JPH08268378A - 空気保持能を有する表面構造及びその形成方法 - Google Patents
空気保持能を有する表面構造及びその形成方法Info
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- JPH08268378A JPH08268378A JP7076476A JP7647695A JPH08268378A JP H08268378 A JPH08268378 A JP H08268378A JP 7076476 A JP7076476 A JP 7076476A JP 7647695 A JP7647695 A JP 7647695A JP H08268378 A JPH08268378 A JP H08268378A
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Abstract
(57)【要約】
【目 的】 基材表面に液体が付着しないものを提供す
る。 【構 成】 基材１の表面が低表面張力の材料で覆わ
れ、かつ微細凹凸部５，６を有しており、液体８と接し
た時に、前記微細凹凸部５，６に空気が蓄えられるよう
にした空気保持能を有する表面構造。
る。 【構 成】 基材１の表面が低表面張力の材料で覆わ
れ、かつ微細凹凸部５，６を有しており、液体８と接し
た時に、前記微細凹凸部５，６に空気が蓄えられるよう
にした空気保持能を有する表面構造。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば水中構造物や陸
上構造物において、雨・雪水等液体と接する構造物の表
面に空気を蓄えることにより液体の付着を防止すること
ができる空気保持能を有する表面構造及びその形成方法
に関する。
上構造物において、雨・雪水等液体と接する構造物の表
面に空気を蓄えることにより液体の付着を防止すること
ができる空気保持能を有する表面構造及びその形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液体と接する基材（以下単に基材
という）表面の防食性、防水性、耐酸・アルカリ性、耐
薬品性等を得る技術としては、一般には化学的に安定な
フッ素樹脂やシリコーン樹脂をガラスや金属等の基材表
面にコーティングする方法が良く用いられている。この
ようにして得られた表面の水との接触角は８５゜〜１１
５゜程度であり、通常の基材表面に比べると疎水性が高
い。
という）表面の防食性、防水性、耐酸・アルカリ性、耐
薬品性等を得る技術としては、一般には化学的に安定な
フッ素樹脂やシリコーン樹脂をガラスや金属等の基材表
面にコーティングする方法が良く用いられている。この
ようにして得られた表面の水との接触角は８５゜〜１１
５゜程度であり、通常の基材表面に比べると疎水性が高
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
では、経時的に特性が劣化し、長期的には初期特性を維
持することができず、また液体の付着を完全に防止する
ことはできないという問題を有する。さらに液体との付
着を起因とする表面の汚染、腐食等を防止することは基
本的にできない。
では、経時的に特性が劣化し、長期的には初期特性を維
持することができず、また液体の付着を完全に防止する
ことはできないという問題を有する。さらに液体との付
着を起因とする表面の汚染、腐食等を防止することは基
本的にできない。
【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、基材表面に空気保
持能を持たせることにより、その表面と液体との間に空
気層を形成させ、液体の付着を防止するという、従来に
ない概念の空気保持能を有する表面構造及びその形成方
法を提供するところにある。
るもので、その目的とするところは、基材表面に空気保
持能を持たせることにより、その表面と液体との間に空
気層を形成させ、液体の付着を防止するという、従来に
ない概念の空気保持能を有する表面構造及びその形成方
法を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の空気保持能を有
する表面構造は、基材表面が低表面張力の材料で覆われ
ている微細凹凸部からなり、液体と接した時に、前記微
細凹凸部に空気が蓄えられるようにした新たな表面構
造、あるいはこの表面構造を持つ各種の部材乃至はこの
部材を使用した構造物を提供することを特徴とする。
する表面構造は、基材表面が低表面張力の材料で覆われ
ている微細凹凸部からなり、液体と接した時に、前記微
細凹凸部に空気が蓄えられるようにした新たな表面構
造、あるいはこの表面構造を持つ各種の部材乃至はこの
部材を使用した構造物を提供することを特徴とする。
【０００６】低表面張力の材料として少なくともフッ素
含有表面処理剤で表面処理した粉体粒子からなることを
特徴とする。また、微細凹凸部が、少なくとも前記粉体
粒子同志で形成される比較的大なる微細凹凸部と前記粉
体粒子自体の表面形状による比較的小なる極微細凹凸部
からなることを特徴とする。
含有表面処理剤で表面処理した粉体粒子からなることを
特徴とする。また、微細凹凸部が、少なくとも前記粉体
粒子同志で形成される比較的大なる微細凹凸部と前記粉
体粒子自体の表面形状による比較的小なる極微細凹凸部
からなることを特徴とする。
【０００７】さらに、本発明の空気保持能を有する表面
構造の形成方法は、基材表面に塗料層を形成し、この塗
料層の表面に前記粉体粒子を突出するよう形成されるこ
とを特徴とする。
構造の形成方法は、基材表面に塗料層を形成し、この塗
料層の表面に前記粉体粒子を突出するよう形成されるこ
とを特徴とする。
【０００８】
【作 用】本発明の空気保持能を有する表面構造によれ
ば、粉体粒子表面の凹凸部が低表面張力の材料に覆わ
れ、さらに基材表面が粉体粒子同志で形成される微細凹
凸構造を有した状態で覆われている。その結果、物体の
表面と液体との接触面積が著しく小さくなり、液体と接
触した時に、この凹凸部に空気が封じ込まれ保持された
状態となる。この表面に液体をのせると液体は凸部の上
に持ち上げられ、液体の表面張力作用でころころと水銀
のように転がる性質がある。
ば、粉体粒子表面の凹凸部が低表面張力の材料に覆わ
れ、さらに基材表面が粉体粒子同志で形成される微細凹
凸構造を有した状態で覆われている。その結果、物体の
表面と液体との接触面積が著しく小さくなり、液体と接
触した時に、この凹凸部に空気が封じ込まれ保持された
状態となる。この表面に液体をのせると液体は凸部の上
に持ち上げられ、液体の表面張力作用でころころと水銀
のように転がる性質がある。
【０００９】また液体中においては基材表面に空気を保
持し、この空気が表面において膜状になって存在するこ
とから空気中から基材表面を観察すると、その表面は銀
色を呈している。この空気膜は簡単には剥離することが
なく、さらにこの表面に空気を供給するとこの空気は液
体と空気との表面エネルギーを減少させようとするため
に、既に存在していた空気と合体する。このように、表
面に空気保持能を持たせることにより、基材表面と液体
との間に薄い空気層が形成させ、液体の付着を防止する
ことが可能となる。
持し、この空気が表面において膜状になって存在するこ
とから空気中から基材表面を観察すると、その表面は銀
色を呈している。この空気膜は簡単には剥離することが
なく、さらにこの表面に空気を供給するとこの空気は液
体と空気との表面エネルギーを減少させようとするため
に、既に存在していた空気と合体する。このように、表
面に空気保持能を持たせることにより、基材表面と液体
との間に薄い空気層が形成させ、液体の付着を防止する
ことが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、図面に基づき本発明による空気保持能
を有する表面構造とその表面構造の形成方法の実施例を
詳細に説明する。図１は空気保持能を有する表面構造の
一実施例を示す模式的断面図であって、１は液体と接す
る基材であり、この基材１の表面には低表面張力を有す
る粉体粒子３とバインダ２からなる塗料層４が形成さ
れ、この塗料層４上に低表面張力を有する粉体粒子３が
突出するように形成され、この粉体粒子３の集合体によ
って凸部６と凹部５とよりなる微細な凹凸部７が構成さ
れている。
を有する表面構造とその表面構造の形成方法の実施例を
詳細に説明する。図１は空気保持能を有する表面構造の
一実施例を示す模式的断面図であって、１は液体と接す
る基材であり、この基材１の表面には低表面張力を有す
る粉体粒子３とバインダ２からなる塗料層４が形成さ
れ、この塗料層４上に低表面張力を有する粉体粒子３が
突出するように形成され、この粉体粒子３の集合体によ
って凸部６と凹部５とよりなる微細な凹凸部７が構成さ
れている。
【００１１】詳述すれば、基材１としては金属や木等で
構成される構造材料、一部が水中に没する構造物、繊維
製品、合成樹脂成形品等、液体特に水と接触する各種の
ものが使用される。塗料層４は、バインダ２の表面に付
着させた粉体粒子３とからなり、例えばシリコーン樹
脂、フッ素樹脂またはアクリル樹脂等の疎水性が高く、
低吸水性の樹脂からなるバインダ２を基材１の表面に塗
布して形成される。
構成される構造材料、一部が水中に没する構造物、繊維
製品、合成樹脂成形品等、液体特に水と接触する各種の
ものが使用される。塗料層４は、バインダ２の表面に付
着させた粉体粒子３とからなり、例えばシリコーン樹
脂、フッ素樹脂またはアクリル樹脂等の疎水性が高く、
低吸水性の樹脂からなるバインダ２を基材１の表面に塗
布して形成される。
【００１２】そしてバインダ２の表面に低表面張力を有
する粉体粒子３が突出するように設けて塗料層４を形成
している。なお、前記バインダ２は表面張力を高くする
要因のある親水性の顔料等の使用は極力避けた方が好ま
しい。また、低表面張力の粉体粒子３は基本的には、粒
子表面を低表面張力に表面処理できるものであれば良
く、例えばシリカ粒子の他には、アルミナ、チタニア等
の無機系粒子、ポリメタクリル酸メチル等の有機系粒子
が用いられる。
する粉体粒子３が突出するように設けて塗料層４を形成
している。なお、前記バインダ２は表面張力を高くする
要因のある親水性の顔料等の使用は極力避けた方が好ま
しい。また、低表面張力の粉体粒子３は基本的には、粒
子表面を低表面張力に表面処理できるものであれば良
く、例えばシリカ粒子の他には、アルミナ、チタニア等
の無機系粒子、ポリメタクリル酸メチル等の有機系粒子
が用いられる。
【００１３】粉体粒子３の形状は、液体との接触面積を
少なくし、粉体粒子３自体にも空気保持能を持たせるた
め、表面は極微細な凹凸構造３ａを有する必要があり、
形状として幾何学的複雑さの度合いを増す方が好まし
い。設計思想的にはフラクタル的で、次数が大きい、す
なわち表面の形状が複雑である方が好ましい。したがっ
て、多孔性に富んだものや比表面積の大きなものが好ま
しく、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ〜３０００ｍ2 ／ｇ、好
ましくは３０ｍ2 ／ｇ〜５００ｍ2 ／ｇのものが良い。
少なくし、粉体粒子３自体にも空気保持能を持たせるた
め、表面は極微細な凹凸構造３ａを有する必要があり、
形状として幾何学的複雑さの度合いを増す方が好まし
い。設計思想的にはフラクタル的で、次数が大きい、す
なわち表面の形状が複雑である方が好ましい。したがっ
て、多孔性に富んだものや比表面積の大きなものが好ま
しく、比表面積が１０ｍ2 ／ｇ〜３０００ｍ2 ／ｇ、好
ましくは３０ｍ2 ／ｇ〜５００ｍ2 ／ｇのものが良い。
【００１４】空気保持空間は大きく確保しつつ表面凹凸
形状の幾何学的複雑さの度合いを増す方法としては、前
述のように多孔性に富んだり、比表面積の大きな粉体粒
子を用いることに加え、例えば大きな粉体粒子の周りに
小さな粉体粒子を被覆させた複合粉体粒子を用いても良
い。これには、例えば平均粒径２μｍの低表面張力を有
する粉体粒子の周りに平均粒径が０．０１５μｍの低表
面張力を有する粉体粒子を被覆させるといった複合粉体
粒子を使用することができる。
形状の幾何学的複雑さの度合いを増す方法としては、前
述のように多孔性に富んだり、比表面積の大きな粉体粒
子を用いることに加え、例えば大きな粉体粒子の周りに
小さな粉体粒子を被覆させた複合粉体粒子を用いても良
い。これには、例えば平均粒径２μｍの低表面張力を有
する粉体粒子の周りに平均粒径が０．０１５μｍの低表
面張力を有する粉体粒子を被覆させるといった複合粉体
粒子を使用することができる。
【００１５】また、ポリテトラフルオロエチレン（以
下、ＰＴＦＥと称す）粒子の如き通常表面が滑らかな粒
子は微細な凹凸構造を有していない。このため前記の如
き粒子の表面自体に空気保持能を有することができず、
液体との接触面積が大きくなる。そして、前記の如き粒
子同志で比較的大なる凹凸を有するような表面を形成し
ても、空気保持能は有するものの表面の液体付着防止力
は弱く、経時的耐久性に劣る。したがって、前記の如き
粒子は単独で使うというよりは、表面に微細な凹凸構造
を有する粉体粒子と複合して使用するのが好ましい。
下、ＰＴＦＥと称す）粒子の如き通常表面が滑らかな粒
子は微細な凹凸構造を有していない。このため前記の如
き粒子の表面自体に空気保持能を有することができず、
液体との接触面積が大きくなる。そして、前記の如き粒
子同志で比較的大なる凹凸を有するような表面を形成し
ても、空気保持能は有するものの表面の液体付着防止力
は弱く、経時的耐久性に劣る。したがって、前記の如き
粒子は単独で使うというよりは、表面に微細な凹凸構造
を有する粉体粒子と複合して使用するのが好ましい。
【００１６】粉体粒子３は微細な粒子であり、平均粒径
が０．０１５μｍ〜５０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜
１０μｍの範囲のものが良い。平均粒径が前記範囲より
大きいと基材表面に凹凸構造を形成した時、小さな液滴
が凹部に引っかかり易く、また経時的耐久性に劣る。ま
た粒径の下限については、図１に示すように凹凸部７の
凸部６の頂部で水滴等液体８（液滴）の表面を支持する
必要があることを考慮する。したがって、粒径が前述の
範囲より小さいと基材表面に凹凸構造を形成した時、凹
凸部７が小さく表面構造が平滑になりすぎると液体８と
の接触面積が大きくなり、空気を保持する空間、即ち凹
部５内に空気を取り込み保持する空間が少なくなってし
まう現象が発生する。
が０．０１５μｍ〜５０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜
１０μｍの範囲のものが良い。平均粒径が前記範囲より
大きいと基材表面に凹凸構造を形成した時、小さな液滴
が凹部に引っかかり易く、また経時的耐久性に劣る。ま
た粒径の下限については、図１に示すように凹凸部７の
凸部６の頂部で水滴等液体８（液滴）の表面を支持する
必要があることを考慮する。したがって、粒径が前述の
範囲より小さいと基材表面に凹凸構造を形成した時、凹
凸部７が小さく表面構造が平滑になりすぎると液体８と
の接触面積が大きくなり、空気を保持する空間、即ち凹
部５内に空気を取り込み保持する空間が少なくなってし
まう現象が発生する。
【００１７】このような粉体粒子３は低表面処理剤で表
面処理される。この場合、表面処理剤としては、例え
ば、パーフルオロアルキルシラン、パーフルオロアルキ
ルシラザン、パーフルオロアルキル基含有オルガノシロ
キサン、ポリヘキサフルオロプロピレンオキシド、パー
フルオロポリエーテルといったフッ素含有表面処理剤で
あり、少なくともこれらのフッ素含有表面処理剤の群か
ら選ばれた一種または二種以上で粉体粒子３表面を処理
すれば良い。ただし、表面処理剤により粉体粒子３表面
の親水部を完全にかつ強固に被覆する必要があり、粉体
粒子３と表面処理剤とのマッチングを取る必要がある。
面処理される。この場合、表面処理剤としては、例え
ば、パーフルオロアルキルシラン、パーフルオロアルキ
ルシラザン、パーフルオロアルキル基含有オルガノシロ
キサン、ポリヘキサフルオロプロピレンオキシド、パー
フルオロポリエーテルといったフッ素含有表面処理剤で
あり、少なくともこれらのフッ素含有表面処理剤の群か
ら選ばれた一種または二種以上で粉体粒子３表面を処理
すれば良い。ただし、表面処理剤により粉体粒子３表面
の親水部を完全にかつ強固に被覆する必要があり、粉体
粒子３と表面処理剤とのマッチングを取る必要がある。
【００１８】粉体粒子３表面の表面処理方法及び処理に
関する条件は特に限定されるものではなく、使用する粉
体粒子３や表面処理剤の種類、材料特性等により適宜行
えば良い。さらに、粉体粒子３表面の完全疎水化を施す
目的から、粉体粒子３表面をフッ素含有表面処理剤で多
段階処理したり、粉体粒子３表面の一部をフッ素含有表
面処理剤以外の炭化水素系表面処理剤を用いたり、粉体
粒子３表面を低表面張力に表面処理した後、さらにフッ
素系ガスを用いてフッ素化しても良い。
関する条件は特に限定されるものではなく、使用する粉
体粒子３や表面処理剤の種類、材料特性等により適宜行
えば良い。さらに、粉体粒子３表面の完全疎水化を施す
目的から、粉体粒子３表面をフッ素含有表面処理剤で多
段階処理したり、粉体粒子３表面の一部をフッ素含有表
面処理剤以外の炭化水素系表面処理剤を用いたり、粉体
粒子３表面を低表面張力に表面処理した後、さらにフッ
素系ガスを用いてフッ素化しても良い。
【００１９】ここで、低表面張力化のための表面処理剤
としてフッ素含有表面処理剤としたのは、フッ素を含有
しない炭化水素系の表面処理剤だけだと、粉体粒子３表
面が十分に低表面張力化できないためである。したがっ
て、十分に低表面張力化できない粉体粒子３で形成した
表面は空気保持能が低く、また耐久性も劣り、好ましく
ない。
としてフッ素含有表面処理剤としたのは、フッ素を含有
しない炭化水素系の表面処理剤だけだと、粉体粒子３表
面が十分に低表面張力化できないためである。したがっ
て、十分に低表面張力化できない粉体粒子３で形成した
表面は空気保持能が低く、また耐久性も劣り、好ましく
ない。
【００２０】本発明の空気保持能を有する表面構造の形
成方法は、基本的には少なくとも低表面張力化された粉
体粒子３を用いて、基材１表面に微細凹凸構造を有する
形で形成できる方法であれば良いが、簡便性、大面積
化、現場施工性等を考えて塗料形態での形成方法が最も
好ましい。具体的には例えば次の２つの形成方法があ
る。
成方法は、基本的には少なくとも低表面張力化された粉
体粒子３を用いて、基材１表面に微細凹凸構造を有する
形で形成できる方法であれば良いが、簡便性、大面積
化、現場施工性等を考えて塗料形態での形成方法が最も
好ましい。具体的には例えば次の２つの形成方法があ
る。
【００２１】 低表面張力化された粉体粒子３とバイ
ンダ２を混合分散させた塗料を基材１の表面に塗布する
方法。 予め、バインダ２を基材１表面に塗布し、このバイ
ンダ２上に有機溶剤に混合分散させた粉体粒子３を塗布
するか、あるいは粉体粒子３を粉体吹き付けする。
ンダ２を混合分散させた塗料を基材１の表面に塗布する
方法。 予め、バインダ２を基材１表面に塗布し、このバイ
ンダ２上に有機溶剤に混合分散させた粉体粒子３を塗布
するか、あるいは粉体粒子３を粉体吹き付けする。
【００２２】そしてこの場合、勿論、粉体粒子３の表面
に形成された極微細な凹凸部３ａをバインダ２でふさが
ないよう考慮する。このようにして形成された基材１の
表面においては少なくとも低表面張力化された粉体粒子
３同志で形成される比較的大なる凹凸部７と粉体粒子３
自体の表面形状による比較的小なる極微細な凹凸部３ａ
からなっている。
に形成された極微細な凹凸部３ａをバインダ２でふさが
ないよう考慮する。このようにして形成された基材１の
表面においては少なくとも低表面張力化された粉体粒子
３同志で形成される比較的大なる凹凸部７と粉体粒子３
自体の表面形状による比較的小なる極微細な凹凸部３ａ
からなっている。
【００２３】従って、粉体粒子３表面と液体との接触面
積を少なくし、図１に示すような液体８と接した時、比
較的大なる凹凸部７と粉体粒子３表面自体の極微細な凹
凸部３ａに空気が封じ込まれた状態となる。そして、粉
体粒子３同志で形成される比較的大なる微細な凹凸部７
がさらに液体８との接触面積を少なくするとともに、液
体８と接した時、より多くの空気をこの比較的大なる微
細な凹凸部７で保持させることができる。
積を少なくし、図１に示すような液体８と接した時、比
較的大なる凹凸部７と粉体粒子３表面自体の極微細な凹
凸部３ａに空気が封じ込まれた状態となる。そして、粉
体粒子３同志で形成される比較的大なる微細な凹凸部７
がさらに液体８との接触面積を少なくするとともに、液
体８と接した時、より多くの空気をこの比較的大なる微
細な凹凸部７で保持させることができる。
【００２４】ちなみに、滑らかで空気を保持する凹凸が
ほとんどない表面を持つ粉体粒子を用いて形成した表
面、すなわち粉体粒子自体の表面形状による比較的小な
る凹凸部がなく、粉体粒子同志で形成される比較的大な
る凹凸を有するような表面では液体付着防止力が弱く、
経時的耐久性も劣ることが実験的に確認されている。
ほとんどない表面を持つ粉体粒子を用いて形成した表
面、すなわち粉体粒子自体の表面形状による比較的小な
る凹凸部がなく、粉体粒子同志で形成される比較的大な
る凹凸を有するような表面では液体付着防止力が弱く、
経時的耐久性も劣ることが実験的に確認されている。
【００２５】
【実 施 例】本実施例は、まず粉体粒子３として平均
粒径２μｍ，比表面積３００ｍ2 ／ｇの多孔性シリカ粒
子を用い、このシリカ粒子表面をパーフルオロアルキル
シランであるＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 ＣＨ2 ＣＨ2 Ｓｉ（０
Ｃ2 Ｈ5 ）3 で表面処理することによって、この低表面
張力のシリカ粒子で比較的小なる極微細凹凸部３ａを有
するものを準備した。
粒径２μｍ，比表面積３００ｍ2 ／ｇの多孔性シリカ粒
子を用い、このシリカ粒子表面をパーフルオロアルキル
シランであるＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 ＣＨ2 ＣＨ2 Ｓｉ（０
Ｃ2 Ｈ5 ）3 で表面処理することによって、この低表面
張力のシリカ粒子で比較的小なる極微細凹凸部３ａを有
するものを準備した。
【００２６】次に基材１の表面に、バインダ２としてク
リアータイプのシリコーン樹脂を塗布した。次に前記の
ように準備した低表面張力のシリカ粒子３を、ｍ−キシ
レンヘキサフルオライド溶剤に対して１０重量％添加
し、十分撹拌、分散させた後、この分散液を前記シリコ
ーン樹脂層２表面に塗布し、溶剤を揮発乾燥させ、低表
面張力のシリカ粒子３で比較的大なる微細凹凸部７から
なる空気保持能を有する表面を形成させた。
リアータイプのシリコーン樹脂を塗布した。次に前記の
ように準備した低表面張力のシリカ粒子３を、ｍ−キシ
レンヘキサフルオライド溶剤に対して１０重量％添加
し、十分撹拌、分散させた後、この分散液を前記シリコ
ーン樹脂層２表面に塗布し、溶剤を揮発乾燥させ、低表
面張力のシリカ粒子３で比較的大なる微細凹凸部７から
なる空気保持能を有する表面を形成させた。
【００２７】このようにして形成された空気保持能を有
する表面に種々の液体を接触させた時の空気保持特性を
評価した。評価方法としては、Ａ）本実施例の表面、
Ｂ）板状のＰＴＦＥ樹脂表面、Ｃ）シリコーン樹脂コー
ティング剤を塗布して形成した表面の３種類の表面を有
する試験片を準備し、これを水、酸、アルカリ、有機溶
剤等各種の液体中に浸漬して表面に空気膜が形成される
かどうか観察した。これらの結果を第１表に示す。
する表面に種々の液体を接触させた時の空気保持特性を
評価した。評価方法としては、Ａ）本実施例の表面、
Ｂ）板状のＰＴＦＥ樹脂表面、Ｃ）シリコーン樹脂コー
ティング剤を塗布して形成した表面の３種類の表面を有
する試験片を準備し、これを水、酸、アルカリ、有機溶
剤等各種の液体中に浸漬して表面に空気膜が形成される
かどうか観察した。これらの結果を第１表に示す。
【００２８】第１表が示すとおり、前記Ａ）の本実施例
の表面には供試液体の内、２−プロパノール以外のすべ
ての液体中で空気膜が形成され、表面が銀色を呈するの
が確認された。この銀色を呈することから、図１のよう
に基材１表面に凹凸部７が形成され、この凹凸部７が低
表面張力の材料で覆われて表面構造を形成していること
によって液体８がこの凹凸部７を形成している凸部６の
頂部に支持され、空気は凹凸部７と液体８との間の空間
である凹部５内に閉じこめられた状態となり、液体８の
表面に光が反射していることが推定できる。
の表面には供試液体の内、２−プロパノール以外のすべ
ての液体中で空気膜が形成され、表面が銀色を呈するの
が確認された。この銀色を呈することから、図１のよう
に基材１表面に凹凸部７が形成され、この凹凸部７が低
表面張力の材料で覆われて表面構造を形成していること
によって液体８がこの凹凸部７を形成している凸部６の
頂部に支持され、空気は凹凸部７と液体８との間の空間
である凹部５内に閉じこめられた状態となり、液体８の
表面に光が反射していることが推定できる。
【００２９】この凹凸部７と液体８との間に形成された
空気膜は簡単には剥離することがない。このことは基材
１に超音波を作用させたり、振動を与えたりしても以前
と同様に銀色を呈していることから確認できる。そして
基材１の表面に空気を供給すると、この空気は既に存在
していた凹凸部７の表面の空気と合体する。さらに供給
空気が表面の空気保持能以上に供給されると、その一部
が気泡となって表面から剥離し、浮上することが確認さ
れた。またこの表面に液滴を滴下させると、同じく供試
液体の内、２−プロパノール以外のすべての液体が表面
上をころころと水銀のように転がるのが観察された。
空気膜は簡単には剥離することがない。このことは基材
１に超音波を作用させたり、振動を与えたりしても以前
と同様に銀色を呈していることから確認できる。そして
基材１の表面に空気を供給すると、この空気は既に存在
していた凹凸部７の表面の空気と合体する。さらに供給
空気が表面の空気保持能以上に供給されると、その一部
が気泡となって表面から剥離し、浮上することが確認さ
れた。またこの表面に液滴を滴下させると、同じく供試
液体の内、２−プロパノール以外のすべての液体が表面
上をころころと水銀のように転がるのが観察された。
【００３０】一方、板状のＰＴＦＥ樹脂表面およびシリ
コーン樹脂コーティング剤を塗布して形成した表面のい
ずれの表面にも供試液体中で空気膜は形成されなかっ
た。またこの表面に空気を供給しても直ちに気泡となっ
て浮上するだけで表面に空気が取り込まれるようなこと
はなかった。さらに液滴を滴下させても表面をころころ
転がるようなことはなかった。尚、本実施例で供試した
液体以外にも空気膜が形成できる液体であれば、液体の
付着を防止することが可能となり、特に限定されるもの
ではない。
コーン樹脂コーティング剤を塗布して形成した表面のい
ずれの表面にも供試液体中で空気膜は形成されなかっ
た。またこの表面に空気を供給しても直ちに気泡となっ
て浮上するだけで表面に空気が取り込まれるようなこと
はなかった。さらに液滴を滴下させても表面をころころ
転がるようなことはなかった。尚、本実施例で供試した
液体以外にも空気膜が形成できる液体であれば、液体の
付着を防止することが可能となり、特に限定されるもの
ではない。
【００３１】
【００３２】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
塗装方式といった至って汎用な形成方法により、基材表
面に低表面張力化された粉体粒子で微細凹凸構造を形成
させると、液体と接した時に、凹凸部に空気が蓄えられ
るようになり、いわゆる空気保持能を有する表面構造と
なる。
塗装方式といった至って汎用な形成方法により、基材表
面に低表面張力化された粉体粒子で微細凹凸構造を形成
させると、液体と接した時に、凹凸部に空気が蓄えられ
るようになり、いわゆる空気保持能を有する表面構造と
なる。
【００３３】この表面に液体をのせると液体は凸部の上
に持ち上げられ、ころころと水銀のように転がる。また
液体中においては表面に空気を保持し、この空気が表面
で膜状になって存在し、表面が銀色を呈するようにな
り、この空気膜は簡単には剥離することはない。したが
って、表面と液体との間に空気層が形成されるため経時
的に特性が保持され耐久性のある表面が保持される。そ
の結果長期間に渡って構造物表面への液体の付着を防止
することが可能となる。
に持ち上げられ、ころころと水銀のように転がる。また
液体中においては表面に空気を保持し、この空気が表面
で膜状になって存在し、表面が銀色を呈するようにな
り、この空気膜は簡単には剥離することはない。したが
って、表面と液体との間に空気層が形成されるため経時
的に特性が保持され耐久性のある表面が保持される。そ
の結果長期間に渡って構造物表面への液体の付着を防止
することが可能となる。
【００３４】本発明に係る空気保持能を有する表面構造
は、桟橋やケーソンのように定置される構造物の表面に
適用することにより、その表面への水中生物の付着や汚
れの付着防止ができる。また、野外構造物表面に適用す
ることによって酸性雨による腐食防止、着雪防止ができ
る。
は、桟橋やケーソンのように定置される構造物の表面に
適用することにより、その表面への水中生物の付着や汚
れの付着防止ができる。また、野外構造物表面に適用す
ることによって酸性雨による腐食防止、着雪防止ができ
る。
【００３５】更に、本発明に係る空気保持能を有する表
面構造を液体を輸送する管路に適用することによって流
体摩擦抵抗を低減することができ、液体輸送の動力を減
少することができる等、その適用範囲は極めて広い。
面構造を液体を輸送する管路に適用することによって流
体摩擦抵抗を低減することができ、液体輸送の動力を減
少することができる等、その適用範囲は極めて広い。
【図１】本発明の空気保持能を有する表面構造の実施例
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
１ 基材 ２ バインダ ３ 粉体粒子 ３ａ 粉体粒
子表面の凹凸部 ４ 塗料層 ５ 凹部 ６ 凸部 ７ 凹凸部 ８ 液滴
子表面の凹凸部 ４ 塗料層 ５ 凹部 ６ 凸部 ７ 凹凸部 ８ 液滴
Claims (4)
- 【請求項１】 基材表面が低表面張力の材料で覆われ、
かつ微細凹凸部を有しており、液体と接した時に、前記
微細凹凸部に空気が蓄えられるようにしたことを特徴と
する空気保持能を有する表面構造。 - 【請求項２】 低表面張力の材料が、少なくともフッ素
含有表面処理剤で表面処理した粉体粒子からなる請求項
１記載の空気保持能を有する表面構造。 - 【請求項３】 微細凹凸部が、少なくとも前記粉体粒子
同志で形成される比較的大なる微細な凹凸部と前記粉体
粒子自体の表面形状による比較的小なる極微細な凹凸部
からなる請求項１記載の空気保持能を有する表面構造。 - 【請求項４】 基材表面に塗料層を形成し、この塗料層
の表面に前記粉体粒子を突出するようにしたことを特徴
とする空気保持能を有する表面構造の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076476A JPH08268378A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 空気保持能を有する表面構造及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076476A JPH08268378A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 空気保持能を有する表面構造及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08268378A true JPH08268378A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13606250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7076476A Withdrawn JPH08268378A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 空気保持能を有する表面構造及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08268378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003037702A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Cnt Spolka Z O.O. | Superhydrophobic coating |
| RU2798351C1 (ru) * | 2022-09-12 | 2023-06-21 | Светослав Сергеевич Бартенев | Устройство для перемещения по поверхности жидкости |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7076476A patent/JPH08268378A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003037702A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Cnt Spolka Z O.O. | Superhydrophobic coating |
| US6994045B2 (en) | 2001-11-02 | 2006-02-07 | Cnt Spolka Z O.O. | Superhydrophobic coating |
| RU2798351C1 (ru) * | 2022-09-12 | 2023-06-21 | Светослав Сергеевич Бартенев | Устройство для перемещения по поверхности жидкости |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |