接触して上記した自律的移動の力が生じるために必要な親水性または疎水性を供給できる面積を好ましくは意味し、より好ましくは、導水単位の幅を一辺とし、水滴サイズとほぼ同等の長さを一辺とする領域の面積を意味する。
【００４３】
図８は、導水単位を繋ぎ合わせた態様の説明図である。図において、導水単位１０１および１０２が、水移動方向（図中、矢印方向）に並ぶ。これら導水単位は、上記その１の態様の導水単位であり、すなわち、複数の親水領域（図中の白色領域１１）と複数の疎水領域（図中の灰色領域１２を、水移動方向に交差する方向：横方向に、交互に配列してなり、その親水疎水面積比が水移動方向で変化するように構成されている。そしてこの態様において、水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位について、上流側の導水単位の下流端の疎水性が、下流側の導水単位の上流端の疎水性と同じかまたは高いものとされてなるか、または、上流側の導水単位の下流端の親水性が、下流側の導水単位の上流端の親水性と同じかまたは低いものとされてなる。具体的には、図８の態様にあっては、上流側の導水単位１０１の点線で囲まれた領域Ａで示される部分の親水疎水面積比が、下流側の導水単位１０２の点線で囲まれた領域Ｂで示される部分の親水疎水面積比と同じとされるか、またはより小とされてなる。本発明において、領域Ａと領域Ｂの面積は原則として同一として比較される。
【００４４】
上流側にある導水単位１０１に置かれた水は、見かけ上自律的に移動して導水単位１０１の下流付近に到達する。下流側の導水単位１０２の上流端の親水疎水面積比は、導水単位１０１の下流端の親水疎水面積比と同一または大とされてなる、すなわち領域Ａよりも領域Ｂは親水疎水面積比が同じかまたはより親水性であるため、水は円滑に導水単位１０１から導水単位１０２に移行することになる。
【００４５】
本発明の一つの態様によれば、導水単位１０１と０１２の間に親水性の領域があってもよい。図において、導水単位１０１と０１２の間の領域３０があり、水はこの領域によって一部の水が横方向に誘引される。導水単位１０１から１０２に移行する際に、疎水領域１２ｂが水を妨げる「障壁」をつくることになるが、横方向への水の移動により水が集積して障壁を乗り越えやすくなり、また親水領域に水を誘導することで、水の移行を助成することができる。
【００４６】
本発明の別の態様によれば、図９に記載のように、水移動方向において上流と下流において隣り合う導水単位の水移動方向は、平行ではあるが、それらは同一の直線上になくともよい。
【００４７】
さらに、本発明の別の態様によれば、図１０に示されるように、上流側の導水単位と、下流側の導水単位との水移動方向が平行または一直線になくてもよく、この態様にあっては、水移動方向を変えることができるとの利点が得られる。図の態様において、導水単位は、親水性の表面１１の上、疎水領域１２ａおよび１２ｂが水移動方向にならべて置かれる。そして、導水単位１０１の水移動方向は図面において水平方向であるが、導水単位１０２のそれは図面において垂直方向とされる。導水単位１０１と１０２との間には、好ましくは親水性の領域３０が設けられる。この態様において、上流側の導水単位１０１の領域Ａで示される部分の親水疎水面積比が、下流側の導水単位１０２の領域Ｂで示される部分の親水疎水面積比と同じとされるか、またはより小とされてなる。
【００４８】
図１０の態様において、上流側にある導水単位１０１に置かれた水は、見かけ上自律的に移動して導水単位１０１の下流付近に到達する。下流側の導水単位１０２の上流端の親水疎水面積比は、導水単位１０１の下流端の親水疎水面積比と同一または大とされてなる、すなわち親水性において同じかまたはより親水性であるため、水は円滑に導水単位１０１から導水単位１０２に移行することになる。その際、図にあっては略９０度、水移動方向を変えることが出来る。つまり、本発明にあっては、上流と下流において隣り合う導水単位について、水移動方向が同一直線上から、略直角までの間で自由にその角度を設定することが出来るとの利点が得られる。ここで、親水性の領域３０が存在することで、水は一旦ここに留まり、導水単位１０１から１０２への円滑な移動を補助する。この態様において、この領域３０の幅は、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍとすることが好ましい。
【００４９】
また、導水単位１０１を構成する疎水領域１２ａの下流端と、導水単位１０２を構成する疎水単位１２ｂの上流端は、図１０に示されるよう向き合っていることは必ずしも必要ではなく、図１１に示されるとおり、領域Ａよりも領域Ｂが親水性であるか同等であれば、僅かずつずれていてもよく、また疎水領域の数も同一でなくともよい。
【００５０】
また、本発明の別の態様によれば、複数の導水単位を、上記した、親水性の増加または疎水性領域における疎水性の減少が、一定方向に向けて、親水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう、または疎水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成してもよい。すなわち、水移動方向の上流と下流で隣り合う複数の導水単位において、一つの導水単位の前記水移動方向の下流端の親水領域の親水性が、当該導水単位の前記水移動方向の下流側に隣接する他の導水単位の上流端の親水領域の親水性よりも低いものとされてなる態様について、上流側の導水単位の下流端の親水領域の親水性が、下流側の導水単位の上流端の親水領域の親水性と同一かまたは低いものとする。あるいは、水移動方向の上流と下流で隣り合う複数の導水単位において、一つの導水単位の前記水移動方向の下流端の疎水領域の疎水性が、当該導水単位の前記移動方向の下流側に隣接する他の導水単位の上流端の疎水領域の疎水性よりも高いものとされてなる態様について、上流側の導水単位の下流端の疎水領域の疎水性が、下流側の導水単位の上流端の疎水領域の疎水性と同じかまたは高いものとする。
【００５１】
図１２は、この態様による導水単位である図３に示される導水単位の二つ、すなわち導水単位１１１と１１２とを組合せたものである。この図の態様において、親水性の表面１１の上に、疎水性の領域１２を形成し、さらにこの疎水性の領域１２にあっては、図の上方向、すなわち水移動方向の下流に向かって疎水性が低下するよう構成される。加えて、本発明にあっては、上流側の疎水単位１１１の下流端における疎水領域の疎水性が、下流側の導水単位１１２の上流端における疎水領域の疎水性と同じとされるか、またはより高いものとされてなる。
【００５２】
そして、この図１２の態様において、導水単位１１１に置かれた水は見かけ上自律的に移動して導水単位１１１の下流付近に到達する。下流側の導水単位１１２の上流端の疎水性は、導水単位１１１の下流端の疎水性と同一またはより低くされてなる、すなわち親水性において同じかまたはより親水性であるため、水は円滑に導水単位１１１から導水単位１１２に移行することになる。また、この態様にあっても、導水単位１１１と１１２との間に親水性の領域が設けられてもよい。
【００５３】
さらに、図１３は、図１２と同様に導水単位である図３に示される導水単位の二つ、すなわち導水単位１１１と１１２とを組合せたものであるが、この図の態様にあっては、導水単位１１１と１１２とにおいて、親水領域と疎水領域とが入れ違いとされてなる。この場合であっても、水は円滑に移動できる。また、この態様にあっても、導水単位１１１と１１２との間に親水性の領域が設けられてもよい。
【００５４】
参考例
図１４に示されるような、３つの導水単位を縦列配置した物品における水の自律的移動の解析を次のように行った。条件は以下の通りとした。
シミュレーションするためのフリーウエア
H. Matsui, Y. Noda, and T. Hasegawa, "Hybrid Energy-Minimization Simulation of Equilibrium Droplet Shapes on Hydrophilic/Hydrophobic Patterned Surfaces", Langmuir, 2012, 28 (44), pp 15450-15453）
被験物品
領域１０１〜１０３の親水領域の表面性状を水接触角２５°で均一に設定し、全ての疎水領域を取り囲み、かつ接する形状とした。その詳細は下記のとおりとした。
領域１０１
親水領域：水接触角２５°  
疎水領域：底辺幅6mm先端幅1mm高さ100mmの略二等辺三角形の複数を、底辺を揃えて、隣り合う底角が接するように並列。
水接触角８５°
領域１０２
親水領域：水接触角２５°  
疎水領域：底辺幅2mm先端幅1mm高さ60mmの略二等辺三角形の複数を、底辺を揃えて並列。
水接触角８０°
領域１０３
親水領域：水接触角２５°  
疎水領域：底辺幅1.2mm先端幅0.4mm高さ30mmの略二等辺三角形の複数を、底辺を揃えて並列。
水接触角７０°
結果
シミュレーションの結果、水は、領域１０３の最下流端まで至った。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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