(57)【要約】【課題】撥水性を有する凹凸層における凹凸構造により接触物が削れにくい撥水性構造体を提供する。【解決手段】撥水性構造体１は、基材１０と、基材１０の上に形成され、表面に凹凸構造を有する凹凸層２０とを備え、凹凸層２０は、樹脂によって構成されており、平面視したときに、凹凸構造の凸部２０ａのパターンは、格子状であり、凹凸層２０の表面の接触角は、９０度以上である。【選択図】図２
2017106257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の上に形成され、表面に凹凸構造を有する凹凸層とを備え、
前記凹凸層は、樹脂によって構成されており、
平面視したときに、前記凹凸構造の凸部のパターンは、格子状であり、
前記凹凸層の表面の接触角は、９０度以上である
撥水性構造体。
【請求項２】
前記凸部の平面視のパターンの一単位を構成する単位図形は、多角形である
請求項１に記載の撥水性構造体。
【請求項３】
前記凹凸構造の凸部の平面視の配列パターンの一単位を構成する配列単位図形は、三角形であり、
前記配列単位図形内に存在する前記凸部の輪郭線の長さの合計をＹとし、前記配列単位図形である前記三角形の最長の辺の長さをＬとすると、Ｙは、１×Ｌよりも大きくかつ３×Ｌ未満である
請求項２に記載の撥水性構造体。
【請求項４】
前記凹凸構造における凸部の占める割合をＸとすると、
ＸとＹは、Ｘが増加するほどＹが減少する関係にある
請求項３に記載の撥水性構造体。
【請求項５】
Ｘは、０．５５以下である
請求項４に記載の撥水性構造体。
【請求項６】
前記凸部のパターンの一単位を構成する単位図形は、三角形である
請求項２〜５のいずれか１項に記載の撥水性構造体。
【請求項７】
前記凸部のパターンは、前記単位図形が非周期に配置された形状である
請求項２に記載の撥水性構造体。
【請求項８】
前記凸部のパターンは、フィボナッチ数列に従って形成された形状である
請求項２に記載の撥水性構造体。
【請求項９】
前記凸部の断面形状は、矩形の角部がテーパ状となった形状である
請求項１〜８のいずれか１項に記載の撥水性構造体。
【請求項１０】
前記凸部の断面形状は、矩形の角部が円弧状となった形状である
請求項１〜８のいずれか１項に記載の撥水性構造体。
【請求項１１】
前記凹凸層は、紫外線硬化樹脂からなる第１樹脂層と、前記第１樹脂層の表面に形成された、フッ素を含む第２樹脂層とによって構成されている
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撥水性構造体。
【請求項１２】
前記基材は、樹脂又は金属からなる厚さが２００μｍ以下のフィルム状基材である
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撥水性構造体。
【請求項１３】
表面の接触角が９０度以上であり且つ凹凸構造を有する凹凸層を備える撥水性構造体の製造方法であって、
樹脂又は金属からなる厚さが２００μｍ以下のフィルム状の基材の上に紫外線硬化樹脂を塗布する塗布工程と、
前記凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が形成された型を前記紫外線硬化樹脂に押し付けた状態で紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化する硬化工程とを含み、
前記硬化工程では、平面視したときの前記凹凸層の凹凸構造の凸部のパターンが格子状となるように前記紫外線硬化樹脂に押し付けている
撥水性構造体の製造方法。
【請求項１４】
表面の接触角が９０度以上であり且つ凹凸構造を有する凹凸層を備える撥水性構造体の製造方法であって、
前記凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が内部に形成された金型を用いて熱可塑性樹脂を射出成型する成型工程を含み、
前記成型工程では、平面視したときの前記凹凸層の前記凹凸構造の凸部のパターンが格子状となるように熱可塑性樹脂を加工する
撥水性構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥水性構造体及び撥水性構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浴室又は浴室がユニット化されたシステムバス等の水廻り設備には、水廻り用の建築材が用いられている。例えば、浴室には、水廻り用の建築材として、浴室床、浴室壁又は浴室天井等が用いられている。
【０００３】
浴室床等に水が溜まると、水垢（カルシウム等）、皮脂又は石鹸カス等の水汚れが表面に付着する。そこで、浴室床の表面の排水性を向上させるために、浴室床の表面に溝部を形成する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５１０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、浴室床等に溝部を形成しても溝部に水が残ってしまい、溝部内に水汚れが付着する場合がある。
【０００６】
そこで、浴室床等の水廻り用の建築材に、表面の接触角が１５０度以上である超撥水性の撥水性構造体を用いることによって、水汚れが付着することを抑制する技術が検討されている。例えば、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等の樹脂材料からなる床材の上に、表面に撥水性を持たせた微細な凹凸構造を有する凹凸層を形成することによって、超撥水性の表面を持つ撥水性構造体を得ることが検討されている。
【０００７】
しかしながら、凹凸層の微小な凹凸構造を構成する凸部に接触物が接触すると、凹凸層が接触物に押し込まれて接触物が削れてしまい、凹凸層の凹部に接触物が詰まって撥水機能が低下するという課題がある。特に、微小な凹凸構造を有する凹凸層の耐久性を向上させるために凹凸層の材料として硬度の高い樹脂材料を用いると、接触物が削れやすくなってしまう。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、撥水性を有する凹凸層により接触物が削れにくい撥水性構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撥水性構造体の一態様は、基材と、前記基材の上に形成され、表面に凹凸構造を有する凹凸層とを備え、前記凹凸層は、樹脂によって構成されており、平面視したときに、前記凹凸構造の凸部のパターンは、格子状であり、前記凹凸層の表面の接触角は、９０度以上である。
【００１０】
また、本発明に係る撥水性構造体の製造方法の一態様は、表面の接触角が９０度以上であり且つ凹凸構造を有する凹凸層を備える撥水性構造体の製造方法であって、樹脂又は金属からなる厚さが２００μｍ以下のフィルム状の基材の上に紫外線硬化樹脂を塗布する塗布工程と、前記凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が形成された型を前記紫外線硬化樹脂に押し付けた状態で紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化する硬化工程とを含み、前記硬化工程では、平面視したときの前記凹凸層の凹凸構造の凸部のパターンが格子状となるように前記紫外線硬化樹脂に押し付けている。
【００１１】
また、本発明に係る撥水性構造体の他の製造方法の一態様は、表面の接触角が９０度以上であり且つ凹凸構造を有する凹凸層を備える撥水性構造体の製造方法であって、前記凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が内部に形成された金型を用いて熱可塑性樹脂を射出成型する成型工程を含み、前記成型工程では、平面視したときの前記凹凸層の前記凹凸構造の凸部のパターンが格子状となるように熱可塑性樹脂を加工する。
【発明の効果】
【００１２】
撥水性を有する凹凸層により接触物が削れにくい撥水性構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る撥水性構造体を模式的に示す平面図である。
【図２】（ａ）は、実施の形態に係る撥水性構造体の拡大平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIB−IIB線における断面図である。
【図３】凹凸層の凹凸構造における配列単位図形内に存在する凸部の輪郭線の長さの合計Ｙと、凹凸層における凸部の占める割合（凸部面積比）Ｘとの関係を示す図である。
【図４Ａ】凹凸層の凹凸構造における凸部のパターンの一単位を構成する単位図形が円形の場合（比較例）の構造を示す図である。
【図４Ｂ】凹凸層の凹凸構造における凸部のパターンの一単位を構成する単位図形が三角形の場合（実施の形態）の構造を示す図である。
【図５】実施の形態に係る浴室床部材の断面図である。
【図６】実施の形態に係る撥水性構造体１の製造方法のフロー図である。
【図７】実施の形態に係る撥水性構造体の他の製造方法のフロー図である。
【図８】比較例に係る撥水性構造体の拡大平面図である。
【図９】比較例に係る撥水性構造体の凹凸構造の凸部に接触物が接触した状態を示す図である。
【図１０】変形例１に係る撥水性構造体の凹凸層における凸部のパターンの図形を示す図である。
【図１１】変形例２に係る撥水性構造体の凹凸層の拡大断面図である。
【図１２】変形例３に係る撥水性構造体の凹凸層の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１５】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１６】
（実施の形態）
実施の形態に係る撥水性構造体１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る撥水性構造体１を模式的に示す平面図である。図２（ａ）は、同撥水性構造体１の拡大平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIB−IIB線における断面図である。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、撥水性構造体１は、基材１０と、基材１０の上に形成され、表面に微小な凹凸構造を有する樹脂からなる凹凸層２０とを備える。撥水性構造体１は、例えばシート状である。
【００１８】
基材１０は、凹凸層２０を形成するためのベースフィルムである。基材１０は、例えば、樹脂又は金属からなる厚さが２００μｍ以下のフィルム状基材である。
【００１９】
図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹凸層２０の凹凸構造は、凸部２０ａと凹部２０ｂとによって構成されている。凹凸層２０の凹凸構造は、例えばナノオーダサイズ又はマイクロオーダサイズであり、凸部２０ａ又は凹部２０ｂの幅は、例えば３００ｎｍ〜１００μｍである。凹凸層２０の凹凸構造は、例えばナノインプリントによって作製することができる。
【００２０】
このように、凹凸層２０に微小な凹凸構造を設けることで、凹凸層２０に撥水性を持たせることができる。この場合、平面視したときに、凹凸構造における凸部２０ａの面積比率（凸部２０ａ及び凹部２０ｂの合計面積に対する凸部２０ａが占める面積の割合）を小さくするに従って接触角を漸次大きくすることができる。例えば、凸部２０ａの面積比率は、０．５以下であるとよい。
【００２１】
本実施の形態において、凹凸層２０は、第１樹脂層２１と、第１樹脂層２１の表面に形成された第２樹脂層２２とによって構成されている。
【００２２】
第１樹脂層２１は、凹凸層２０のベース層であり、凹凸構造を有する。第１樹脂層２１の凹凸構造は、凹凸層２０の凹凸構造を構成する。第１樹脂層２１では、凹凸構造の凸部の領域が凹部の領域よりも膜厚が厚くなっている。
【００２３】
第１樹脂層２１は、基材１０の上に形成される。第１樹脂層２１は、例えば紫外線硬化樹脂によって構成されている。なお、第１樹脂層２１の材料は、紫外線硬化樹脂に限るものではなく、熱可塑性樹脂等の他の樹脂材料であってもよい。また、第１樹脂層２１には、直径が２０〜３０ｎｍのシリカ等の微粒子が含有しているとよい。これにより、第１樹脂層２１の硬度が大きくなり第１樹脂層２１の強度を高くすることができる。
【００２４】
第２樹脂層２２は、凹凸層２０の表面層であり、第１樹脂層２１の凹凸形状に沿って凹凸形状に形成されている。第２樹脂層２２の膜厚は、一定としているが、これに限るものではない。なお、第２樹脂層２２の膜厚は、第１樹脂層２１の凹部及び凸部のいずれの膜厚よりも薄い。
【００２５】
第２樹脂層２２は、撥水層として機能し、例えばフッ素を含む樹脂によって構成されている。第２樹脂層２２にフッ素を含有させることで、凹凸層２０の表面に撥水性を持たせることができ、第２樹脂層２２を設けない場合と比べて凹凸層２０の接触角を大きくすることができる。
【００２６】
凹凸層２０の表面の接触角は、純水に対する接触角であり、９０度以上である。本実施の形態において、凹凸層２０の表面は超撥水性であり、凹凸層２０の表面の接触角は１５０度以上である。
【００２７】
図１及び図２（ａ）に示すように、凹凸層２０における凹凸構造の凸部２０ａのパターンは、平面視したときに、格子状である。本実施の形態において、凸部２０ａのパターンは、凸部２０ａの平面視のパターンの一単位を構成する単位図形が周期的に配置された形状である。
【００２８】
凸部２０ａの平面視のパターンの一単位を構成する単位図形は、多角形であり、本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、三角形、より具体的には、正三角形である。つまり、凸部２０ａの平面視のパターンの一単位を構成する単位図形は、凹部２０ｂを囲む枠状の正三角形となっている。
【００２９】
このように、凸部２０ａは、三角形の格子状（三角格子）に形成されている。つまり、凸部２０ａは、列方向及び行方向の各々に沿って１８０度逆向きの枠状の三角形が交互に並べられたパターンとなっている。また、凹部２０ｂは、列方向及び行方向の各々に沿って１８０度逆向きの三角形が交互に並べられたパターンとなっている。
【００３０】
本実施の形態において、凹凸構造の凸部２０ａの平面視の配列パターンの一単位を構成する配列単位図形も、三角形である。つまり、凹凸構造の凸部２０ａは、三角配列となっている。そして、配列単位図形内に存在する凸部２０ａの輪郭線の長さの合計をＹとし、配列単位図形である三角形の最長の辺の長さをＬとすると、Ｙは、１×Ｌよりも大きくかつ３×Ｌ未満（Ｌ＜Ｙ＜３Ｌ）である。
【００３１】
なお、凸部２０ａは、凹凸層２０の全領域において一体に形成されている。一方、凹部２０ｂは、枠状の凸部２０ａによって複数個に区画されている。
【００３２】
ここで、図３を用いて、凹凸層２０の凸部２０ａの平面視のパターンの一単位を構成する単位図形が円形の場合（図４Ａ：比較例）と三角形の場合（図４Ｂ：本実施の形態）とについて、配列単位パターンがいずれも三角形であるときの当該配列単位パターン内に存在する凸部２０ａの輪郭線の長さの合計Ｙと、凹凸層２０における凸部２０ａの占める割合（凸部面積比）Ｘとの関係について説明する。
【００３３】
なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、ハッチングで示される領域は凸部２０ａが存在する領域を示しており、破線は、配列単位図形（三角形）を示している。また、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、実線は、凸部と凹部との境界線を示しており、そのうち太い実線は、配列単位パターン内に存在する凸部２０ａの輪郭線を示している。
【００３４】
図３に示すように、凸部２０ａが円柱状で単位図形が円形の場合（図４Ａ：比較例）では、ＸとＹは、Ｘが増加するほどＹが増加する関係にあるが、凸部２０ａの単位形状が三角形の格子状（三角格子）である場合（図４Ｂ：本実施の形態）では、ＸとＹは、Ｘが増加するほどＹが減少する関係にある。また、本実施の形態において、Ｘは、０．５５以下であるとよい。
【００３５】
このように構成される撥水性構造体は、例えば、浴室床部材として利用することができる。図５は、実施の形態に係る浴室床部材２の断面図である。
【００３６】
図５に示すように、浴室床部材２は、樹脂基材３０の上に、撥水性構造体１が設けられた構成となっている。
【００３７】
樹脂基材３０は、床材であり、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）によって構成されている。繊維強化プラスチックとしては、例えば、熱硬化性樹脂と充填材等との混合物をガラス繊維等の強化繊維に含浸させたシート状の熱硬化性成形材料（ＳＭＣ：Ｓｈｅｅｔ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を用いることができるが、これに限るものではない。
【００３８】
図５に示すように、樹脂基材３０には凹凸構造が設けられているとよい。樹脂基材３０に凹凸構造を設けることよって、ユーザが足をすべらせてしまうことを抑制することができる。樹脂基材３０の凹凸構造は、撥水性構造体１における凹凸層２０の凹凸構造よりも大きいサイズであり、例えば、ミリオーダ又はセンチオーダである。
【００３９】
撥水性構造体１は、シート状であり、樹脂基材３０の凹凸構造の表面に沿って設けられている。図５では、樹脂基材３０の表面は凹凸構造であるので、撥水性構造体１はその樹脂基材３０の凹凸構造に沿って凹凸形状に上下に折り曲げられるように設けられている。
【００４０】
また、本実施の形態において、撥水性構造体１は、樹脂基材３０の凹凸構造の表面全体、すなわち凸部の表面にも凹部の表面にも設けられているが、撥水性構造体１は、少なくとも樹脂基材３０の凹部に設けられているよい。つまり、撥水性構造体１を樹脂基材３０の凹部のみに設けてもよい。これにより、浴室床部材２の凹部（溝部）に水が残ってしまうことを抑制することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、撥水性構造体１を浴室床部材２に用いる場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、撥水性構造体１は、浴室壁又は浴室天井等の浴室用建築材、その他水廻り用の建築材として用いてもよい。
【００４２】
次に、本実施の形態における撥水性構造体１の製造方法について、図２を参照しながら図６を用いて説明する。図６は、実施の形態に係る撥水性構造体１の製造方法のフロー図である。
【００４３】
本実施の形態における撥水性構造体１の製造方法は、表面の接触角が９０度以上であり且つ凹凸構造を有する凹凸層２０を備える撥水性構造体１の製造方法であって、図６に示すように、紫外線硬化樹脂を塗布する塗布工程Ｓ１１と、紫外線硬化樹脂を硬化する硬化工程Ｓ１２と、撥水層を形成する撥水層形成工程Ｓ１３とを含む。
【００４４】
塗布工程Ｓ１１では、樹脂又は金属からなる厚さが２００μｍ以下のフィルム状の基材１０の上に、第１樹脂材料として紫外線硬化樹脂を塗布する。
【００４５】
硬化工程Ｓ１２では、凹凸層２０の凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が形成された型を紫外線硬化樹脂に押し付けた状態で紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化する。これにより、図２（ｂ）に示すように、基材１０の上に、凹凸構造を有する第１樹脂層２１が形成される。
【００４６】
このとき、硬化工程Ｓ１２では、図２（ａ）に示すように、平面視したときの凹凸層２０の凹凸構造の凸部２０ａのパターンが格子状となるように紫外線硬化樹脂を押しつけている。これにより、微小な凹凸構造を有する第１樹脂層２１を形成することができる。
【００４７】
本実施の形態において、塗布工程Ｓ１１及び硬化工程Ｓ１２は、Ｒｏｌｌ−Ｔｏ−Ｒｏｌｌ転写方式によるナノインプリント技術を用いて行うことができる。この場合、基材１０の上に紫外線硬化樹脂を塗工し（Ｓ１１）、紫外線硬化樹脂をグラビアロールにて成形することで第１樹脂層２１を形成することができる。なお、グラビアロールの型としては、凹凸層２０の凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が形成されたものを用いることができる。
【００４８】
その後、撥水層形成工程Ｓ１３では、第１樹脂層２１の表面に撥水層として第２樹脂層２２を形成する。例えば、第１樹脂層２１の表面に、第２樹脂材料としてフッ素を含む樹脂を塗布して硬化させる。これにより、図２（ｂ）に示すように、第１樹脂層２１の凹凸構造の凹凸表面に沿って第２樹脂層２２が形成される。この結果、第１樹脂層２１と第２樹脂層２２とからなる凹凸層２０を形成することができる。
【００４９】
以上のようにして、フィルム状の基材１０の上に凹凸層２０が形成されたシート状の撥水性構造体１を得ることができる。
【００５０】
また、このように得られたシート状の撥水性構造体１を、樹脂基材３０に貼り合わせることによって、図５に示すような浴室床部材２を得ることができる。例えば、プレス成形機を構成する上金型と下金型との間に、シート状の撥水性構造体１（加飾シート）と樹脂基材３０（例えばＳＭＣ）とを配置して、撥水性構造体１と樹脂基材３０とを上金型と下金型とで挟んでプレス成形する。これにより、樹脂基材３０の表面に撥水性構造体１が形成された成型品を作製することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態における撥水性構造体１は、図６に示す方法で製造される場合に限るものではなく、他の方法によっても製造することができる。この他の方法について、図２を参照しながら図７を用いて説明する。図７は、実施の形態に係る撥水性構造体１の他の製造方法のフロー図である。
【００５２】
本実施の形態における撥水性構造体１の他の製造方法は、表面の接触角が９０度以上であり且つ凹凸構造を有する凹凸層２０を備える撥水性構造体１の製造方法であって、図７に示すように、熱可塑性樹脂を射出成型する成型工程Ｓ２１と、撥水層を形成する撥水層形成工程Ｓ２２とを含む。
【００５３】
成型工程Ｓ２１では、凹凸層２０の凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が内部に形成された金型を用いて熱可塑性樹脂（第１樹脂材料）を射出成型している。これにより、凹凸構造を有する第１樹脂層２１が形成される。
【００５４】
このとき、成型工程Ｓ２１では、図２（ａ）に示すように、平面視したときの凹凸層２０の凹凸構造の凸部２０ａのパターンが格子状となるように熱可塑性樹脂を加工する。これにより、微小な凹凸構造を有する第１樹脂層２１を形成することができる。
【００５５】
撥水層形成工程Ｓ２２は、上記の撥水層形成工程Ｓ１３と同じであり、第１樹脂層２１の表面に撥水層として第２樹脂層２２を形成する。これにより、図２（ｂ）に示すように、第１樹脂層２１の凹凸構造の凹凸表面に沿って第２樹脂層２２が形成される。この結果、第１樹脂層２１と第２樹脂層２２とからなる凹凸層２０を形成することができる。
【００５６】
なお、図７に示す製造方法では、基材１０を用いていないが、基材１０を用いてもよい。この場合、第１樹脂層２１に第２樹脂層２２を形成する前に第１樹脂層２１を基材１０に形成してもよいし、第１樹脂層２１に第２樹脂層２２を形成して凹凸層２０を作製した後に凹凸層２０を基材１０に形成してもよい。
【００５７】
次に、本実施の形態における撥水性構造体１の作用効果について、本発明に至った経緯も含めて図８及び図９を用いて説明する。図８は、比較例に係る撥水性構造体１００の拡大平面図であり、凹凸パターンを示している。図９は、比較例に係る撥水性構造体１００の凹凸構造の凸部１２０ａに接触物が接触した状態を示す図であり、図８のIX−IX線における撥水性構造体１００の拡大断面図である。
【００５８】
図８に示される比較例に係る撥水性構造体１００と図２（ａ）に示される実施の形態に係る撥水性構造体１とでは、凹凸層における凹凸構造のパターンが異なる。具体的には、図２（ａ）に示される撥水性構造体１の凹凸層２０の凹凸構造は、格子状の凸部２０ａによって構成されていたのに対して、図８に示される撥水性構造体１００の凹凸層１２０の凹凸構造は、円柱状の複数の凸部２０ａによって構成されている。
【００５９】
なお、図２（ａ）に示される撥水性構造体１及び図８に示される撥水性構造体１００は、いずれも凹凸構造の凸部の配列パターンの一単位を構成する配列単位図形が三角形である。つまり、図２（ａ）に示される撥水性構造体１の凹凸層２０の凸部２０ａは三角配列であり、図８に示される撥水性構造体１００の凹凸層１２０の凸部１２０ａも三角配列である。
【００６０】
図８に示される撥水性構造体１００の凹凸層１２０の凸部１２０ａに接触物が接触すると、凹凸層１２０が接触物に押し込まれて接触物を引きずったときに接触物が削れてしまい、削られた接触物が凹凸層１２０の凹部に詰まることにより、撥水機能が低下するという課題がある。
【００６１】
例えば、図９に示すように、撥水性構造体１００が形成された浴室床の上に石鹸２００が落下したときに凹凸層１２０の表面に石鹸２００（接触物）が接触し、この凹凸層１２０の凸部１２０ａの角部に石鹸２００が落下したときの押圧力が集中する。つまり、凸部１２０ａの角部ではせん断応力が発生し、石鹸２００に凸部１２０ａが押し込まれる。凸部１２０ａが押し込まれた状態で、石鹸２００が水平方向に動くと、石鹸２００が削れてしまったり、削れた石鹸２００が凹凸層１２０の凹部に詰まったりする場合がある。
【００６２】
また、微小な凹凸構造を有する凹凸層１２０の表面に湯桶又はシャンプーボトル等の接触物が接触した場合にも、接触物が削れて凹凸層１２０の凹部に詰まる場合がある。
【００６３】
特に、微小な凹凸構造を有する凹凸層１２０の耐久性を向上させるために凹凸層１２０の材料として硬度の高い樹脂材料を用いると、接触物の接触によって接触物が削れやすくなってしまう。つまり、撥水性と耐久性とを両立させることが難しかった。
【００６４】
そこで、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る撥水性構造体１では、樹脂によって構成された凹凸層２０の凹凸構造の凸部２０ａのパターンを格子状とし、凹凸層２０の表面の接触角を９０度以上としている。
【００６５】
これにより、平面視したときに凸部２０ａの角部（凸から凹へのエッジ部分）の長さを長くすることができるので、接触物によって凸部２０ａの角部にかかるせん断応力を低くすることができる。これにより、接触物が削れてしまうことを抑制できる。
【００６６】
特に、凹凸層２０の耐久性を向上させるために凹凸層２０の材料として硬度の高い樹脂材料を用いたとしても、接触物の接触によって接触物が削れることを抑制できる。したがって、撥水性と耐久性とを両立させることができる撥水性構造体１を実現することができる。
【００６７】
また、本実施の形態において、凸部２０ａのパターンの一単位を構成する単位図形は、多角形である。
【００６８】
これにより、格子状の凸部２０ａを構造的に強くすることができるので、凸部２０ａの角部が削れてしまうことを抑制できる。
【００６９】
また、本実施の形態において、凹凸層２０の凹凸構造における凸部２０ａの配列パターンの一単位を構成する配列単位図形は、三角形であり、配列単位図形内に存在する凸部２０ａの輪郭線の長さの合計をＹとし、配列単位図形である三角形の最長の辺の長さをＬとすると、Ｙは、１×Ｌよりも大きくかつ３×Ｌ未満である。
【００７０】
このように、凸部２０ａの格子の単位長さに対する凸部２０ａの角部の長さの範囲を規定することで、格子状の凸部２０ａのパターンの一単位を構成する単位図形を、三角配列の中で最も角部の長さの長い形状、つまり三角形の格子状（三角格子）に近づけることができる。これにより、接触物が削れてしまうことを一層抑制できる。
【００７１】
さらに、この場合、凹凸層２０の凹凸構造における凸部２０ａの占める割合（凸部面積比）をＸとすると、ＸとＹは、Ｘが増加するほどＹが減少する関係にある。
【００７２】
これにより、凸部２０ａのパターンの一単位を構成する単位図形を、より三角形の格子状に近づけることができるので、接触物が削れてしまうことを一層抑制できる。
【００７３】
なお、本実施の形態において、凸部２０ａのパターンの一単位を構成する単位図形は、三角形である。
【００７４】
このように、三角配列の中で最も角部の長さが長い三角形の格子状にすることができるので、接触物が削れてしまうことを一層抑制できる。
【００７５】
また、凹凸層２０の凹凸構造における凸部２０ａが占める割合はあまり大きすぎない方がよく、上記Ｘは、０．５５以下であるとよい。
【００７６】
これにより、接触角が１５０度以上である超撥水性の表面を有する凹凸層２０を容易に実現することができる。
【００７７】
また、本実施の形態において、凸部２０ａのパターンは、凸部２０ａのパターンの一単位を構成する単位図形が周期的に配置された形状であったが、これに限らない。例えば、凸部２０ａのパターンは、凸部２０ａのパターンの一単位を構成する単位図形がランダム等の非周期に配置された形状であってもよい。また、図１０に示すように、凸部２０ａのパターンは、フィボナッチ数列に従って形成された形状であってもよい。
【００７８】
このように、凸部２０ａのパターンを非周期的な配置又はフィボナッチ数列に従った形状にすることで、虹色の干渉模様等が発生することを抑制することができる。
【００７９】
また、本実施の形態において、凸部２０ａの断面形状は、角部が直角の矩形であるが、これに限らない。例えば、図１１に示すように、凸部２０ａの断面形状は、矩形の角部がテーパ状（Ｃ面）となった形状であってもよいし、図１２に示すように、凸部２０ａの断面形状は、矩形の角部が円弧状（Ｒ面）となった形状であってもよい。
【００８０】
これにより、凸部２０ａの角部が直角である場合と比べて、接触物によって凸部２０ａの角部にかかるせん断応力を軽減することができる。したがって、凸部２０ａの角部が削れてしまうことを効果的に抑制できる。
【００８１】
また、本実施の形態において、凹凸層２０は、紫外線硬化樹脂からなる第１樹脂層２１と、第１樹脂層２１の表面に形成された、フッ素を含む第２樹脂層２２とによって構成されている。
【００８２】
これにより、撥水性を有する凹凸層２０を容易に形成することができる。
【００８３】
また、本実施の形態において、基材１０は、樹脂又は金属からなる厚さが２００μｍ以下のフィルム状基材である。
【００８４】
これにより、基材１０に凹凸層２０を形成することによって、シート状の撥水性構造体１を容易に実現することができる。
【００８５】
また、本実施の形態における撥水性構造体１の製造方法は、樹脂又は金属からなる厚さが２００μｍ以下のフィルム状の基材１０の上に紫外線硬化樹脂を塗布する塗布工程Ｓ１１と、凹凸層２０の凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が形成された型を紫外線硬化樹脂に押し付けた状態で紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化する硬化工程Ｓ１２とを含み、硬化工程Ｓ１２では、平面視したときの凹凸構造の凸部のパターンが格子状となるように紫外線硬化樹脂を押し付けている。
【００８６】
これにより、ナノインプリント技術を用いた転写法によって凹凸層２０をフィルム状の基材１０の上に形成することができるので、シート状の撥水性構造体１を容易に作製することができる。
【００８７】
また、本実施の形態における撥水性構造体１の他の製造方法は、凹凸層２０の凹凸構造を反転させた形状の凹凸構造が内部に形成された金型を用いて熱可塑性樹脂を射出成型する成型工程Ｓ２１を含み、成型工程Ｓ２１では、平面視したときの凹凸層２０の凹凸構造の凸部２０ａのパターンが格子状となるように熱可塑性樹脂を加工している。
【００８８】
これにより、金型を用いた射出成型によって凹凸層２０を有するシート状の撥水性構造体１を容易に作製することができる。
【００８９】
以上、本発明に係る撥水性構造体及びその製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００９０】
例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
１  撥水性構造体
２  浴室床部材
１０  基材
２０  凹凸層
２０ａ  凸部
２０ｂ  凹部
２１  第１樹脂層
２２  第２樹脂層
３０  樹脂基材
【図１】
2017106257.tif 000003
【図２】
2017106257.tif 000004
【図３】
2017106257.tif 000005
【図４Ａ】
2017106257.tif 000006
【図４Ｂ】
2017106257.tif 000007
【図５】
2017106257.tif 000008
【図６】
2017106257.tif 000009
【図７】
2017106257.tif 000010
【図８】
2017106257.tif 000011
【図９】
2017106257.tif 000012
【図１０】
2017106257.tif 000013
【図１１】
2017106257.tif 000014
【図１２】
2017106257.tif 000015