(57)【要約】【課題】撥水化、撥油化等の撥液化を実現することが可能なより具体的な表面微細構造並びにその製造方法を提供すること。【解決手段】熱交換器のフィン１０の表面微細構造１０Ａは、材の表面１１と、表面１１に形成された複数の溝１２とを備える。材の平滑面と液滴とがなす接触角をθｅとすると、幅に対する深さの比率が、１／ｔａｎθｅである基本クライテリアＣｒ１よりも大であって撥液性を発現するように、溝１２の形状を定める。【選択図】図２
2015193922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材の表面と、
前記表面に形成された複数の溝と、を備え、
前記材の平滑面と液滴とがなす接触角をθｅとすると、
前記溝の幅に対する深さの比率が、１／ｔａｎθｅである基本クライテリアよりも大であって、撥液性を発現する、
ことを特徴とする表面構造。
【請求項２】
前記溝の幅に対する深さの比率が、前記接触角を１０％大きくした場合の前記基本クライテリアに対して大である、
ことを特徴とする請求項１に記載の表面構造。
【請求項３】
材の表面と、
前記表面に形成された複数の溝と、を備え、
前記材の平滑面と液滴とがなす接触角をθｅとすると、
前記溝の幅に対する深さの比率が、前記接触角を１０％小さくした場合の１／ｔａｎθｅである基本クライテリアに対して大である、
ことを特徴とする表面構造。
【請求項４】
前記材の表面に配置された液滴が、前記溝の幅方向の一方の端縁から前記溝内に浸入する過程で、
前記溝の底部に到達しないで前記溝の他方の端縁にまで到達可能である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項５】
前記材の表面に対する垂線と、前記溝の内壁とがなす傾斜角をθｗとすると、
前記溝の幅に対する深さの比率が、下記の式で表される傾斜クライテリアよりも大である、
【数１】
2015193922.tif 000006
請求項１から４のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項６】
撥水性を発現し、
前記溝の幅は、５μｍ以上、２００μｍ以下である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項７】
撥水性を発現し、
接触角が１００°以上である、
請求項１から６のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項８】
複数の前記溝が、ナノインプリントにより形成される、
請求項１から７のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項９】
撥油性を発現し、
前記複数の溝は、油滴が４０°以上の前記接触角をなす樹脂材料の表面に形成される、
請求項１から５のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項１０】
撥油性を発現し、
前記材に接触する油滴の直径Ｄに対する、前記溝のピッチＰの比率Ｐ／Ｄが１／５以下である、
請求項１から９のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項１１】
撥油性を発現し、
前記材に接触する油滴の直径が５０μｍ以上１００μｍ以下であることを想定すると、前記溝の幅が０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の表面構造。
【請求項１２】
冷媒が内部を流れるチューブに熱的に結合され、
請求項１から７のいずれか一項に記載の表面構造を有する、
ことを特徴とする熱交換器のフィン。
【請求項１３】
請求項１２に記載されたフィンと、
冷媒が内部を流れるチューブと、を備える、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項１４】
請求項１から５、８、９、１０、１１のいずれか一項に記載の表面構造を有し、
撥油性を発現する、
ことを特徴とする空気調和機の構成要素。
【請求項１５】
油滴が接触する前記材は、
母材と、
樹脂材料から形成され、前記母材の表面を覆うフィルムと、を備え、
前記フィルムの前記接触角は４０°以上であり、
前記フィルムの表面に、
複数の前記溝がナノインプリントにより形成される、
請求項１４に記載の空気調和機の構成要素。
【請求項１６】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の表面構造の前記溝に対応する形状を金型に形成するステップと、
前記金型を用いて、前記材を塑性加工するステップと、を含む、
ことを特徴とする表面構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥水化する表面微細構造並びにその表面微細構造を製造する方法、および表面微細構造を有する熱交換器のフィン、および熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機を構成する熱交換器は、内部を冷媒が流れるチューブと、チューブに熱的に結合されるフィンとを備えており、チューブ内の冷媒と、フィン間を通る空気との間で熱交換を行う。
熱交換器のフィンへの結露、着霜により、フィン間の通風抵抗が大きくなることによる効率の低下や、フィンから空調空間への水飛びが生じるのを避けるため、フィンの表面には親水性または撥水性を与えるコーティングが施される。フィンは、典型的にはアルミニウムを用いて形成されており、アルミニウム材の表面はやや親水性を示すが、それよりも親水性を高め、あるいは十分な撥水性を与えることが望まれる。
親水性が十分に高いと、水がフィンの表面に沿って拡がるので、結露、着霜してもフィン間の通風抵抗を抑えられる。また、親水性が十分に高いことでフィンの表面に水が保持されるので、水飛びを抑えられる。
一方、撥水性が十分に高いと、フィンの表面に水分が付着し難いために、水や霜が大きな塊を形成しないので、フィン間の通風抵抗を抑えることができる。
【０００３】
ここで、フッ素系樹脂に代表される撥水性材料を用いた撥水性コーティングや、シリコーン系樹脂などの親水性材料を用いた親水性コーティングを材の表面に施すことにより、必要な撥水性または親水性を得ることが行われている。
また、親水性および撥水性は、材の化学的特性に依存するほか、材の表面の粗さにも依存する。表面に微細な凹凸を形成することによって表面の粗さを大きくするほど、材の表面が平滑であるときに示す親水性／撥水性が強調されること（Ｗｅｎｚｅｌの式）が知られている。
特許文献１では、アルミニウム部材（フィン）を酸に浸漬することで表面に凹凸構造を形成した後、フッ素系樹脂材料などを用いて撥水性コーティングを施すことにより、撥水性コーティングを単体で施した場合よりも撥水化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７４２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱交換器のフィンのコーティングは、フィンを成形するシート材、あるいはフィンとチューブとが組み付けられた組付体をコーティング液に浸漬することで行われる。
そのため、コーティングを行うためには、フィンのサイズに適合するコーティング液を貯留する液槽と、液槽を満たすコーティング液とが必要となり、これらのコーティング液や液槽に相応のコストが掛かる。
また、フィンの成形、チューブとの組み付けとは別途、コーティングを行う工程が必要となる。コーティング前には、酸洗浄、水洗、下地の化成処理等を必要とし、コーティング後には焼成を行うので、工程が嵩み、時間も掛かる。
さらに、特に屋外に設置される熱交換器のフィンにコーティングを施す場合、長期の使用にも耐えるコーティングの耐久性を確保することが難しい。
そこで、本発明は、コーティングによらずに、撥水化することが可能な表面微細構造並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また、空気調和機が使用される環境等によっては、防汚等の観点から、油滴の付着する部位の撥油が要求される場合がある。本発明の目的は、撥水化に留まらず、撥油化も含む。本発明は、広く、液に接触する部材を撥液化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述したように、表面に凹凸が形成されていると、撥水性または親水性を十分に得るために有用であることは知られている。撥水性または親水性を極限まで高めるために、理論上、究極の表面粗さおよび表面積が得られるフラクタル構造を模擬するための研究が行われてきた。
しかし、従来の研究は、表面構造の全体の表面粗さを指向しており、凹凸のある表面構造を構成する凹部あるいは凸部などの個々の要素が、具体的にどのような形状であれば撥水化あるいは親水化に有効であるのかについては、特定されるに至っていない。
ところで、空気中で針の先に付着した液滴は、表面エネルギが安定した状態となるように、周囲の空気をよけるようにまとまる結果、球状となる。空気の接触角は、１８０°である（最大の接触角）。
また、接触角が異なる２つの成分から形成された複合面の一方の成分が空気の場合の接触角を規定するＣａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒの式（下記の式（１））が知られている。
【数１】
2015193922.tif 000003
【０００８】
ここで、ｒは、投影面積に対する実際の表面積の割合であり（表面粗さ）、１を超えた値をとる（ｒ＞１）。
ｆは、複合面において液滴が材（固体）と接している面積の割合であり、０以上、１以下の値をとる（０≦ｆ≦１）。
θCBは、材と液滴とがなす実際の接触角である。
θeは、材に液滴を静置した場合の接触角である。
θairは、空気と液滴とがなす接触角（１８０°）である。
上記の式（１）より、材と液滴との間に空気が巻き込まれると（ｆ＞０）、θCB＞θｅとなるため、撥水化される。材に液滴が点接触していると（ｆが小）より撥水化される。
【０００９】
上記のように、材と液滴との間に空気が巻き込まれると撥水化される。とすれば、具体的にどのような表面形状であれば空気の巻き込み現象が発生するのかしないのか、突き止めることができれば、接触角を制御できると考えられる。
上記の着想に基づいて、本発明の発明者が実験を行いながら鋭意探求した結果、本発明が完成された。
【００１０】
本発明の表面構造は、材の表面と、表面に形成された複数の溝と、を備える。
そして、本発明は、材の平滑面と液滴とがなす接触角をθｅとすると、溝の幅に対する深さの比率が、１／ｔａｎθｅである基本クライテリアよりも大であって撥水性を発現することを特徴とする。
以下、材のことを接触対象と呼ぶことがあり、溝の幅に対する深さの比率のことをアスペクト比と呼ぶことがある。
【００１１】
基本クライテリアは、表面微細構造を構成する溝の形状（深さと幅の関係）に応じて、空気の巻き込みが生じるか否かが決まる事象を捉えることによって設定される。この基本クライテリアは、溝が形成された表面微細構造の撥水化および親水化の境界を決定するものであり、溝の幅に対する深さの比率が基本クライテリアを上回るほど撥水化し、下回るほど親水化する。
したがって、基本クライテリアよりも大きい領域内で溝の幅に対する深さを定めることにより、必要な撥水性を得ることができる。
【００１２】
本発明によれば、撥水性を与えるコーティングを施す必要なく、表面に基本クライテリアから導かれる形状の溝を形成することにより、必要な撥水性を与えることが可能となる。
コーティングを廃止すると、コーティング液、液槽のコストが不要となり、コーティングに付随する下地処理、焼成等も不要となるので、製造コストを抑えて効率よく製造することができる。
その上、樹脂コーティングの耐久性、強度よりも、典型的には金属から形成される材の素地の耐久性、強度の方が高い場合が多いので、屋外の長期使用の使用にも耐える耐久性や、衝撃に耐える強度を容易に確保できる。
【００１３】
上記の基本クライテリアは、材の表面に配置された液滴が、溝の幅方向の一方の端縁から溝内に浸入する過程で、溝の底部に到達しないで溝の他方の端縁にまで到達する事象を捉えることで設定される。液滴が、溝の底部に到達せず、溝を跨ぐようにして（ブリッジして）溝の他方の端縁にまで到達する場合は、基本クライテリアよりも大（撥水化）に該当する。
【００１４】
接触角の測定値はバラツキ易いので、誤差を含む。そのため、接触角を接触角測定値に対して１０％大きくした場合の基本クライテリアに対して大となるように、溝の幅に対する深さの比率を定めることができる。つまり、接触角の測定値（あるいはデータシート等の値）を１０％増で読み替えて基本クライテリアを策定すれば、ブリッジ現象を確実に生じさせて撥水性を発現させることができる。
あるいは、接触角を１０％小さくした場合の基本クライテリアに対して大となるように、溝の幅に対する深さの比率を定めることも許容される。その場合でも、ブリッジ現象が生じることで、撥水性を発現させることができる。
【００１５】
本発明の表面構造において、材の表面に対する垂線と、溝の内壁とがなす傾斜角をθｗとすると、溝の幅に対する深さの比率が、下記の式で表される傾斜クライテリアよりも大であることが好ましい。
【数２】
2015193922.tif 000004
【００１６】
溝の内壁が表面の垂線に対して傾斜していると、内壁が垂線に沿っている場合と比べて、液滴のブリッジが成立するために余分に深さを必要とする。
そして、傾斜角が一定以上に大きくなると、液滴のブリッジが成立しなくなる。
上記の傾斜クライテリアは、三角関数を用いる幾何学計算により、傾斜角θｗと溝の深さ／幅との関係を求めることによって定められる。
この傾斜クライテリアを用いることにより、表面に対して傾斜した内壁を有する溝についても、基本クライテリアを拡張して適用することができる。
【００１７】
本発明の表面構造は、撥水性を発現し、溝の幅は、５μｍ以上、２００μｍ以下であることが好ましい。
ｍｍオーダーである水滴の径に対して溝の幅が十分に小さいので、溝を跨いで水滴がブリッジしたときの溝内の水滴の形状を直線で近似することができる。そのため、基本クライテリアの精度を確保することができる。
【００１８】
本発明の表面構造は、撥水性を発現し、１００°以上の接触角を実現することができる。
【００１９】
本発明の表面構造において、複数の溝が、ナノインプリントにより形成されることが好ましい。これにより、微小な幅及び深さの溝を形成することができる。
【００２０】
本発明の表面構造は、撥油性を発現し、複数の溝は、油滴が４０°以上の前記接触角をなす樹脂材料の表面に形成されることが好ましい。
接触角θｅが４０°より小さい接触対象についても、アスペクト比が基本クライテリア又は傾斜クライテリアより大であれば、撥油性を得ることができる。しかし、接触角θｅが小さい範囲は、クライテリアを規定する１／ｔａｎθｅの線分の傾斜が大きいために、撥油性を確実に得るためのアスペクト比を厳密に制御する必要がある。これに対して、接触角θｅが４０°以上であれば、当該線分の傾斜が小さいので、アスペクト比をそれほど厳密に制御しなくても、確実に撥油性を得ることができる。そして、樹脂材料は金属材料に比べて総じて接触角θｅが大きいので、樹脂材料に本発明の表面構造を作り込み、これにて金属材料からなる部材を被覆することにより、金属部材に実質的に優れた撥油性を付加することができる。もちろん、金属部材を被覆することなく、当該樹脂材料を単独で使用することもできる。
【００２１】
本発明の表面構造は、撥油性を発現し、材に接触する油滴の直径Ｄに対する、溝のピッチＰの比率Ｐ／Ｄが１／５以下であることが好ましい。
Ｐ／Ｄが１／５以下や、上述したようにナノインプリントを用いることにより、直径が５０〜１００μｍという油滴であっても、０．１〜１０μｍの幅の溝を容易に形成することができ、接触対象に優れた撥油性を与えることができる。
【００２２】
本発明の熱交換器のフィンは、冷媒が内部を流れるチューブに熱的に結合され、上述の表面構造を有することを特徴とする。
上述の表面構造を有することにより、十分に高い撥水性を実現することができるので、結露、着霜を抑制して熱交換器の効率を向上させることができる。
熱交換性能の観点より、熱交換器のフィンに対しては、後述するナノインプリントを用いる手法によらず、金属材であるフィンに直接、転写等によって微細加工を施すことが好ましい。
【００２３】
本発明の熱交換器は、上記のフィンと、冷媒が内部を流れるチューブと、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の空気調和機の構成要素は、上述の表面構造を有し、撥油性を発現することを特徴とする。例えば、油が付着する可能性がある空気調和機の外板に上述の表面構造を適用することが好ましい。空気調和機の構成要素が撥油性を備えていれば、当該構成要素への油の付着を抑えることができるので、油そのものや、油が付着した箇所にこびりつく汚れの清掃の負担を軽減することができる。
【００２５】
本発明の空気調和機の構成要素において、油滴が接触する材は、母材と、樹脂材料から形成され、母材の表面を覆うフィルムと、を備え、フィルムの接触角は４０°以上であり、フィルムの表面に、複数の前記溝がナノインプリントにより形成されることが好ましい。そうすると、接触角が４０°以上と大きい樹脂フィルムに形成された微細表面構造による撥水性が付加されることになる。
【００２６】
本発明の表面構造の製造方法は、上述の表面構造の溝に対応する形状を金型に形成するステップと、金型を用いて材を塑性加工するステップと、を含むことを特徴とする。
金型を用いて転写することにより、部材の表面に溝の形状を確実に成形しつつ、量産に対応できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、１／ｔａｎθｅで特定される基本クライテリアを提起することにより、撥水化、撥油化等の撥液化が達成される具体的な表面構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器のフィンを拡大して模式的に示す斜視図である。
【図２】フィンに形成された表面微細構造の溝の深さ／幅について、撥水化および親水化の境界を規定する基本クライテリアを示す図である。
【図３】接触角に対する感度評価に用いる形状因子を示す図である。
【図４】感度評価の結果を示す図である。
【図５】表面微細構造に水滴が接触して拡がる様子を示す図である。
【図６】溝が深い場合に空気の巻き込みが生じることを説明するための図である。
【図７】溝が浅い場合に空気の巻き込みが生じないことを説明するための図である。
【図８】（ａ）は、基本クライテリアの策定に用いた表面微細構造の溝のモデルを示す図であり、（ｂ）は、図２の再掲である。
【図９】溝の表面に対して溝の内壁が傾斜している場合について説明するための図である。
【図１０】図９のように溝の内壁が傾斜している場合について、撥水化および親水化の境界を規定する傾斜クライテリアを示す図である。
【図１１】（ａ）は表面微細構造のデジタルマイクロスコープ写真であり、（ｂ）は、表面微細構造に空気の巻き込みが生じて撥水している様子を示す写真である。
【図１２】フィンを製造するラインを示す模式図である。
【図１３】図１２に示す製造ラインに代替可能な製造ラインを示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る空気調和機の外板の表面部を拡大して模式的に示す斜視図である。
【図１５】空気調和機の外板に形成された表面微細構造の溝の深さ／幅について、撥油化および親油化の境界を規定する基本クライテリアを示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態の変形例に係る空気調和機の外板の表面部を拡大して模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態に係る熱交換器のフィン１０の表面微細構造１０Ａを示す。
本実施形態の熱交換器は、プレートフィンタイプであり、プレート状をした多数のフィン１０が平行に積層される。フィン１０の積層体と、冷媒が内部を流れる図示しないチューブとが組み付けられることによって熱交換器が構成される。この熱交換器は空気調和機を構成する。
【００３０】
フィン１０は、アルミニウム合金材から形成されており、表裏両面に表面微細構造１０Ａを備える。
表面微細構造１０Ａは、撥水性や親水性を与えるコーティングが施されていない材の表面１１と、表面１１に形成された多数の溝１２とを備える。
各溝１２は、横断面が矩形状で、直線状に延びており、所定の間隔をおいて互いに平行に配列される。溝１２の長さ方向に直交する方向の寸法（幅１２Ｗ）は、水滴の径に対して十分に小さい。ここで、水滴の直径は、１ｍｍ〜３ｍｍ程度を想定する。
【００３１】
フィン１０の表面側１０１と裏面側１０２とでは、溝１２が互い違いに配置されている。つまり、表面側１０１において隣り合う溝１２と溝１２との間に、裏面側１０２の溝１２が位置し、裏面側１０２において隣り合う溝１２と溝１２との間に、表面側１０１の溝１２が位置している。
【００３２】
表面微細構造１０Ａにおいては、その材自体が、接触角が４５°〜８４°程度の親水性を有するが、溝１２の幅１２Ｗに対する深さ１２Ｄの比率（アスペクト比）が所定の基本クライテリアＣｒ１（図２）に基づいて定められることで、撥水性を獲得している。
基本クライテリアＣｒ１（溝１２の深さ／幅）は、フィン１０の材の平滑面（表面１１）と水滴とがなす接触角をθｅとしたとき、１／ｔａｎθｅである。溝１２の幅１２Ｄに対する深さ１２Ｄの比率が、この基本クライテリアＣｒ１よりも大となるように、溝１２の形状が定められる。
すなわち、溝１２の深さ／幅は、表面微細構造１０Ａの接触角を左右する要素の一つであり、溝１２の深さ／幅を規定する基本クライテリアＣｒ１は、溝１２が形成された表面微細構造１０Ａの撥水化および親水化の境界を決定する。
【００３３】
図２は、材の平滑面と水滴とがなす接触角θｅと、溝１２の深さ／幅との関係を示す。接触角θｅは、溝１２が形成されていない平滑な面と水滴とがなす接触角であり、水滴の大きさや、材が設置される姿勢のいかんによらず一定とする。
ここで、基本クライテリアＣｒ１の誤差に対処するため、基本クライテリアＣｒ１と、それよりも上側と下側との近傍の値を含む基本クライテリア帯Ｂ１を設定している。そして、基本クライテリア帯Ｂ１よりも大となるように溝１２の深さ／幅を定めている。
基本クライテリア帯Ｂ１は、接触角θｅが測定値に対して１０％小さい場合の基本クライテリアＣｒ１１から、接触角θｅが測定値に対して１０％大きい場合の基本クライテリアＣｒ１２までの範囲である。
接触角θｅが測定誤差を含んでいたとしても、溝１２の深さ／幅が基本クライテリア帯Ｂ１よりも大きい領域Ｆ１では、表面微細構造１０Ａは撥水化される。
一方、溝１２の深さ／幅が基本クライテリアＣｒ１よりも小さい領域Ｆ２では、表面微細構造１０Ａは親水化される。但し、溝１２の深さ／幅が基本クライテリアＣｒ１よりも小さくても基本クライテリア帯Ｂ１の下限値Ｃｒ１１よりは大きければ（Ｃｒ１１からＣｒ１までの範囲）、後述するブリッジ現象が成立して表面微細構造１０Ａが撥水化されうるので、当該範囲に溝１２の深さ／幅を設定することも許容される。
【００３４】
接触角θｅの測定値は、アルミニウムを用いて形成された材の場合、約４５°〜約９０°である。化成処理されたアルミニウム材の場合、接触角は約５０〜約７０°である。
また、ステンレス鋼材の場合、接触角θｅは約８０°〜約９０°である。
【００３５】
上記の基本クライテリアＣｒ１を特定するに至ったプロセスについて、以下説明する。
接触角に影響を及ぼす要素の一つとして、本発明者は、材と水滴との間の空気の巻き込みに着目した。
その一方で、タグチメソッド（品質工学）を用いて、接触角に対する形状因子の感度評価を行った。
評価に用いた形状因子は、図３に示すように、溝１２の幅１２Ｗ、深さ１２Ｄ、ピッチ１２Ｐ、溝１２の断面形状（矩形、Ｕ字（円弧状を含む）、Ｖ字）、および複数の溝１２がなすパターン（格子状、縞状、点状）である。
感度評価には、タグチメソッドのＬ１８に基づいて１８個の供試体を用いた。溝１２の幅、深さ、およびピッチは、それぞれ３段階に振っている。また、形状因子ではないが、Ａｌ合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、および化成処理をしたＡｌ合金から形成された供試体を試した。
感度評価により、図４に示す結果が得られた。図４の縦軸は、各因子が接触角に及ぼす影響の度合（感度）を示しており、図の上方にいくほど撥水化し、図の下方にいくほど親水化する。図４の結果によると、接触角に対して、溝１２の幅、深さ、およびパターンの感度が他の因子と比べて大きい。
【００３６】
ここで、溝１２の幅が狭いほど、または溝１２の深さが深いほど撥水化し、逆に、溝１２の幅が広いほど、または溝１２の深さが浅いほど親水化する。
このように、溝１２の幅および深さの違いにより、何故、撥水化または親水化されるのか、そのメカニズムについて考察するにあたり、下記の条件を設定する。
条件１：水滴の径に対して、表面微細構造１０Ａの凹凸の構造（溝１２の幅、深さ、ピッチ等）は十分に小さい。
条件２：材の平滑面と水滴とがなす接触角θｅは常に一定である。
条件３：水滴は、その表面積が小さくなるように挙動する（表面エネルギーの最小化）。
【００３７】
そして、図５に示すように、水滴１４が表面微細構造１０Ａに静置され、材との間に空気１５を巻き込みながら自重により拡がる様子を想定する。
水滴１４は、表面微細構造１０Ａに接触する前は、球状であり（図５（ａ））、水滴１４の球面の一部が表面微細構造１０Ａの表面１１に接触する（図５（ｂ））。
その後、水滴１４は、接触した箇所（表面１１Ａ）から、両側の溝１２，１２を跨いで隣の表面１１Ｂ，１１Ｃにも接触する（図５（ｃ））。それを水滴の体積に応じた回数だけ繰り返しながら、水滴１４は拡がり、安定する（図５（ｄ））。図５（ｄ）の状態において、表面微細構造１０Ａと水滴１４とが実際になす接触角θが測定されることとなる。
【００３８】
上記のように、表面微細構造１０Ａと接触した直後からの水滴１４の挙動を捉えることにより、撥水化、親水化されるメカニズムについて考察する。
まず、溝１２が十分に深い場合について述べる。
図６（ａ）に示すように、水滴１４が、表面微細構造１０Ａの表面１１Ａに接触する。水滴１４の径に対して、表面微細構造１０Ａの凹凸の構造は十分に小さいため（条件１）、水滴１４は、溝１２，１２の間の凸部の天面である表面１１Ａに接触し、溝１２の開口の一方の端縁１２１にまで拡がる。
そして、図６（ｂ）に示すように、水滴１４の一部が端縁１２１から溝１２の内壁１２３に沿って浸入する。このとき、材と水滴１４とがなす角は、θｅである（条件２）。接触角θｅは、材の垂直面についても一定であり、図６（ａ）〜（ｄ）を通じて不変である（図７（ａ）〜（ｄ）でも同様）。
【００３９】
その後、図６（ｃ）に示すように、水滴１４が溝１２内のより奥へと浸入しようとするが、水滴１４は、溝１２の底部１２４には到達しないで溝１２の他方の端縁１２２（対岸側）に到達する。こうして水滴１４が溝１２を跨いで対岸の表面１１Ｂに到達したときの溝１２内の水滴１４の断面形状は、条件３より、図６（ｃ）に示すように直線で近似することができる。
水滴１４が対岸に到達すると、水滴１４によって溝１２の内側と外側とが仕切られるので、水滴１４と材との間に空気１５が巻き込まれる。
【００４０】
水滴１４は、さらに、図６（ｄ）に示すように、表面１１Ｂ上を拡がる。このとき、水滴１４は、表面積を小さくするように挙動するので（条件３）、溝１２内で下方へと膨らむことなく、直線状を維持すると推定できる。
そして、溝１２内に空気１５を巻き込みながら、図６（ａ）〜（ｄ）を繰り返し、安定する（図５（ｄ）参照）。
なお、水滴１４の右側のみを図示しているが、図の左側においても同様に水滴１４が拡がる。
また、溝１２の長さ方向（紙面に直交する方向）にも水滴１４は拡がり、自重と表面張力とがバランスする状態に安定する。
【００４１】
次に、溝１２が浅い場合について述べる。
図７（ａ）に示すように、水滴１４が、表面微細構造１０Ａの表面１１Ａに接触する。水滴１４の径に対して、表面微細構造１０Ａの凹凸の構造は十分に小さいため（条件１）、水滴１４は、溝１２，１２の間の凸部の天面である表面１１Ａに接触し、溝１２の開口の一方の端縁１２１にまで拡がる。
そして、図７（ｂ）に示すように、水滴１４の一部が端縁１２１から溝１２の内壁１２３に沿って浸入する。このとき、材と水滴１４とがなす角は、θｅである（条件２）。
なお、水滴１４の右側のみを図示しているが、図の左側においても同様に水滴１４が拡がる。
【００４２】
ここまでは、溝１２が深い場合（図６）と同様であるが、溝１２の深さが浅いと、図７（ｃ）に示すように、水滴１４が溝１２の底部１２４に到達し、底部１２４に沿って拡がる。このとき、水滴１４は、溝１２の長さ方向にも拡がる。
そして、水滴１４は、図７（ｄ）に示すように、溝１２の他方の端縁１２２（対岸側）から表面１１Ｂへと溢れ出る。つまり、溝１２が浅い場合は、水滴１４と材との間への空気の巻き込みが生じない。その後、図７（ａ）〜（ｄ）を繰り返し、安定する。
【００４３】
以上で述べた、溝１２が深い場合（図６）と、溝１２が浅い場合（図７）との考察に基づくと、溝１２の幅、深さによってぬれ性（撥水性および親水性）に違いが出るのは、水滴１４が溝１２の一方の端縁１２１から他方の端縁１２２へと溝１２を跨ぐようにブリッジする現象が生じるのか（図６（ｃ））、生じないのか（図７（ｃ））が関係するものと推定される。
つまり、溝１２が深いため、水滴１４が溝１２の底部１２４に到達することなく溝１２の対岸へとブリッジすれば（図６（ｃ））、水滴１４と材との間に空気１５が巻き込まれる。そうすると、撥水化すると推定される。
一方、水滴１４が溝１２の対岸へと到達するよりも早く底部１２４に到達するほどに、溝１２が浅ければ（図７（ｃ））、溝１２内に十分に水滴１４が入り込むので、親水化すると推定される。
【００４４】
以上の考察をベースに、表面微細構造１０Ａを構成する溝１２のモデルを作図した（図８（ａ））。このモデルに基づいて、溝１２の幅および深さについての幾何学的関係を求める。
ここで、簡単のため、溝１２の横断面を表す２次元形状で取り扱い、溝１２内に浸入した水滴の形状は直線で表せるものとする。
溝１２の幅１２Ｗの値をＡとおくと、深さ１２Ｄの値はＡ／ｔａｎθｅと表せるので、溝１２の深さ／幅は、１／ｔａｎθｅである。この１／ｔａｎθｅ（基本クライテリアＣｒ１）において、撥水化と親水化とを線引きできる。
つまり、水滴１４が溝１２内に入り込む過程で、底部１２４よりも先に対岸（端縁１２２）に到達すれば（図６（ｃ））撥水化し（図２の領域Ｆ１）、対岸よりも先に底部１２４に到達すれば（図７（ｃ））親水化するのであり（図２の領域Ｆ２）、対岸／底部に付くか付かないかの瀬戸際に、撥水化／親水化の境界を設定することができる。
【００４５】
図８（ｂ）（図２と同様）より、例えば、フィン１０のアルミニウム合金材の平滑面が８４°の接触角θｅを示すとすると、基本クライテリアＣｒ１（深さ／幅）は約０．１である。
その他の材（例えば、ステンレス鋼材、化成処理をしたアルミニウム材、銅）でも、接触角θｅに応じて基本クライテリアＣｒ１が定まる。
【００４６】
以上より、溝１２の形状（深さと幅の関係）に応じて、空気の巻き込みが生じるか否かが決まる事象に基づいて設定された基本クライテリアＣｒ１を用いると、接触角を制御することができる。
例えば、接触角が８４°である場合は、溝１２の幅に対する深さの比率（アスペクト比）が基本クライテリアＣｒ１である０．１を上回ると撥水化し（上向きの矢印参照）、その比率が０．１を下回ると親水化する（下向きの矢印参照）。
したがって、本実施形態のようにフィン１０に撥水性を発揮させたい場合は、溝１２の深さ／幅を０．１よりも大に設定するとよい。基本クライテリアＣｒ１よりも大きい領域Ｆ１内で基本クライテリアＣｒ１から離間するほど撥水化するので、溝１２の深さ／幅の大きさを調節することにより、必要な撥水性を得ることができる。
【００４７】
以上で説明したように、本実施形態によれば、撥水性を与えるコーティングや親水性を与えるコーティングを施す必要なく、フィン１０の表面に基本クライテリアＣｒ１から導かれる形状の溝１２を形成することにより、フィン１０の表面に必要な撥水性または親水性を与えることが可能となる。
コーティングを廃止することで、コーティング液、液槽のコストが不要となり、コーティングに付随する下地処理、焼成等も不要となるので、製造コストを抑えて効率よく製造することができる。
その上、一般に、樹脂コーティングの耐久性、強度よりも金属材の素地の耐久性、強度の方が高いので、屋外の長期使用にも耐える耐久性や、衝撃に耐える強度を容易に確保できる。
【００４８】
以上で述べた基本クライテリアＣｒ１は、表面１１に対して垂直な内壁１２３を有し、矩形の断面形状をした溝１２（図８（ａ））について設定される。
以下、表面１１に直交する垂線に対して内壁１２３が傾斜している場合について説明する。
図９（ａ）（ｂ）に示す内壁１２３は、表面１１に直交する垂線Ｌ１に対してθｗだけ傾斜している。
図９（ａ）は、傾斜角θｗが小さい場合を示し、図９（ｂ）は、傾斜角θｗが大きい場合を示している。
【００４９】
垂線Ｌ１に対して内壁１２３が傾斜していると、内壁１２３が垂線Ｌ１に沿っている場合と比べて、水滴１４のブリッジが成立するために余分に深さを必要とする（図９（ａ））。
そして、接触角θｅと傾斜角θｗとの幾何学的関係により、一定以上に傾斜角θｗが大きくなると（図９（ｂ））、図１０のグラフから読み取れるように、水滴１４のブリッジが成立しなくなる。
三角関数を用いる幾何学計算により、傾斜角θｗと溝１２の深さ／幅との関係を求めると、水滴１４のブリッジが生じるか否かを分ける傾斜クライテリアＣｒ２（図１０）を定めることができる。
【００５０】
傾斜クライテリアＣｒ２（深さ／幅）は、次の式（２）により表される。
【数３】
2015193922.tif 000005
【００５１】
図１０は、接触角θｅが８４°（アルミニウム材）の場合の傾斜クライテリアＣｒ２を示す。上述したように、傾斜角θｗが０から大きくなるにつれて、ブリッジが成立するために必要となる深さが増大し、傾斜角θｗが一定以上（ここでは約４５°以上）となるとブリッジが生じない。
例えば、傾斜角θｗが２０°である場合は、溝１２の深さ／幅（アスペクト比）が傾斜クライテリアＣｒ２である０．４を上回ると撥水化し（上向きの矢印参照）、その比率が０．４を下回ると親水化する（下向きの矢印参照）。
【００５２】
ここで、基本クライテリアＣｒ１の場合と同様に、傾斜クライテリアＣｒ２と、それよりも上側と下側との近傍の値を含む傾斜クライテリア帯Ｂ２を設定することが好ましい。
傾斜クライテリア帯Ｂ２は、接触角θｅが測定値に対して１０％小さい場合の傾斜クライテリアＣｒ２１から、接触角θｅが測定値に対して１０％大きい場合の傾斜クライテリアＣｒ２２までの範囲をいう。
接触角θｅが測定誤差を含んでいても、溝１２の深さ／幅が傾斜クライテリア帯Ｂ２よりも大きい領域では確実に撥水化される。
溝１２の深さ／幅が傾斜クライテリアＣｒ２よりも小さくても傾斜クライテリア帯Ｂ２の下限値Ｃｒ２１よりは大きければ（Ｃｒ２１からＣｒ２までの範囲）、ブリッジ現象が成立して撥水化されうるので、当該範囲に溝１２の深さ／幅を設定することも許容される。
傾斜クライテリアＣｒ２により撥水化の領域ＦＡと隔てられる親水化の領域ＦＢにおいて、アスペクト比を増大させていくと、親水性が強調される（図１０において右上の箇所）。これは、溝１２が深いために比表面積が増大すること（表面粗さｒの増大）による。
【００５３】
表面微細構造１０Ａの溝１２の断面形状は、矩形（図８（ａ））や台形（図９）に限らず、Ｕ字やＶ字であってもよい。Ｕ字やＶ字の場合は、内壁１２３に沿って傾斜角θｗを設定することで、傾斜クライテリアＣｒ２を利用して溝１２の深さ／幅を定めることができる。
図４に示した形状因子の感度評価に用いた溝１２の断面形状（図３）と、図４の評価結果によれば、傾斜角θｗが小さいほど水滴１４のブリッジが成立し易いので撥水化し、傾斜角θｗが大きいほど親水化することが示唆されている。
【００５４】
溝１２の幅は、ブリッジを成立させるために水滴の径の約１／４以下に設定することができ、例えば、約５μｍ〜約２００μｍに設定することができる。より好ましくは、約３０μｍ〜約１００μｍである。
溝１２間のピッチは、０より大きい値を任意に設定することができる。溝１２間のピッチを変えて実験した際に、ピッチが溝１２の幅の２倍未満である領域において最良の撥水性を発現しており、ピッチを溝１２の幅の２倍としても撥水化する結果が得られている。そのため、溝１２間のピッチは、溝１２の幅の約２倍以下の値を設定することができる。例えば、溝１２間のピッチは、約５μｍ〜約４００μｍに設定することができる。
溝１２間のピッチは、不均一であってもよい。
【００５５】
溝１２のパターンは、フィン１０の一端から他端まで連続する長いもの、断続する短いもの、直線状、曲線状など任意であるが、図４に示した形状因子の感度評価において点状よりも縞状、格子状の方が撥水化することから、細長い区間を有するパターンを好適に採用することができる。
なお、格子状の場合、直線と直線とが交差する部分で水滴が一方の直線から他方の直線へと斜めに移動する。そのため、直線同士の交差部では、溝１２の深さに対して溝１２の幅（縦線と横線とに交差する対角線）が相対的に大きくなるのに対して、縞状の場合は、パターン全体に亘り溝１２の幅が一定である。このため、縞状のパターン全体に亘り、ブリッジが成立し易いことが、縞状のパターンが撥水化の効果に優れる要因の一つであると推察される。
【００５６】
上記の条件により形成された溝１２を備える表面微細構造１０Ａ（図１１（ａ））に、１μｌの体積の水滴を静置すると、図１１（ｂ）に示すように、水滴１４と材との間に空気１５が巻き込まれることにより撥水性を示す。このときの接触角θは１３３°である。
【００５７】
図１０に示した４つのプロットは、図３を参照して説明した形状因子の感度評価の際に作製したサンプルのデータを示す。
それらのサンプルはいずれも、切削により形成された溝１２を有する。
プロット１〜３（Ｐ１〜Ｐ３）に対応するサンプルの傾斜角θｗは０°である。また、これらのサンプル（Ｐ１〜Ｐ３）の溝１２のパターンは縞状である。
プロット４（Ｐ４）に対応するサンプルの傾斜角θｗは２６°である。このサンプル（Ｐ４）の溝１２のパターンは格子状である。
【００５８】
プロット１に対応するサンプルにおいて、溝１２の幅は２００μｍ、溝１２の深さは２００μｍであり、深さ／幅は１である。溝１２間のピッチは２００μｍである。
プロット２に対応するサンプルにおいて、溝１２の幅は１００μｍ、溝１２の深さは１０μｍであり、深さ／幅は０．１である。溝１２間のピッチは５０μｍである。
プロット３に対応するサンプルにおいて、溝１２の幅は１００μｍ、溝１２の深さは２５μｍであり、深さ／幅は０．２５である。溝１２間のピッチは２００μｍである。
プロット４に対応するサンプルにおいて、溝１２の幅は１００μｍ、溝１２の深さは１００μｍであり、深さ／幅は１である。溝１２間のピッチは１００μｍである。
図１０より、各プロットＰ１〜Ｐ４は、いずれも傾斜クライテリアＣｒ２以上の領域に属する。
そして、プロット１に対応するサンプルの接触角は１４７°である、
プロット２に対応するサンプルの接触角は１２８°である、
プロット３に対応するサンプルの接触角は１１６°である、
プロット４に対応するサンプルの接触角は１２３°である、
以上のプロットデータより、アスペクト比を傾斜クライテリアＣｒ２以上となるように定めると、ぬれ性が低下して撥水性が発現される。
【００５９】
次に、上述の基本クライテリアＣｒ１および傾斜クライテリアＣｒ２に基づいて一定以上に深い溝１２を有する表面微細構造１０Ａを製造するのに好適な方法について説明する。
図１２（ａ）は、フィン１０を製造するラインを示している。
フィン１０に用いられる厚さが１００μｍ程度のアルミニウム合金のシート材２１は、ロール２２から繰り出されて転写ローラー２３，２４の間を通り、熱伝達率や圧力損失等を考慮した所定の形状に金型２５によって成形された後、個々のフィン１０に切り離される。
【００６０】
転写ローラー２３，２４は、フィン１０の両面の表面微細構造１０Ａを塑性加工する金型として機能する。転写ローラー２３，２４は、金型に用いられる剛性が高い素材を切削することで製造される。
転写ローラー２３，２４の各々の外周面には、表面微細構造１０Ａ（図１）の複数の溝１２に対応する凹凸が形成される（金型形成ステップ）。転写ローラー２３，２４の各々の外周面には、溝１２に対応する凸部と、隣り合う溝１２，１２間に対応する凹部（溝）とが交互に配列される。
【００６１】
転写ローラー２３，２４の外周面の凸部１６（図１２（ｂ））の幅に対する高さは、基本クライテリア帯Ｂ１よりも大きくなるように定められる。また、凸部１６の壁面が凸部１６の天面に対して傾斜している場合には、傾斜クライテリア帯Ｂ２よりも大きくなるように、凸部１６の高さ／幅が定められる。
転写ローラー２３，２４は、図１２（ｂ）に示すように、凹凸の半周期（１／２Ｔ）分、位相をずらして設けられる。そのため、転写ローラー２３，２４の間をシート材２１が通ると、シート材２１の表裏に交互に溝１２が転写される（転写ステップ）。
【００６２】
以上で説明した製造ラインによれば、表面微細構造１０Ａを成形することで撥水性を付与する工程を連続して行うことができるので、量産に対応できる。
また、転写ローラー２３の凹凸と転写ローラー２４の凹凸との位相をずらしているので（図１２（ｂ））、それら転写ローラーへの損傷が少なく、シートにも歪が生じ難い。
【００６３】
転写ローラー２３，２４により溝１２が形成されることで、フィン１０の表裏の全面に亘って十分に撥水化することができる。
なお、シート材２１を個々のフィン１０に切り離す工具の摩耗やフィン１０の歪み等を考慮して、シート材２１におけるフィン１０とフィン１０との境界にはパターンが形成されないようにすることもできる。その場合、フィン１０，１０の境界に対応する転写ローラー２３，２４の周方向の一部には凹凸を形成しない。
【００６４】
転写ローラー２３，２４の代わりに、図１３に示すように金型２６，２７を用いることもできる。金型２６，２７の間にシート材２１を挟んでプレスすることにより、シート材２１の両面に溝１２を転写することができる。
金型２６，２７にはそれぞれ、転写ローラー２３，２４（図１２（ｂ））と同様に、溝１２に対応する複数の凸部１６が、凹部１７を間に挟んで並んでいる。金型２６の凹凸と、金型２７の凹凸とは互い違いに配置されている。
【００６５】
表面微細構造１０Ａを製造する方法は、一対の転写ローラー２３，２４や一対の金型２６，２７を用いる方法には限定されない。
例えば、１つの金型を使用し、金型のプレスによってフィン１０の表面に表面微細構造１０Ａを形成した後、フィン１０を裏返して裏面に表面微細構造１０Ａを形成することも許容される。
また、レーザ加工、切削、エッチングやショットブラストにより表面微細構造１０Ａを形成することも許容される。
【００６６】
上記実施形態の表面微細構造１０Ａは、基本クライテリアＣｒ１および傾斜クライテリアＣｒ２を用いて撥水化を図ることで、撥水性を発現するが、基本クライテリアＣｒ１および傾斜クライテリアＣｒ２を用いて親水化を図ることで、親水性を発現する表面微細構造１０Ａを提供できることは言うまでもない。
本発明によれば、溝１２の深さ／幅を規定する基本クライテリアＣｒ１、溝１２の内壁の傾きを考慮した傾斜クライテリアＣｒ２を用いることにより、十分に高い撥水性または親水性を確保することができる。
【００６７】
本発明は、フィン１０の片面にのみ表面微細構造１０Ａを設けることを許容する。
また、本発明のフィン１０の形状は問わず、フィン１０は、コルゲート状（波板状）に形成されていてもよい。
また、フィンと同様に、水、氷に接触するおそれのあるチューブの表面に表面微細構造１０Ａを設けることも有用である。
さらには、本発明の表面微細構造１０Ａは、熱交換器のフィン以外にも、ぬれ性の制御が必要な各種の部材に適用することができる。
【００６８】
本発明における溝の長さは問わない。本発明における溝には、点状に形成された凹部（ディンプル）をも包含される。
【００６９】
〔第２実施形態〕
次に、図１４および図１５を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、空気調和機を構成する構成要素に撥油性を与えることを特徴とする。
第１実施形態および第２実施形態は、接触する液の種類が水と油で相違するが、基本的に同じ考え方に基づいて同様に構成することができる。
【００７０】
図１４に示す空気調和機の構成要素３０は、例えば、筐体を構成する外板であり、ステンレス鋼等の金属材料等から形成されている。
構成要素３０の表面構造３０Ａは、油滴が接触する表面３１と、表面３１に形成された多数の溝３２とを備えている。
溝３２は、横断面が矩形状で、直線状に延びており、所定の間隔をおいて互いに平行に配列される。溝３２の長さ方向に直交する方向の寸法（幅３２Ｗ）は、油滴の径に対して十分に小さい。
構成要素３０の金属材の平滑面（表面３１）と油滴とがなす接触角をθｅとおくものとする。
【００７１】
隣接する溝３２間のピッチは、０より大きい値を任意に設定することができる。溝３２間のピッチを変えて実験した際に、ピッチが幅３２Ｗの２倍未満である領域において最良の撥油性を発現しており、ピッチを幅３２Ｗの２倍としても撥油化する結果が得られている。そのため、溝３２間のピッチは、幅３２Ｗの約２倍以下の値を設定することができる。例えば、溝３２間のピッチは、約５μｍ〜約４００μｍに設定することができる。ピッチは、均等であってもよいし不均等であってもよい。
溝３２のパターンは、直線的に延びる長いもの、断続する短いもの、曲線状、ディンプル状など任意である。細長い区間を有するパターンを好適に採用することができる。
【００７２】
表面構造３０Ａは、溝３２に対応する転写金型や転写ローラー等を用いることで製造することができる。また、レーザ加工、切削、エッチングやショットブラストによっても表面微細構造３０Ａを形成することができる。
【００７３】
第１実施形態で、図５〜図７および図９を参照して説明した水滴の挙動は、液滴全般に当てはまり、もちろん油滴にも当てはまる。
図１５（ａ）に示すように、溝３２の幅３２Ｗの値をＡとおくと、深さ３２Ｄの値はＡ／ｔａｎθｅと表せるので、溝３２の深さ／幅は、１／ｔａｎθｅである。これを基本クライテリアＣｒ１（図１５（ｂ））として、撥油化と親油化とを線引きできる。
図１５（ｂ）に示した符号は、図２に示した符号と同様の意味を表している。
【００７４】
溝３２の幅３２Ｗは、油滴のブリッジを成立させるために油滴の径の約１／５以下に設定することが好ましい。また、油滴の大きさと溝３２の数の関係について、水滴１４を示す図５（ｄ）を流用して言及すると、この図のように、油滴に対して、少なくとも４つの溝３２が含まれることが、ブリッジ成立の観点から好ましい。つまり、油滴の直径Ｄに対する溝３２のピッチＰの比率Ｐ／Ｄが１／５以下であることが好ましい。例えば、直径が約５０μｍ〜約１００μｍの油滴を想定すると、溝３２の幅３２Ｗは０．１〜１０μｍに定めることが好ましい。
【００７５】
本実施形態では、溝３２の幅３２Ｗに対する深さの比率（アスペクト比）を、基本クライテリアＣｒ１よりも大きくしている。それにより、表面構造３０Ａは撥油性を備えている。
そのため、空気調和機が例えば厨房等、油が付着する可能性がある環境で使用されたとしても、油が構成要素３０の表面に付着することを抑制できるので、油や、油が付着した箇所にこびりつく汚れを清掃する負担を軽減することができる。
【００７６】
もし溝３２の内壁１２３が、図９（ａ）に示すように、表面３１に直交する垂線に対して傾斜している場合には、図１０を参照して説明した傾斜クライテリアＣｒ２よりも、アスペクト比が大きくなるようにするとよい。
傾斜クライテリアＣｒ２は、接触角θｅと、内壁１２３の傾斜角θｗとを用いて、上述した式（２）により求めることができる。図１０の撥水化領域ＦＡは撥油化領域ＦＡと、親水化領域ＦＢは親油化領域ＦＢと、読み替えることができる。
【００７７】
〔第２実施形態の変形例〕
空気調和機の構成要素３０の材そのものに表面構造３０Ａを形成することもできるが、図１６に示すように、構成要素３０の金属材３３（母材）の表面を覆う樹脂フィルム３４の表面３１に表面構造３０Ａを形成することもできる。
樹脂フィルム３４の表面構造３０Ａは、ナノインプリントにより形成することが好ましい。
ナノインプリントは、型に形成された微小な凹凸を樹脂やガラスに転写する手法であり、ガラス転移点のある材料に適用される。ナノインプリントにより、ミスト状の油滴の付着を防ぐ機能を発揮する０．１μｍ〜１０μｍ程度の規模の深さおよび幅で、溝３２を形成することができる。
上述した基本クライテリアＣｒ１および傾斜クライテリアＣｒ２に基づいて一定以上の深さの溝３２を形成することにより、十分な撥油性を得ることができる。
【００７８】
上記で例示した空気調和機の構成要素の他にも、油滴が接触しうる適宜な部材に表面構造３０Ａを適用することができる。例えば、工作機械、輸送機械、建築資材、梱包資材、衣料にも本発明の表面構造を適用することができる。
【００７９】
以下、工作機械を構成する構成要素（例えば、工具）に適用された表面構造の撥油性を評価した実験例について説明する。
下記の３種類の供試材Ａ，Ｂ，Ｃを用意し、下記の切削油の接触角θを測定した。
供試材Ａ：ステンレス鋼（ＪＩＳ  ＳＵＳ）
供試材Ｂ：フッ素樹脂フィルム（テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体；ＰＦＡ）
供試材Ｃ：ナノインプリントにより供試材Ｂにアスペクト比２の溝３２を形成。溝３２の深さ３２Ｄは１μｍ、幅３２Ｗは０．５μｍ、ピッチは１μｍである。
切削油：ＤＥＥ オイルヘビーミディアム（商品名）  油滴直径は１ｍｍ
【００８０】
接触角の測定結果は以下の通りである。
供試材Ａ：  １２°
供試材Ｂ：  ５３°
供試材Ｃ：１０３°
【００８１】
以上によれば、接触角が５３°であるフッ素樹脂フィルム（供試材Ｂ）が、一定以上に深い溝３２の形成により十分に撥油化される（供試材Ｃ）。
したがって、接触角θが小さいステンレス鋼（供試材Ａ）の表面を、溝３２を備えた微細な表面構造３０Ａが形成された樹脂フィルム３４で被覆することにより、ステンレス鋼に実質的に撥油性を与えることができる。したがって、要求される剛性・強度と撥油性とを兼ね備えた工作機械の部品を実現することができる。
【００８２】
図１５（ｂ）に示す基本クライテリアＣｒ１からも明らかであるように、被覆する樹脂フィルム３４の平滑面と油滴とがなす接触角θｅが大きいほど、溝３２が浅くても撥油性を発現させることができる。
溝３２は、油滴が４０°以上の接触角θｅをなす樹脂フィルム３４の表面に形成されることが好ましい。
【００８３】
上記では、撥油性の部材としてＰＦＡを例示したが、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレンプロペンコポリマー(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）)などのフッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンなどの樹脂材料を用いることができる。これら樹脂材料は、金属材料に比べて接触角が大きく、上述したＰＦＡと同様に、優れた撥油性を発揮することが期待できる。ちなみに、水に対するものであるが、樹脂材料の接触角は以下の通りである。
ＰＴＦＥ：１１４°  ＰＦＡ：１０９°  ＦＥＰ：１１５°
シリコーン樹脂：１１０°  ポリエチレン：８８°
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本明細書において、撥水に関する記載は、基本的には撥油にも当てはまり、撥油に関する記載は、基本的には撥水にも当てはまる。
また、本発明は、撥水、撥油に限らず、任意の液に係る撥液の特性を部材に発現させるために利用することができる。
本発明の表面構造が備えられる部材の形状は限定されず、例えば、表面に段差が形成されている部材、表面が湾曲している部材、表面にうねりが形成されている部材などにも本発明の表面構造を適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０      フィン
１０Ａ，３０Ａ    表面構造
１１，３１      表面
１２，３２      溝
１２Ｄ，３２Ｄ    幅
１２Ｐ    ピッチ
１２Ｗ，３２Ｗ    幅
１４      水滴
１５      空気
２１      シート材
２２      ロール
２３，２４      転写ローラー
２５      金型
２６，２７      金型
３０      構成要素
３３      金属材
３４      樹脂フィルム
１１Ａ〜１１Ｃ      表面
１２１    端縁
１２２    端縁
１２３    内壁
１２４    底部
Ｂ１      基本クライテリア帯
Ｂ２      傾斜クライテリア帯
Ｃｒ１    基本クライテリア
Ｃｒ２    傾斜クライテリア
Ｆ１      領域
Ｆ２      領域
ＦＡ      領域
ＦＢ      領域
Ｌ１      垂線
θｅ      接触角
θｗ      傾斜角
【図１】
2015193922.tif 000007
【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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【図１５】
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【図１６】
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