(57)【要約】【課題】付着性物質の性質、形状、大きさなどに応じて多種多様な付着性物質の付着自体を抑制することができる表面構造を提供する。【解決手段】（１）親水性粒子に基づく親水性部分と該親水性部分との対水接触角の差が２０度以上の疎水性部分とを表面の２００ｎｍ角内に有し、（２）隣り合う親水性部分が２ｎｍ以上離れており、（３）親水性部分と疎水性部分の面積比が１０：３〜１：１０である塗膜からなる非付着性表面構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）親水性粒子に基づく親水性部分と該親水性部分との対水接触角の差が２０度以上の疎水性部分とを表面の２００ｎｍ角内に有し、
（２）隣り合う親水性部分が２ｎｍ以上離れており、
（３）親水性部分と疎水性部分の面積比が１０：３〜１：１０である
塗膜からなる非付着性表面構造。
【請求項２】
親水性粒子の８０％以上が疎水性部分中で単分散している請求項１記載の表面構造。
【請求項３】
親水性粒子が、実質的に球状であり数平均粒子径が２００ｎｍ以下の粒子である請求項１または２記載の表面構造。
【請求項４】
表面層部分の親水性粒子の個数が、式：
ｃ１＞ｃ２／２
（式中、ｃ１は親水性粒子の数平均粒子径Ｒに相当する塗膜表面からの深さの面における親水性粒子の個数、ｃ２は塗膜表面から１μｍの深さの面における親水性粒子の個数、ただし、塗膜の膜厚は５μｍ以上とする）を満たす請求項３記載の表面構造。
【請求項５】
塗膜が、親水性粒子と該親水性粒子との対水接触角の差が２０度以上の疎水性樹脂と溶剤とからなる塗料組成物を塗装することにより形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の表面構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の表面構造を有する物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水性および親水性を問わず各種の汚染や物質が基本的に付着しにくい表面構造、および該表面構造を有する物品に関する。
【０００２】
本発明によれば、付着性の物質の性質や大きさなどに関係なく非付着性の表面を提供でき、清掃がしにくい個所の各種の物品にも非付着性の表面を与えることができるので、メンテナンスも含め、多大な経費の節減に繋がる。
【背景技術】
【０００３】
防汚技術における現在の状況は、表面を高度に疎水性（撥水撥油性）とする方法、表面を高度に親水化する方法、および光触媒を配合する方法が知られている。
【０００４】
表面を疎水化する方法は表面のエネルギーを高くすることにより水や油をはじき、また付着した汚れを除去しやすくする方法であるが、静電気による汚れの付着に対しては無防備であり、また付着自体を防止することはできない。
【０００５】
また表面を親水化する方法は表面のエネルギーを逆に低くすることにより親水性の汚れはもとより疎水性の汚れも付着しにくくする方法であるが、煙草の煙や油煙などの微細な汚れの付着を阻止することにはそれほど有効ではない。
【０００６】
さらに光触媒を配合する方法は表面に付着した汚れを光触媒の働きにより酸化分解する方法であるが、高価であるうえマトリックスとなる材料の選択に制限があり、使用上の制約がある。
【０００７】
そこで、生体膜の研究成果を踏まえたミクロ相分離構造の表面構造を取り入れることが提案されている。ミクロ相分離構造とは親水性相と疎水性相が微細に分布している構造であり、ある場面では親水性相がその機能を果たし、他の場面では疎水性相がその機能を果たす構造である。
【０００８】
たとえば人工血管や医療器具などの医療材料分野では特許文献１などが知られている。また、船底塗料などの海洋塗料分野では特許文献２などが知られている。さらに電気製品の分野では特許文献３および４が知られている。また、水滴付着防止や着雪着氷防止の分野では特許文献５、６が知られている。さらにまた雨筋汚れの防止を目的とする屋外用の膜（テントなど）については特許文献７が知られている。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１４９８９号公報
【特許文献２】特許第１３６８２８０号明細書
【特許文献３】特開２００３−１６０６８１号公報
【特許文献４】特開２００３−１６１４６０号公報
【特許文献５】特開平４−２８５１９９号公報
【特許文献６】特開平７−１６６１２３号公報
【特許文献７】特開２００３−２１１５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしいずれの文献においても、形成されるミクロ相分離構造は全ての汚れに対応できるほどの均一で微細で機械的強度（耐久性）に優れた相分離構造のものは達成されていない。
【００１１】
たとえば特許文献１などの医療材料分野では、抗血栓作用という目的からして対象となる付着性物質が血小板などの生体物質に限られ、それに対する最適化が検討されているうえ、表面硬度がそれ程高くなく、ミクロ相分離構造が不充分であるため、多種多様な空気中の汚染付着性物質に曝される屋外物品などの汎用物品における付着防止の分野では付着防止能や耐久性に劣る点などの課題を有している。
【００１２】
特許文献２などの海洋塗料分野では、海洋生物の付着防止に特化され、また単純な相分離構造しか達成されておらず、多種多様な空気中の汚染付着性物質に曝される屋外物品などの汎用物品における付着防止の分野では付着防止能に劣る点などの課題を有している。
【００１３】
また特許文献３、４には市販のアクリル系クリア塗料（アクリル樹脂とアルコキシシランとコロイダルシリカとからなる塗料組成物）を塗布してミクロ相分離構造を発現させているが、形成される表面構造は不均質化や機械的強度、緻密性といった面においてまだまだ改善が必要である。
【００１４】
さらに特許文献５には親水性の金属基材に部分的に撥水性の被膜を形成するものであるが、金属部分で着水や着雪着氷が生じてしまう。また、特許文献６は金属基材に代えて撥水性の樹脂を基材として使用することが提案されているが、帯電しやすいため、荷電した物質の付着が進んでしまうという問題がある。
【００１５】
また特許文献７にはそれぞれ０．０４〜１．０ｃｍ2の親水性塗膜領域と疎水性塗膜領域が交互に配置されている塗膜により雨筋汚れを防止することが記載されているが、こうした大きな面積での親水−疎水構造では多種多様な空気中の汚染付着性物質に曝される屋外物品などの汎用物品における付着防止の分野では付着防止能が充分に達成できない。
【００１６】
このように、単に親水性相と疎水性相を分布させただけでは、性質や形状、大きさの異なる汚れや物質の付着に満遍なく対応することには限界がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、付着性物質の付着を抑制する手段として、表面を構成する親水性部分と疎水性部分の関係を精査し、特定の関係を満たすときに、付着性物質の性質や大きさ、形状に応じて表面付着を抑制できることを見出し、本発明を完成した。
【００１８】
すなわち本発明は、
（１）親水性粒子に基づく親水性部分と該親水性部分との対水接触角の差が２０度以上の疎水性部分とを表面の２００ｎｍ角内に有し、
（２）隣り合う親水性部分が２ｎｍ以上離れており、
（３）親水性部分と疎水性部分の面積比が１０：３〜１：１０である
塗膜からなる非付着性表面構造に関する。
【００１９】
かかる非付着性表面構造において、親水性粒子の８０％以上が疎水性部分中で単分散していることが好ましく、また、親水性粒子が、実質的に球状であり数平均粒子径が２００ｎｍ以下の粒子であることが好ましい。
本発明の表面構造をとるためには、表面層部分の親水性粒子の個数が、式：
ｃ１＞ｃ２／２
（式中、ｃ１は親水性粒子の数平均粒子径Ｒに相当する塗膜表面からの深さの面における親水性粒子の個数、ｃ２は塗膜表面から１μｍの深さの面における親水性粒子の個数、ただし、塗膜の膜厚は５μｍ以上とする）を満たすことが好ましい。
【００２０】
かかる表面構造における塗膜は、親水性粒子と該親水性粒子との対水接触角の差が２０度以上の疎水性樹脂と溶剤とからなる塗料組成物を塗装することにより形成することができる。
【００２１】
本明細書および特許請求の範囲において規定している各種物性はつぎの方法で測定したものである。
（１）２００ｎｍ角の表面
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ。(株)日立製作所製のＨ−７１００ＦＡ）を使用して写真を撮影し、その写真から算出する。
（２）隣り合う親水性粒子の間隔
同じく電子顕微鏡写真から算出する。
（３）親水性部分と疎水性部分の面積比
同じく電子顕微鏡写真から算出する。
（４）塗膜の表面層の状態（深さなど）
同じく塗膜の断面を撮影した電子顕微鏡写真から算出する。
（５）親水性粒子の数平均粒子径
同じく電子顕微鏡写真から算出する。
（６）対水接触角
協和電子科学(株)製のＣＡ−Ａ型接触角計を用い、親水性粒子の形成した膜の表面を１／２θ法で測定する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の表面構造を採用するときは、多種多様な付着性物質の性質、形状、大きさなどに応じてそれらの付着性物質の付着自体を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の非付着性表面構造の基本的要件について説明する。
【００２４】
まず、本発明の表面構造は塗膜の表面構造として把握される。そして、その塗膜の表面がつぎの要件を満たしていることを要する。
【００２５】
（要件１）親水性粒子に基づく親水性部分と該親水性部分との対水接触角の差が２０度以上の疎水性部分とを表面の２００ｎｍ角内に有していること。
（要件２）隣り合う親水性部分が２ｎｍ以上離れていること。
（要件３）親水性部分と疎水性部分の表面面積比が１０：３〜１：１０であること。
【００２６】
これらの要件は、いずれもたとえば電子顕微鏡で観察することにより客観的に把握することができる。
【００２７】
また、本発明において、親水性と疎水性は相対的な概念であり、両者の対水接触角の差が２０度以上であればよく、それぞれの対水接触角の値で親水性および疎水性を定義するものではない。対水接触角の差は３０度以上が好ましく、さらには４０度以上が好ましい。差の上限は理論的には１８０度である。
【００２８】
以下、各要件について説明する。
【００２９】
要件１は、上記で定義される親水性粒子に基づく親水性（低対水接触角）部分と疎水性（高対水接触角）部分が塗膜表面の２００ｎｍ角内に存在することである。この表面の「２００ｎｍ角」とした理由は、本発明が対象としている付着性物質の多くを付着させないためには、少なくともこの大きさの表面で親水性部分と疎水性部分とが存在する必要があるからである。
【００３０】
比較的大きな付着性物質が存在する屋外空気雰囲気では２００ｎｍ角、さらには１００ｎｍ角で、それよりも小さな付着性物質が存在する屋内空気雰囲気では１００ｎｍ角で、特に微細な付着性物質のみが存在するクリーンルームなどでは５０ｎｍ角で両部分が存在することが好ましい。
【００３１】
また、水滴、水、氷および／または雪が付着しやすい環境など、水中の汚れ物質の付着や氷などの結晶の成長を阻害する場合は、１００ｎｍ角、さらには５０ｎｍ角で両部分が存在することが好ましい。
【００３２】
なお、要件１の「２００ｎｍ角」の表面は、本発明の表面構造のいずれの表面部分においても満たしていることが理想であるが、不可避的に要件１を満たさない部分があったとしても、少なくとも表面積の９０％以上、さらには９５％以上が要件１を満たしている必要がある。
【００３３】
つぎに要件２は、隣り合う親水性部分が２ｎｍ以上離れていることである。この要件は２００ｎｍ角内での要件ではない。
【００３４】
隣り合う親水性部分の間隔が狭いと、親水性の付着性物質が疎水性部分を跨いで付着してしまい、本発明の非付着性効果が得られない。
【００３５】
間隔を２ｎｍ以上とした理由は、疎水性部分が狭くなりすぎて付着防止効果が得られなくなるからである。好ましい間隔は５ｎｍ以上であり、上限は１８０ｎｍが好ましい。もちろん、隣り合う親水性部分の間は疎水性部分が占めている。
【００３６】
要件３は、親水性部分と疎水性部分の面積比が１０：３〜１：１０であることである。要件１および２は表面の微細構造を規定する要件であるが、この要件３は表面全体における親水性部分と疎水性部分の割合についての規定である。
【００３７】
すなわち、要件１と２を満たす表面の多くは非付着性を示すが、表面全体としての親水性部分と疎水性部分のバランスが一方に偏りすぎると、全体として一方の性質の汚れしか付着を防止できなくなる。
【００３８】
面積比は親水性部分と疎水性部分の対水接触角の差や付着物質の種類などによって適宜１０：３〜１：１０の範囲内から選定すればよく、たとえば対水接触角の差が大きい場合は一方の面積が小さくてもその影響は大きいので広い範囲から選択できる。好ましい面積比は５：２〜１：５、さらに２：１〜１：２である。
【００３９】
以上の要件を満たす塗膜構造は、断面的に見れば、親水性粒子が疎水性部分中に単分散しており、親水性粒子の一部分が塗膜表面に必ず顕出している状態とも把握できる。
【００４０】
親水性粒子は、理想的には二次凝集せずに全粒子が単分散していることであるが、本発明の効果は全粒子の８０％以上が単分散していれば奏される。かかる単分散を達成するためには、親水性粒子の数平均粒子径を２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以下のものを使用することが好ましい。さらに、扁平なものや異形のものは単分散が難しいため、実質的に球形のものが好ましい。
【００４１】
また、従来の親水性粒子を使用する塗膜は、比較例１において示す（図３参照）ように、塗膜表面層が疎水性部分を形成する樹脂に富む層（クリア層）となっているため、親水性粒子が塗膜表面に出にくくなっており、表面での親水−疎水のバランスが悪く、所望の効果が得られていない。
【００４２】
本発明では親水性粒子はその少なくとも一部が塗膜表面から顕出していなければならず、表面層では少なくとも前記要件３の面積比を満たすだけの個数の親水性粒子が塗膜表面から顕出している必要がある。
【００４３】
そこで本発明においては、クリア層の形成を排除し、塗膜表面層に親水性粒子を高濃度で充填している（図２参照）。換言すれば、クリア層の厚さを親水性粒子の数平均粒子径よりも薄くしている。
【００４４】
この状態を式で表すと、表面層部分の親水性粒子の個数が、式：
ｃ１＞ｃ２／２
（式中、ｃ１は親水性粒子の数平均粒子径Ｒに相当する塗膜表面からの深さの面における親水性粒子の個数、ｃ２は塗膜表面から１μｍの深さの面における親水性粒子の個数、ただし、塗膜の膜厚は５μｍ以上とする）を満たす状態である。塗膜の膜厚を５μｍ以上とすることは、必ずしも本発明を限定するものではなく、もちろん５μｍ未満の厚さの塗膜でも本発明は実現できる。
【００４５】
つぎに本発明の非付着性表面構造を形成する方法について説明する。
【００４６】
本発明の表面構造は、親水性粒子と該親水性粒子との対水接触角の差が２０度以上の疎水性樹脂と溶剤とからなる塗料組成物を塗装して塗膜を形成することにより得られる。
【００４７】
使用する親水性粒子としては、単分散性が良好で表面エネルギーが小さい球状の粒子が好ましく、たとえば真球度が０．８〜１．２程度の球状のものが好ましい。また、表面は平滑な方が好ましく、この点から多孔質粒子や異形粒子は表面積が大きくなり表面活性が高くなり、逆に汚れの付着を誘引する場合もある。
【００４８】
粒子の大きさは数平均粒子径で２００ｎｍ以下のものであり、前述したとおり、使用環境や対象となる付着物質によって選択される。
【００４９】
また、２００ｎｍ以下の粒子は可視光波長の半分以下の粒子径であるため、配合しても塗膜の透明性を大きく低下させることはない。
【００５０】
具体的な親水性粒子としては、たとえば酸化ケイ素粒子、酸化チタン粒子、金属（金、白金、銀、銅など）粒子などがあげられ、特に酸化ケイ素粒子、そのなかでもコロイダルシリカが好適である。
【００５１】
市販のコロイダルシリカとしては、たとえば日産化学（株）製のＩＰＡ−ＳＴ、ＩＰＡ−ＳＴ−Ｌ、ＩＰＡ−ＳＴ−ＺＬなどが例示でき、イソプロパノール分散液として入手できる。
【００５２】
疎水性部分を形成する疎水性樹脂としては、親水性粒子の分散性、対水接触角の差などを考慮して親水性粒子に応じて適宜選択すればよく、なかでも対水接触角が６０度以上のものが好適に採用できる。具体例としては、たとえばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルへキシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のエステル；スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニルモノマー；エチレン、プロピレン、ブチレンなどのオレフィン；テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、トリクロロトリフルオロエチレン、パーフルオロオクチルエチル（メタ）アクリレートなどのフッ素含有モノマー；ビニルシランモノマー；ブタジエン；塩化ビニルなどの疎水性モノマーを単独でラジカル重合反応して得られるホモポリマー、該疎水性モノマー同士またはそれらと共重合可能な他のエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーなどが好適なものとしてあげられる。
【００５３】
特に好適な疎水性樹脂としては、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などがあげられる。
【００５４】
アクリル樹脂としては官能基を有する硬化性のアクリル樹脂が好ましく、疎水性はエステル部分の置換基の疎水性を制御することでコントロールすることができる。
【００５５】
またアクリルシリコン樹脂としては、なかでも室温硬化性のアクリルシリコン樹脂が例示できる。
【００５６】
フッ素樹脂としては、従来公知のフッ素樹脂の中から選択できるが、耐候性、塗料化、溶剤溶解性などに有利なことから、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）を主体とする共重合体が好ましい。これらのフッ素樹脂は官能基を有する硬化性のものが好ましい。
【００５７】
親水性粒子との関係では、たとえば酸化ケイ素粒子や酸化チタン粒子、金属粒子に対しては、官能基含有アクリルシリコン系樹脂、などが例示できるが、これらに限定されるものではなく、親水性基を有するアクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂なども適宜選択できる。
【００５８】
また、硬化性の疎水性樹脂を使用する場合は、それぞれの樹脂に使用される従来公知の硬化剤を配合することが好ましい。
【００５９】
たとえば、硬化性官能基が水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、メチロール基、アミド基などの場合は、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシランやこれらの縮合物などのシラン化合物などが好ましくあげられる。
【００６０】
これらの成分を塗料形態にするには、各成分を溶剤に分散または溶解させればよい。
【００６１】
溶剤としては、たとえばケトン系、エステル系、エステルエーテル系、炭化水素系、アミド系、アルコール系、またはこれらの混合溶剤系が例示できる。
【００６２】
具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤；酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル系溶剤；酢酸セロソルブなどのエステルエーテル系溶剤；トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶剤；ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶剤；メタノール，エタノール，イソプロパノール，ｎ−ブタノール，イソブタノール，シクロヘキサノールなどのアルコール系溶剤などがあげられる。
【００６３】
また、親水性粒子など固形分の分散性を高めるために各種の分散剤を使用してもよい。ただし、分散剤は塗膜を形成した後には親水性粒子表面に存在しなくなるものを使用する。たとえば、塗膜の乾燥時に揮散する低分子量の分散剤が好ましいが、塗膜を焼成する場合は高分子量の分散剤であっても焼成時に揮散または分解する分散剤も使用可能である。
【００６４】
さらに必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で各種添加剤を配合してもよい。添加剤としては、たとえば顔料、染料、フィラー、酸化防止剤、レベリング剤、強化用繊維、紫外線吸収剤、光触媒、光安定剤などがあげられる。
【００６５】
塗装方法は特に限定されず、たとえば刷毛塗り法、スプレー法、ディッピング法、ロールコート法などの均一塗膜が形成できる方法であればよい。
【００６６】
塗装後の処理としては、自然乾燥を含む乾燥処理、焼成処理などを、適宜必要に応じて行なうことができる。
【００６７】
塗膜の膜厚は特に制限はないが、２００ｎｍ以上、さらには５００ｎｍ以上、特に５μｍ以上とすることが塗膜強度および適切な非付着性表面構造が形成できる点で好ましい。上限は塗膜にヒビや割れが生じなければ特に限定されない。
【００６８】
本発明の非付着性表面構造を有する塗膜を形成するためには、表面に親水性粒子を比較的高濃度に単分散させる（クリア層をなくすか薄くする）必要があるが、その手段として、たとえばつぎの方法が採用できる。
【００６９】
（１）親水性粒子の配合量（塗料中の濃度）を高める方法
この方法によれば、形成される塗膜中に多量の親水性粒子が存在しており、その空隙を疎水性樹脂が埋めている状態を作り出すことができる。
【００７０】
（２）塗料組成物の粘度で制御する方法
この方法は、上記の方法で調製した塗料組成物に希釈剤または増粘剤を加えて塗料粘度を調整し、親水性粒子の表面濃度を高める方法であり、疎水性樹脂、親水性粒子、溶剤などを考慮し、実験的に選択すればよい。
【００７１】
（３）充填剤を使用する方法
たとえば親水性粒子よりも比重の大きい充填剤を配合しておき、塗膜の内部をその充填剤で占めることにより、表面に親水性粒子を局在化させる方法である。使用する充填剤は疎水性でも親水性でもよい。
【００７２】
充填剤として薄片状の充填剤、たとえば雲母などを配合するときは、塗膜内部がその薄片状充填剤で仕切られ、塗膜形成時に親水性粒子が移動しづらくなって、表面に残存しやすくなることが期待できる。
【００７３】
（４）塗料の塗布後の乾燥条件を選択する方法
この方法により、親水性粒子を塗膜表面に残留させることも可能である。たとえば、低沸点の溶剤を使用し乾燥時間を短くすることにより、親水性粒子が移動（沈積）するまえに分散状態を固定して表面濃度を確保する方法や、スプレー法により塗布時点で溶剤量を少なくさせる（親水性粒子濃度を高める）方法などがあげられる。
【００７４】
クリア層の解消には、使用する親水性粒子、疎水性樹脂、溶剤の種類や組合せを考慮し、それらに合わせて適宜実験などで、本発明の要件を満たす表面構造を与える最適な方法および条件を上記の手段から選定すればよい。
【００７５】
以上に本発明の表面構造について、詳細かつ具体的に説明したが、本発明の表面構造にさらに各種の機能、性質を付与してもよい。
【００７６】
（帯電防止機能）
導電性の材料、たとえば導電性ポリマー、導電性金属フィラー、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどを配合し、表面に分散させることにより、表面構造の帯電防止作用を向上させ、静電気的な付着性物質の付着をさらに防止できる。
【００７７】
こうした優れた帯電防止効果を得るには、表面抵抗値を１０12Ω以下にすることが望ましい。
【００７８】
（抗菌防黴機能）
Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｕなどの抗菌防黴作用を有する金属を親水性粒子として採用するかまたは併用することにより、表面構造に付着防止に加えて抗菌防黴機能を付与することができる。
【００７９】
（耐衝撃性）
ゴム成分を配合するか、熱可塑性エラストマーを配合することにより、表面構造にエラストマー性を付与でき、耐衝撃性を向上させることができる。
【００８０】
（光分解性）
光触媒能を有する粒子、たとえばアナターゼ型酸化チタンなどを使用するか併用することにより、光分解性を付与できる。
【００８１】
本発明はさらに、本発明の表面構造を有する物品、および上記形成法により形成された表面構造を有する物品にも関する。
【００８２】
（１）人体や生物に接する環境で使用される物品：
（親水性粒子の数平均粒子径）
２〜１００ｎｍ、好ましくは２〜４０ｎｍ
【００８３】
（１−１）人体に接する環境で使用される物品：
（付着性物質の種類）
各種の血液成分（血漿、赤血球、血小板、白血球など）、各種体液（リンパ液、唾液、涙、汗、糞尿など）、脂肪、皮膚断片など。
【００８４】
以下に示す抗血栓材料、抗蛋白質付着材料、脂肪・脂質付着防止材料，尿石付着防止材料など、日用品などとしても有用である。
【００８５】
（具体的物品例）
医用関連物品：
人工血管、血液パック、人工臓器、人工心臓、人工肺、肺ドレナージ、人工皮膚、経皮デバイス、採尿パック、導尿カテーテル、眼内レンズ、コンタクトレンズ、人工骨、人工関節、人工歯、歯の虫歯防止剤（歯に塗布する）、便器（尿石が付かない）およびその接続チューブなど。
【００８６】
日用品：
寝具類（布団、ベッド、シーツ）、タオル、手袋（垢がつきにくい）、整髪用器具（くし，はさみ、バリカン、髭剃り、ドライア）、洗面用具（歯ブラシ、風呂桶、浴室マット、浴室用椅子）など。
【００８７】
（１−２）生物が付着しやすい環境で使用される物品：
（付着性物質の種類）
藻、黴、各種細菌など。
【００８８】
（具体的物品例）
船底材料、船底塗料、艦艇用ドッグ、外壁材料、水周り（浴室、シンク、浴槽など）の材料、タイル、水槽、用水路、循環水利用設備（水道など水配管全般）、水中建造物（ダム、港、堤防など）、運河、熱交換器、エアコンのドレインパン、ドレインホース、ドレインポンプ、フィルター類、排水ロ、排水経路、食料品工場（乳製品製造ライン、タンク、配管など）、食品貯蔵庫（冷凍室、冷蔵庫）、食品加工器具（ミキサー、ジューサー、製麺機、炊飯器など）、食器収納器、食器洗浄器、食器乾燥器、飲料のサーバー（ビールやジュースのサーバー、冷水器）、ショーケース、キッチンカウンター、水筒類、貯水槽、プール，コップ、ストロー、食器類（コップ、ポットや急須類では茶渋も付かないので好適）、調理用具（まな板、スポンジ、包丁）、体重計、靴、靴下（水虫防止）、洗濯機、乾燥機、缶切など。
【００８９】
（２）結晶が成長しやすい環境で使用される物品：
（親水性粒子の数平均粒子径）
２〜１００ｎｍ、好ましくは２〜４０ｎｍ
【００９０】
（２−１）ワックスやスラッジが付着しやすい環境で使用される物品：
（付着性物質の種類）
冷凍機油中のスラッジ（各種の油や鉱物油の劣化物）、各種油中のワックス（たとえばｎ−パラフィンなど）成分など。
【００９１】
（具体的物品例）
フィルター、冷凍機の減圧部（キャピラリー、各種減圧弁など）など。
【００９２】
（２−２）スケールが付着しやすい環境で使用される物品：
（付着性物質の種類）
水中の無機物質が析出（たとえば結晶化）したもの。多くのスケールは炭酸やリン酸、硫酸、ケイ酸のカルシウム塩またはシリケートの形で結晶化し析出する。
【００９３】
（具体的物品例）
熱交換器、ボイラー、クーリングタワーなど。
【００９４】
（２−３）着氷が生じやすい環境で使用される物品：
（付着性物質の種類）
水滴、水、氷、雪など。
【００９５】
（具体的物品例）
熱交換器のフィン（デフロスト対策）、屋根材（瓦などにコーティング）、アンテナ、送電線（雪などのよる切断や破壊防止）、船舶外装（着氷防止）、製氷皿、製氷機、冷蔵庫、冷凍庫（室、車）、ガラス（各種車両、建造物）、屋外電気通信機関係（パラボラアンテナなどの各種アンテナ、通信用鉄塔、通信ケーブル、電線、送電用鉄塔など）、輸送車両関係（船舶や列車などのデッキ、各種車両の乗降ステップ、パンタグラフ、トロリー線などの車両の外部突出物、航空機の翼、各種車両の外装）、建築物関係（屋根瓦、タイルなどのエクステリア類）、道路、歩道（凍結しにくく、除雪や除氷も容易）、靴底、タイヤ（凍結しにくい）、塩害防止塗料、碍子（フラッシュオーバーの防止）など。
【００９６】
（３）空気に曝される環境で使用される物品：
（３−１）主として屋内で使用される物品：
付着性物質の大きさが０．０１〜５μｍのものが多く、大部分は０．１〜０．５μｍである点に特徴のある環境である。
【００９７】
（親水性粒子の数平均粒子径）
２〜２００ｎｍ、好ましくは２〜１００ｎｍ、さらに好ましくは５〜５０ｎｍ
【００９８】
（付着性物質の種類）
油煙、煙草の煙やヤニなど。
【００９９】
（具体的物品例）
屋内用建材（天井材、壁材、壁紙など）、ブラインド、カーテン、床材、カーペット、透明部材（照明カバー、ガラス、ショーウインドー、計器類のカバー、眼鏡、ゴーグルなど）、鏡（車両用ミラー、家庭用、洗面鏡など）、熱交換器、空調機（ファン、外装など）、空調機のダクト、加湿ホース（室内への黴、細菌などのアレルゲン発生防止）、吹き出し口、排気口、それらの周囲部分、かつら、人工毛髪、キッチン、レンジフード、服（臭いが移らない）、化粧品（臭いが移らない）など。
【０１００】
（３−２）主として屋外で使用される物品：
付着性物質の大きさが０．０１〜５０μｍのものが多く、種類や大きさが多様である点に特徴のある環境である。
【０１０１】
（親水性粒子の数平均粒子径）
２〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍ
【０１０２】
（付着性物質の種類）
ダスト（約０．１〜５０μｍ）、海岸沿いの食塩結晶（約０．１〜１０μｍ）、液滴（約１０〜５０μｍ）、自動車の排気ガスなど。
【０１０３】
（具体的物品例）
屋外用建材（建築物の外壁、車両や船舶、航空機などの外装）、道路関連部材（ガードレール、標識、信号、トンネル内壁、照明器具、看板のカバー類、防音壁、高架、橋など）、透明部材（屋外照明カバー、ガラス、看板のカバー、ショーウインドー、温室、太陽電池カバー、太陽熱温水器カバー、計器類のカバー、眼鏡、ゴーグルなど）、鏡（車両用ミラー、道路鏡など）、熱交換器、空調機（ファン、外装など）、空調機のダクト、加湿ホース（室内への黴、細菌などのアレルゲン発生防止）、吹き出し口、排気口、それらの周囲部分、煙突内部、その周囲部分、かつら、人工毛髪、外出用服（臭いが移らない）、化粧品（臭いが移らない）、遊具（遊園地や公園の器具類）など。
【０１０４】
（４）電気絶縁性が要求される環境で使用される物品：
絶縁性が要求される物品に導電性の物質が付着すると絶縁性が低下し、発火の原因になったり、効率の低下を引き起こす。
【０１０５】
（親水性粒子の数平均粒子径）
２〜２００ｎｍ、好ましくは２〜１００ｎｍ
【０１０６】
（付着性物質の種類）
各種導電性の物質、たとえばカーボンや炭化物などのほか、付着した物質に水分が含浸され、導電性になったもの。
【０１０７】
（具体的物品例）
各種電気電子部品の端子台、マグネットプラグなどのプラグ類、電気集塵機やイオン発生器などの放電部など。
【０１０８】
（５）張り紙などの貼付けがなされる環境で使用される物品：
親水性粒子で接着性（粘着性）を確保し、疎水性部分で剥離性を確保する。本発明の表面構造では親水性部分と疎水性部分が微細かつ均一に分布しているので、汚れの表面付着を防止した上で、張り紙や粘着テープを貼るときには貼りやすく、剥がすときには剥がしやすいという効果が奏される。
【０１０９】
表面構造の形態としては、疎水性の海と親水性の島からなる海−島表面構造が好適である。
【０１１０】
（具体的物品例）
屋内と屋外の各種壁、各種遊具、トンネル、電柱、電話ボックスなど。
【実施例】
【０１１１】
つぎに実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１１２】
実施例１
つぎの成分を攪拌混合して溶剤型の塗料組成物を調製した。
【０１１３】
（配合）
溶剤：キシレン／ジアセトアルコール／プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）＝２５／５０／２５重量比
疎水性樹脂：大日本インキ化学工業（株）製の室温硬化型３級アミノ基含有アクリルシリコン樹脂のトルエン／イソブタノール溶液：固形分４４重量％。商品名ＢＺ−１１６１
硬化剤：シリコン系硬化剤（大日本インキ化学工業（株）製の商品名ＦＺ−５２３）
親水性粒子：コロイダルシルカ（日産化学（株）製のＩＰＡ−ＳＴ−ＺＬ。シリカの数平均粒子径７０〜１００ｎｍ。３０〜３１重量％のイソプロパノール分散液）
溶剤２５０重量部に対し、疎水性樹脂と硬化剤とコロイダルシリカ（イソプロパノール分散液）を合計で１００重量部添加混合して、塗料組成物を調製した。コロイダルシリカは、シリカ粒子（固形分）／（疎水性樹脂＋硬化剤）の重量比が６０／４０となるように配合した。
【０１１４】
この塗料組成物をポリスチレン板（１５０ｍｍ×８０ｍｍ×５ｍｍ）に乾燥後の厚さが５μｍとなるようにスプレー塗装し、６０℃にて３０分間放置して、本発明の表面構造のサンプルを作製した。
【０１１５】
得られたサンプルの表面を走査型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した。それらの写真を図１に示す。図１は塗膜表面（倍率１００，０００倍）である。
【０１１６】
図１において突出している部分がシリカ粒子（親水性部分）であり、その他が疎水性樹脂部分である。
【０１１７】
図１から、この塗膜表面は、本発明の要件１〜３を満たしていることがわかる。
【０１１８】
実施例２
つぎの成分を攪拌混合して溶剤型の塗料組成物を調製した。
【０１１９】
（配合）
溶剤：キシレン／ジアセトアルコール／ＰＧＭＥ＝２５／５０／２５重量比
疎水性樹脂：大日本インキ化学工業（株）製の室温硬化型３級アミノ基含有アクリルシリコン樹脂のトルエン／イソブタノール溶液：固形分４４重量％。商品名ＢＺ−１１６１
硬化剤：シリコン系硬化剤（大日本インキ化学工業（株）製の商品名ＦＺ−５２３）
親水性粒子：コロイダルシルカ（日産化学（株）製のＩＰＡ−ＳＴ。シリカの数平均粒子径１０〜１５ｎｍ。３０〜３１重量％のイソプロパノール分散液）
溶剤５００重量部に対し、疎水性樹脂と硬化剤とコロイダルシリカ（イソプロパノール分散液）を合計で１００重量部添加混合して、塗料組成物を調製した。コロイダルシリカは、シリカ粒子（固形分）／（疎水性樹脂＋硬化剤）の重量比が３０／７０となるように配合した。
【０１２０】
この塗料組成物をポリスチレン板（１５０ｍｍ×８０ｍｍ×５ｍｍ）に乾燥後の厚さが５μｍとなるようにスプレー塗装し、６０℃にて３０分間放置して、本発明の表面構造のサンプルを作製した。
【０１２１】
得られたサンプルの断面を走査型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した。それらの写真を図２に示す。図２は塗膜表面層部分の断面（倍率１６０，０００倍）である。
【０１２２】
図２において黒い点状の部分がシリカ粒子であり、その他が疎水性樹脂部分である。
【０１２３】
図２から、塗膜表面にクリア層が形成されていないか、形成されている部分でも極めて薄いことがわかる。また、断面写真から、表面においても同様な状態であり、本発明の要件１〜３を満たしているものである。
【０１２４】
実施例３
実施例２において、溶剤５５０重量部に対し、疎水性樹脂と硬化剤とコロイダルシリカ（イソプロパノール分散液）を合計で１００重量部添加混合して、塗料組成物を調製した。コロイダルシリカは、シリカ粒子（固形分）／（疎水性樹脂＋硬化剤）の重量比が３０／７０となるように配合した。
【０１２５】
この塗料組成物をポリスチレン板（１５０ｍｍ×８０ｍｍ×５ｍｍ）に乾燥後の厚さが５μｍとなるようにスプレー塗装し、６０℃にて３０分間放置して、本発明の表面構造のサンプルを作製した。
【０１２６】
得られたサンプルの表面および断面を走査型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、本発明の要件１〜３を満たしていることがわかった。
【０１２７】
比較例１
塗料組成物として特開２００３−１６０６８１号公報の実施例１に記載されている大橋化学工業(株)製のオーマックＮｏ．１００（ＰＳ）クリヤー（アクリル樹脂＋アルコキシシラン＋平均粒子径１０〜４０ｎｍのコロイダルシリカ＋溶剤）を用いたほかは実施例１と同様にしてポリスチレン板上に塗膜を形成した。
【０１２８】
この比較サンプルの断面を走査型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した。その写真を図３に示す。図３は塗膜表面層部分の断面（倍率１６０，０００倍）である。
【０１２９】
図３において黒い部分がシリカ粒子であり、その他が疎水性樹脂部分である。図３から、塗膜表面にクリア層が厚く形成されていることがわかり、その塗膜表面は本発明の要件１〜３を満たしていないことがわかる。
【０１３０】
実施例４
実施例１〜３および比較例１のサンプルおよびブランクについて、付着性物質の非付着性をつぎの手順で評価した。またブランクとして塗膜を形成していないポリスチレン板についても同様に評価した。結果を表１に示す。
【０１３１】
（非付着性の評価試験）
試験１：煙草の煙による汚染試験
サンプルおよびブランク（未処理ポリスチレン板）を喫煙室（約１０ｍ2）内の壁に立て掛け、扇風機で風を当てながら３ヵ月放置し、試験開始前と終了後の色差（ΔＥ）を光度計（日本電色工業（株）製のカラーメータＺ２０００を用い、ＪＩＳ  Ｚ８７２２に準拠して表面の反射率から調べる。
【０１３２】
【表１】
2005154520.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】実施例１で形成した塗膜表面の電子顕微鏡写真（×１００，０００）である。
【図２】実施例２で形成した塗膜断面の電子顕微鏡写真（×１６０，０００）である。
【図３】比較例１で形成した塗膜断面の電子顕微鏡写真（×１６０，０００）である。
【図１】
2005154520.tif 000004
【図２】
2005154520.tif 000005
【図３】
2005154520.tif 000006