JP2015223203A - 除水性能を有する物品の表面構造 - Google Patents

Abstract

【課題】除水性能を有する物品の表面構造を提供する。【解決手段】除水性能を有する物品の表面構造であって、物品の表面に沿って配置された、各々長手方向を有する複数の凸部１０を含み、凸部１０が、少なくとも部分的に水平から傾いた表面を有し、凸部１０の頂部が、該頂部の表面の水滴を長手方向に広げないように案内するために長手方向を横切って形成された複数の微小突起１２を有することを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は物品の表面構造に関し、特に、表面にかかった液滴を素早く除去することができる物品の表面構造に関する。

フォークリフト、ブルドーザ等の産業車両、又はゴルフカート等の座席は、一般的な乗用車と違い周囲を完全に覆われていないため、雨天時には概して、雨ざらしになる。雨が降っている中で乗降を繰り返すとき、座席の利用者は、着座部に付着した水をタオル等で拭き取らなければならなかったり、雨に濡れた着座部で衣服を濡らしてしまったりと不便な思いをすることがある。強い雨や大雨のときは、工事や競技が中止になって濡れた着座部に乗降する機会がない、又は雨合羽を着用する等の対策が取られることにより着座部の水濡れがそれほど問題にならないこともあるが、工事や競技等が中止になるほどの雨ではなく、弱い雨や突然の雨で雨合羽等の対策が取られないときは、産業車両やゴルフカート等の利用者にとって着座部の水濡れが問題になる。

従来、屋外で乗用され、又は屋外に座席が露出する乗物の座席として、クッション材と、クッション材の表面を覆う表皮材及びクッション材の底面を支えるボトムプレートから成り、表皮材として、塩ビレザーや合成樹脂シートのような防水性を有する表皮素材を使用する乗物の座席が提案された（特開２００４−２６１４１１公報：特許文献１）。

また、雨の日などにゴルフカートを使用した場合に、ズボンなどが濡れてしまうのを防止するために、格子状の凹凸部と孔、水抜き溝とを有するゴルフカート用マットが提案された（特開２００４−１９４７５０公報：特許文献２）。

水滴等が付着し易い状況で使用される座席以外の物品の表面構造も提案された。例えば、浴室用床パネルであって、翌日には確実に乾燥するように、表面に滑り止め用の凸部と、これら凸部の間に排水口又は流し溝に連続する流路が形成され、更に、少なくとも流路の上に水玉の表面張力を破壊する凹凸形状部が重ねて形成された浴室用床パネルが提案された（特開２００２−５４２９５公報：特許文献３）。

表面に水の接触角が６０度未満の親水性を示す微細な凹凸が施された、すべり止め効果及び乾燥性を有する建設用又は建築用構成部材であって、微細な凹凸が、比較的大きなうねりと比較的小さな凹凸が組み合わされて構成されたものが提案された（特開２００５−３３６９９７公報：特許文献４）。

特開２００４−２６１４１１公報 特開２００４−１９４７５０公報 特開２００２−５４２９５公報 特開２００５−３３６９９７公報

従来提案された座席は、単に、クッション材に雨水等が浸水して搭乗者の衣類を濡らすことがないように防水性を付与したものであり、座席の表面に付着した水を除去するための構造を有しなかったため、乗降を繰り返す際は表面に残る水を拭き取らなければならなかった。また従来提案された水抜き溝を有するマットは、凸部に雨が残りやすく、十分な除水性能を有しなかった。

また、従来提案された浴室用パネルは、凸形状の上面に、凸形状の周囲を区画した流路内に流れ込むこと無く、独立して残留することのできる水玉の水量を平均的な浴室環境下（例えば温度１５．３℃、湿度６６％の環境下）において８時間程度の間に自然乾燥可能な２ＣＣ以下に抑えたものであり、凸形状部の上面にしばらく水玉が残留し、乾燥するまでに時間がかかった。

従来提案された建設用又は建築用構成部材も、親水性仕様にした表面により水を薄く広げるものであり、蒸発により乾かすものであるため、短時間で水が除去されることが望ましい物品に使用するには、除水性能が十分ではなかった。

上記の問題に鑑みて、本発明は、水滴がかかりやすい状態で座席等の物品が利用されるときに、物品の利用者が着座部等の物品表面の水を拭う必要がなく且つ衣服等を濡らすことがない、向上した除水性能を有する物品の表面構造を提供することを目的とする。特に、水がかかったときに素早く表面が除水される物品の表面構造を提供することを目的とする。

また本発明は、座席に限定することなく、向上した除水性能を有することが好ましい種々の物品に使用することができる表面構造を提供することを目的とする。

除水性能に加えて、滑り止め性能及び／又は通気性能を有し、利用者の利便性向上に資する物品の表面構造を提供することを目的とする。さらに耐久性を有し、屋内外で長時間使用されても優れた除水性能を維持することができる物品の表面構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一つの態様に係る除水性能を有する物品の表面構造は、物品の表面に沿って配置された、各々長手方向を有する複数の凸部を含み、該凸部は、少なくとも部分的に水平から傾いた表面を有し、凸部の頂部が、該頂部の表面の水滴を長手方向に広げないように案内するために長手方向を横切って形成された複数の微小突起を有することを特徴とする。

このように、本発明に係る表面構造の凸部は水平から傾いた表面を有するので、凸部上の水滴は下方へ落下し得る。さらに凸部の頂部が、該頂部の表面の水滴を長手方向に広げないように案内する複数の微小突起を有するので、凸部上の水滴がより効率的に落下することができ、物品の表面の水滴が短時間で除去され得る。本発明に係る表面構造によれば、雨天時等、水滴が物品の表面に連続的又は断続的にかかるときであっても、物品の表面が実質的に濡れることがない。

好適に、複数の凸部は、隣り合う凸部と凸部との間に形成される複数の凹部の底部に物品を覆うものが触れないように配置される。このようにすることで、凸部から除去された水滴が凹部に流れ込み、その水滴が凹部に留まる場合であっても、物品を覆うものが濡れることがない。

例示的に、物品は座席であってよく、物品の表面を覆うものは、座席の着座部に座る着座者（の身体の一部）等であり得る。また、例示的に、物品は、屋内外の階段、エスカレータ、通路、床等が水濡れ等により滑ることを防止するために配置される除水用／滑り止め用の構成部材であってよく、物品を覆うものは、当該構成部材を有する階段、床等を通行する通行人（の身体の一部）等であり得る。

好適に、凹部の底部の少なくとも部分が水平から傾けられる。このようにすることで、凹部は凸部から流れ込む水滴の効果的な排水路となり、凸部及び凹部から成る表面構造全体の水滴を確実に除去することができる。

好適に、凸部の頂部の断面形状は半円形である。このように凸部の頂部が半円柱の曲面に対応する表面形状を有することにより、凸部の水滴が流れやすく、下方に落下しやすい。凸部の幅（半円形に係る円の直径）は、０ｍｍより大きく４ｍｍを超えないことが好ましい。凸部の幅は、０．５ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲にあってよい。

さらに、本発明に係る表面構造は、表面が親水性を呈することが好ましい。このようにすることで、表面構造上の水滴がさらに効率的に除去され得る。

複数の凸部の各々の長手方向は平行であってよい。複数の凸部は単一の長手方向を有してもよい。また、隣り合う凸部同士の間に形成される複数の凹部は各々平行な長手方向又は単一の長手方向を有してよい。このようにすることで、水滴を所定の方向に効率よく排水し得る。

凸部間のピッチは、８ｍｍを超えないことが好ましい。凸部間のピッチは、１ｍｍ〜８ｍｍの範囲にあってよい。このように適度に凸部同士の間隔を狭くすることで、物品を覆うものが凹部に入り込んで濡れることを防ぐことができる。

好適に、複数の微小突起は、直径８．０ｍｍ以下の水滴を案内するように形成される。概して、雲の中の水滴や氷晶のサイズは直径０．２ｍｍ以下であり、これを超えると雨になって地上に落ちてくる。発達した雨雲の中では強い上昇気流があるため、上昇気流に打ち勝って地上に落ちてくる水滴は、雲の中で水滴同士が一つになって大きくなったものであり、想定される最大直径は６〜８ｍｍである。上記サイズの水滴を案内するように構成することにより、雨天時に屋外で使用される座席等に適した実用的な物品の表面構造とすることができる。

微小突起間のピッチは、４．５ｍｍを超えないことが好ましい。微小突起間のピッチは、０．４ｍｍ〜４．５ｍｍの範囲にあってよい。また、微小突起の長手方向に沿った長さは、０ｍｍより大きく２ｍｍを超えないことが好ましい。微小突起の長手方向に沿った長さは、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にあってよい。このように、想定される水滴の直径に対して十分に微小な突起とすることで、水滴の移動方向を案内し得る。

本発明に係る物品の表面構造は、物品を被覆する表皮材から成ってよい。表皮材は、表面が親水性を呈するように加工された、撥水性材料から成ってよい。このようにすることで、物品の本体に水滴が浸み込むことがなく、物品の表面の水滴を除去することができる。また、多様な形態の物品に容易に適用可能な表面構造とすることができる。

本発明に係る除去性能が向上した物品の表面構造を実施することにより、水滴がかかりやすい状況でも、タオル等で表面の水滴を取り除く等の手間がなく、物品の利用者等が濡れることがない。例示的に、物品が座席である場合は、本発明の表面構造を適用することにより、雨天時等でも水濡れを気にせず使用することができる快適な座席を得ることができる。

本発明によれば、物品を覆うものが触れる物品の表面に水滴が存在することがない。従って、本発明を実施することにより、高い除水性能を有することに加えて、高い滑り止め性能を有する物品を得ることができる。屋内外で使用される物品に本発明に係る表面構造を適用することにより、水濡れによって滑ることがない、安全性の高い建設用又は建築用構成部材を得ることができる。

また、本発明はナノメートルレベルの微細な表面形状によらずに除水性能を実現するため、高い耐候性を有する。本発明によれば、屋内外で使用される多様な物品に適用することができる、実用的な除水構造を得ることができる。

図１は固体表面上の液滴を模式的に示す図である。 図２は例示的な接触角を模式的に示す図である。 図３は転落角、前進接触角、後退接触角を模式的に示す図である。 図４はＦｕｒｍｉｄｇｅの式に係る概念図である。 図５（Ａ）は、本発明に係る表面構造が適用された物品の一つの実施例を模式的に示す図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 図６（Ａ）は、図５（Ｂ）の部分ｓを拡大した、本発明に係る一つの態様の表面構造を模式的に示す斜視図である。図６（Ｂ）は、本発明に係る一つの態様の表面構造の凸部を拡大して模式的に示す側面図である。 図７は本発明に係る一つの態様の表面構造の端面を模式的に示す正面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明のさまざまな特徴が、本発明の限定を意図するものではない好適な実施例とともに説明される。図面は説明の目的で単純化され、尺度も必ずしも一致しない。

向上した除水性能を有する物品の表面構造を形成するため、物品（固体）表面の濡れ性を制御するように静的濡れ性及び動的濡れ性が以下のように検討された。

図１を参照して、固体表面に液体を滴下すると、液体の表面張力γ_Ｌ、固体の表面張力γ_Ｓ、及び固体／液体間の界面張力γ_ＳＬのバランスが取れたところで一定の形状になる。この関係は、Ｙｏｕｎｇの式：γ_Ｓ＝ γ_ＳＬ ＋ γ_Ｌ ｃｏｓθとしてよく知られている。水滴が水平な固体表面上で一定の形を保ったとき、水滴の表面は曲面になり固体表面と接触する点で一定の角度をなす。この角度θを接触角という。液滴の輪郭曲線と固体表面との交点を端点Ｐとすると、接触角θ（０°≦θ≦１８０°）は、端点Ｐにおいて、液滴の輪郭曲線の接線と固体表面とがなす角である。固体の表面に液体が接する状態を濡れといい、濡れの具合を濡れ性といい、接触角θによって評価される。

図２を参照して、接触角が低いもの（例えば、接触角θ１）は濡れ性がよく、接触角の高いもの（例えば、接触角θ３）は濡れ性が悪い。接触角θが低く濡れ性がよい（濡れ広がりやすい）状態を親水性という。接触角θが高く濡れ性が悪い（水がはじかれて液体と固体の接触面積が少なく濡れにくい）状態を撥水性又は疎水性という。

接触角θは、液体の表面張力γ_Ｌと固体の表面張力γ_Ｓの組み合わせにより決定される。例えば、水の表面張力γ_Ｌは７２．７５ｄｙｎ／ｃｍであり、ＰＶＣの表面張力γ_Ｓは３９ｄｙｎ／ｃｍであり、ＰＶＣに対する水の接触角θは６８°である。接触角θは概して、液体の表面張力γ_Ｌが固体の表面張力γ_Ｓと比較して大きいほど高くなる。

本明細書において、水との接触角が６０°未満である表面を記載するために、用語「親水性」が使用される。水との接触角が６０°を超える表面を記載するために用語「撥水性」又は「疎水性」が使用される。水の接触角θが６８°であるＰＶＣ材料から成る表面はやや撥水性を呈する。ガラス等無機材料に対する水の接触角は２０°〜３０°と親水性を呈し、ＰＥ等の樹脂材料に対する水の接触角は７０°〜９０°とやや撥水性から撥水性を呈し、シリコン系材料、フッ素系材料に対する水の接触角は９０°程度と撥水性を呈する。

図３を参照して、水平な固体表面に液滴を載せ、固体表面を徐々に傾斜させていき、水滴が滑り始めたときの傾斜角αを転落角（滑落角）という。また、水滴が拡張したとき水滴が動き出す瞬間の前進側の端点の接触角を前進接触角θａといい、その反対側で水滴が収縮したとき水滴が動き出す瞬間の接触角を後退接触角θｒという。

図４を参照して、形状が略長方形と仮定された着液が矢印方向に転落するとき、液滴の転落により失う位置エネルギーＷ ＝ ｗγ_Ｌｄｌ （ｃｏｓθｒ − ｃｏｓθａ）が、濡れ広がりにより行われる仕事Ｗ ＝ ｍｇ ｓｉｎα ｄｌに等しいとすると、

となる。上記はＦｕｒｍｉｄｇｅの式としてよく知られる。ｍは液滴の質量であり、ｇは重力加速度であり、αは液滴の転落角であり、ｗは対辺が平行な形状の液滴が転落する方向と直交する方向についての該液滴の幅であり、ｄｌは液滴の移動量であり、γ_Ｌは液体の表面張力であり、θａは前進接触角であり、θｒは後退接触角である。

上記Ｆｕｒｍｉｄｇｅの式を転落角αについて解くと以下となる。

前進接触角θａと後退接触角θｒの差(ｃｏｓθｒ − ｃｏｓθａ)は、接触角ヒステリシスと称される。上記式より、接触角ヒステリシスが小さいほど転落角αが小さくなる。すなわち水滴は、接触角ヒステリシスが小さいほど低い傾斜角で転落する。

接触角ヒステリシスを小さくするには、前進接触角θａを小さくする（ｃｏｓθａを大きくする）、及び／又は後退接触角θｒを大きくする（ｃｏｓθｒを小さくする）ことが考えられるが、前進接触角θａと後退接触角θｒとを独立して制御することは困難である。

超撥水性（接触角θ≧１５０°）の固体表面を用いて接触角ヒステリシスを極めて小さくし、転落角αを極めて小さく（例えば、１°程度）にすることができる。しかしながら、超撥水性の表面とするためには、空気をかみ込むことができる微細な表面形状を形成するナノレベルの表面加工が必要である。そのような超撥水性の表面は耐久性が著しく劣り、実用性が低い。

発明者は、上記Ｆｕｒｍｉｄｇｅの式より、水滴（液滴）の質量ｍが大きいほど転落角αが小さくなることに着目した。すなわち、水滴の質量ｍを大きくすることができれば、固体表面が有する傾斜角が比較的小さくても水滴が転落しやすく、固体表面が除水されやすいと考えた。

水滴の質量ｍを大きくすることに関し、発明者は、複数（例えば、二つ）の水滴が固体の物品の表面でまとまることができれば質量が大きな水滴を形成することができると考えた。従って、個々の水滴がまとまりやすいように案内される表面形状が好適であると考えた。

また、上記Ｆｕｒｍｉｄｇｅの式より、液滴の質量ｍが大きくなっても、それに応じて水滴が移動する方向に直交する幅ｗも大きくなる場合は、転落角が低くなりにくいため、発明者は、水滴の質量ｍを大きくしながら水滴の移動方向に直交する幅ｗの増大を抑制する表面形状が好適であると考えた。

さらに発明者は、向上した除水性能を有する表面のために、水滴が移動開始するだけでなく、水滴が十分な転落速度、転落加速度で移動する表面形状が好適であると考えた。水滴が比較的小さな傾斜で移動し始めるとき、移動方向に従って傾斜が大きくなれば、水滴が加速的に移動、落下し得ると考えた。

また、発明者は、上記のような表面形状に加えて、複数の水滴が物品の表面で互いにまとまるために、各々の水滴が濡れ広がって近くの表面にある水滴とまとまることができるように、親水性を呈する表面構造が好適であると考えた。

上記のような本発明に係る表面構造は、例えば、図５（Ａ）に示されているような、ゴルフカート用の座席である物品１に適用することができる。図５（Ｂ）のＸ−Ｘ断面図によく示されているように、本発明に係る表面構造１００は、物品１の本体２００を少なくとも部分的に被覆する表皮材から成ってよい。例示的に、座席である物品１は、ウレタン等クッション部材から成る本体２００、本体２００の底面を支えるボトムプレート等の支持部材３００、本体２００を被覆し端部が支持部材３００に固着される表面構造１００から成る。

表面構造１００の表面から成る物品１の上面（着座部分）は、本体２００の形状に従ってゆるやかな曲面を形成している。座席の前後方向の物品１の上面の水平からの傾きが、矢印Ａによって示される。物品１の上面のうち、部分ｓは水平であり、部分ｓより前側と後ろ側は水平から傾いている。

上記物品１の上面の形状は例示的なものであり、上面の形状は水平な部分を有しなくてもよく、水平から傾いた部分を有しなくてもよい。

図６（Ａ）に、図５の水平部分ｓの一部を拡大した、本発明に係る一つの実施態様に係る表面構造１００が模式的に示されている。

図示のように表面構造１００は、本体２００の表面Ｓ１に沿って配置された凸部１０を複数含む。複数の凸部１０は各々物品１の前後方向である矢印Ａに沿って伸長している。すなわち、一つの態様において複数の凸部１０は各々、物品１の前後方向であって互いに平行な長手方向Ａを有する。長手方向Ａは部分ｓで水平であり、部分ｓの前側と後ろ側で水平から傾いている。

凸部１０の長手方向は物品の前後方向に限定されなくてよい。他の実施態様では、凸部１０は、物品１の左右方向である長手方向を有してもよい。複数の凸部１０の長手方向は互いに平行でなくてもよい。または、複数の凸部１０は各々、物品１の一つの中心にかかる半径方向である長手方向を有してもよい。

凸部１０は、上側部分である頂部１１を含み（一点鎖線で示される）、さらに下側部分である下部１３を含み得る。

一つの態様において、頂部１１の断面形状は、所定の半径ｒ１を有する円の半円である。凸部１０の上側部分である頂部１１がこのように半円柱状の形状を有することにより、上に載置されるものにソフトな感触を与えることができる。例えば、物品１が座席であるとき、着座者に快適な座り心地を与えることができる。

頂部１１の半円の頂点により、頂部１１の稜線Ｅ１が画成される（破線で示される）。稜線Ｅ１は長手方向Ａに等しく、部分ｓにおいて水平である。（他の部分では長手方向Ａに従って水平から傾く。）部分ｓにおける凸部１０の表面の稜線Ｅ１を除く部分は水平から傾いている。頂部１１の表面の傾きは、半円柱の曲面に従って稜線Ｅ１から側方（長手方向Ａを横切る方向）へ離れるほど大きくなる。このように凸部１０が水平から傾いた表面を有するので、凸部１０の水滴は重力に従って下方へ落下し得る。

頂部１１の断面形状は半円形状に限らず、楕円形等の一部であってもよい。別の態様では、頂部１１の断面形状は三角形等の多角形状であってもよい。頂部１１の水平から傾いた表面は、単一の曲面及び／又は単一平面から成ってよく、複数の曲面及び／又は複数の平面から成ってもよい。

隣り合う凸部１０同士の間に凹部２０が形成される。一つの態様において、凹部２０の底面Ｓ２は本体２００の表面Ｓ１に平行であり、部分ｓにおいて水平である。底面Ｓ２は、両側の凸部１０に従って長手方向Ａを有する。

他の実施態様では、底面Ｓ２は水平から傾いてもよい。また、底面Ｓ２の長手方向は両側の凸部１０の長手方向と異なってもよい。

頂部１１は表面に複数の微小突起１２を有する。複数の微小突起１２は、長手方向Ａ（稜線Ｅ１）を横切って形成される。各々の微小突起１２は、長手方向Ａ（稜線Ｅ１）に垂直に形成されてよい。

図６（Ｂ）に、一つの凸部１０の一部を長手方向Ａに対して真横から見た拡大図が示されている。好適に各々の微小突起１２は、稜線Ｅ１と連続的な（両端において稜線Ｅ１を接続する）曲線状の稜線Ｅ２と、稜線Ｅ２に直交する曲線状の稜線Ｅ３とを有する。微小突起１２は、稜線Ｅ２と稜線Ｅ３の交点に頂点Ｔを有する。頂点Ｔは、稜線Ｅ１に対して高さｈ_２ を有する。

このような微小突起１２の頂点Ｔ付近の形状は、好適に、球の頂部を一部切り取った形状を含む。球を切り取った断面の円の半径がｒ_２として示されている。このため、微小突起１２の表面は、頂点Ｔからいずれの方向に向かっても傾きを有する。微小突起１２は、凸部１０の水滴をより効率的に、素早く除去するためのものである。

具体的に、頂部１１の稜線Ｅ１付近の水滴Ｄ１と、微小突起１２の頂点Ｔ付近の水滴Ｄ２（各々略半円状の破線で示される）各々の挙動が検討された。水滴Ｄ１、Ｄ２は、水滴の量及び表面構造１００の表面の濡れ性に従って、表面構造１００上で直径ｄの円形の接触面を有するものと仮定された。微小な雨粒が降る状態を想定し、水滴Ｄ１、Ｄ２の円形の接触面は各々直径ｄ＝約０．５ｍｍを有するものと仮定された。

水滴Ｄ２は、微小突起１２が上記のように頂点Ｔからいずれの方向に向かっても傾きを有するので、微小突起１２上から放射状にいずれかの方向へ移動し得る。水滴Ｄ２が稜線Ｅ３に沿う方向に移動するとき、急になる傾斜により凸部１０の側方へ転落し得る。

水滴Ｄ２が長手方向Ａに移動したとき、例えば、水滴Ｄ１等の頂部１１の他の水滴とまとまることができる。二つ（又はそれ以上の複数）の水滴がまとまることにより、頂部１１に質量が増した水滴が形成される。まとまった水滴は頂部１１で広がろうとするが、長手方向Ａへの広がりは前後の微小突起により制限される。長手方向Ａに広がることができなくなった水滴は長手方向Ａを横切る方向に広がることになる。水滴がその広がる方向を、長手方向Ａを横切る方向に案内されることにより、長手方向Ａを横切る方向の凸部１０の表面の急になる傾きによって効率的に落下し得る。このように、微小突起１２は、微小突起上の水滴を移動させることができ、それのみで落下させ得、又は他の水滴とまとまるようにするとともに、まとまった水滴の移動方向を横切る方向の幅を制限することにより、単一の水滴に比べてより短時間のうちに（例えば、瞬時に）頂部１１から落下させ得る。

微小突起１２の稜線Ｅ２の長さは、直径ｄを有する水滴が二つ以上間隔を開けて配置されないように決定されることが好ましい。このように微小な突起とすることで、微小突起から水滴が容易に移動しやすい。稜線Ｅ２の両端を直線でつないだ直線の長さｌ_２（ｒ_２ ×２）は、０ｍｍより大きく２ｍｍを超えないことが好ましい。直線の長さｌ_２は、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にあってもよい。また、長さｌ_２は、０ｍｍより大きく１ｍｍを超えないことが好ましい。

稜線Ｅ１に対する微小突起１２の頂点Ｔの高さｈ_２ は、０ｍｍより大きく、０．２ｍｍを超えないことが好ましい。微小突起１２の頂点Ｔの高さｈ_２ は、０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあってよい。

頂部１１の稜線Ｅ１付近の水滴Ｄ１は、水平な長手方向よりも、傾きが次第に大きくなる側方（長手方向Ａを横切る方向）へ移動、落下しやすい。また、上記のように、微小突起１２から水滴が移動してくることで、又は空気中から他の水滴が頂部１１上に落下することで、頂部１１上で二つ又はそれ以上の水滴がまとまりやすい。上記のように、稜線Ｅ１が、微小突起１２によって長さｌ_１ に区切られているため、まとまった水滴は長手方向Ａに沿って長さｌ_１ を超えて広がることができずに側方へ案内され、より素早く除去され得る。

長さｌ_１ は、その中央付近に、長手方向に直径ｄ＝０．５ｍｍを有する水滴Ｄ１が位置するとき、長手方向Ａに沿った前後に同じ直径ｄの他の水滴が間隔をあけて位置することがないように決定されてよい。または、近接した水滴同士が互いに引き合う力を利用するように、長手方向Ａに沿った前後に同じ直径ｄの他の水滴がごくわずかに間隔をあけて位置するように決定されてよい。このようにすることで、微小突起１２から移動してきた水滴とよりまとまりやすくなり、頂部１１上の水滴がより速く除去され得る。、微小な水滴は、効率的にまとまって短時間で落下することができ、より大きな水滴は単一でも短時間で落下することができ、除水性能が向上した表面形状とすることができる。

長さｌ_１ は、０．０ｍｍより大きく、２．５ｍｍを超えないことが好ましい。長さｌ_１ は、０．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲にあってもよい。

上記のように、凸部１０の水滴は、凸部１０の傾斜に従って落下することができ、さらに、微小突起１２により凸部１０上の水滴が案内されて二つ以上の水滴がまとまりやすく、且つまとまった水滴が頂部１１上で長手方向Ａに広がることを抑制されて短時間に凸部１０から落下することができ、表面構造１００は向上した除水性能を有する。

上記の特徴的な表面形状に加えて、好適に、表面構造１００は親水性を呈する。このようにすることで、水滴が凸部１０上で濡れ広がり、隣接する水滴の間隔が小さくなって、よりまとまりやすくなる。水滴がよりまとまりやすくなることにより、水滴はさらに短い時間で凸部１０から除去され得る。

親水性を呈する表面構造１００の表面の接触角は、６０°未満、５０°以下、４０°以下、３０°以下、２０°以下、１０°以下、５°以下、４°以下、３°以下、２°以下、又は１°以下であってよい。好適に、接触角は１０°以下、又は５°以下である。

親水性を呈する表面構造１００は表面に複数の凸部１０を形成した表皮材に親水性コーティングを施して成ってよい。

好適に、表皮材の基材は、本体２００に水滴が浸み込まないように選択された撥水性材料から成ってよい。撥水性材料は、織物、編物、不織布などの繊維基材の表面に軟質ポリ塩化ビニル層を積層したポリ塩化ビニル系レザー（以下、ＰＶＣレザー）等であり得る。または、表皮材の材料は、軟質ポリ塩化ビニル単体（ＰＶＣフィルム）、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂等であってよい。

表皮材の基材を親水性コーティングするコーティング剤は、例示的に、アクリル酸ないしポリビニルアルコール等の親水性樹脂、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等のコロイド状無機酸化物、又はＴｉＯ_２等光触媒から成る主剤と、水系溶媒又はアルコール等有機溶媒とから成ってよい。表皮材にＰＶＣレザーを用いる場合、濡れ性を考慮して、アルコール溶媒が望ましい。

このようなコーティング剤は、凹凸を形成した基材の表面にスプレー、刷毛、スピンコート、ディッピング、ロールコーター等により塗布されてよい。基材が撥水性材料から成り表面張力が低くコーティングが困難な場合は、コロナ放電処理、プラズマ放電処理等の前処理を行うことにより、基材表面が改質され、濡れ性が向上してコーティング性を改善することができる。

または、表皮材の基材に、親水性フィルムを積層することにより表面構造１００を形成してもよい。このような親水性フィルムは、フィルム内部に防曇剤や帯電防止剤等を練りこんだもの、親水剤を表面塗布したもの、又はアセテート系材料等の親水性を持つ材料から成るものであってよい。

表面構造１００を有する物品は、例えば、プレス加工により所望の凹凸を形成したシート状の表面構造１００で所定の形状に成形した発泡樹脂等から成る物品本体２００の表面を覆って、末端部を縫着等することにより作製することができる。その他、当業者が適宜選択可能な方法により表面構造１００を有する物品を作製することができる。

表面構造１００は親水性材料から成ってもよい。表面構造１００は本体２００と一体であってもよい。

親水性を呈する表面構造１００は、埃や汚れ等を水で容易に洗い流すことができる、いわゆるセルフクリーニング性能を有する。

図７に、本発明の一つの態様に係る表面構造１００の一部端面と表面構造１００を覆うもの（例えば、着座者の身体の一部等）の外郭Ｃ（破線）が模式的に図示されている（微小突起１２は省略されている）。紙面に垂直な向きが長手方向Ａである。頂部１１から除去された水滴は凹部２０に流れ込む（着色部分）。凹部２０の底面Ｓ２（表面構造１００が本体２００と一体のときは表面Ｓ１）が水平であるとき、水滴は凹部２０に溜まり得る。

物品を覆うものの外郭Ｃは、物品を覆うものによって平面状であり得る。または外郭Ｃは、物品を覆うものによって曲面状、凹凸面状であり得る。好適に、凸部１０は、外郭Ｃが凹部２０に深く入り込むことがなく、凹部２０の底面Ｓ２に触れることがないように、材料、形状、寸法、配置等を決定される。このようにすることにより、物品の覆うものの外郭Ｃが触れる物品の表面が主に凸部１０の頂部１１となり、底面Ｓ２付近に水が溜まっても物品を覆うものが水に触れることがない。

物品を覆うものの外郭Ｃが触れる物品の表面が頂部１１から成るように、凸部１０の幅ｗ_１ 、凹部２０の幅ｗ_２ はいずれも０ｍｍより大きく、４ｍｍを超えないことが好ましい。幅ｗ_１ 、凹部２０の幅ｗ_２ は各々、０．５ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲にあってよい。

凸部１０は頂部１１のみから成ってよく、頂部１１及び下部１３から成ってもよい。好適に、頂部１１は半円形の断面形状を有し、下部１２は矩形の断面形状を有する。底面Ｓ２から頂部１１の頂点（稜線Ｅ１）までの凸部の高さｈ_１ （又はｈ_１ ＋ｈ_３ ）は凹部の深さを表し得る。凸部の高さｈ_１ （又はｈ_１ ＋ｈ_３ ）は、物品を覆うものが凹部に溜まった水に触れることがないように決定されてよい。

例えば、上記凸部の高さｈ_１ （又はｈ_１ ＋ｈ_３ ）は、想定される雨量と物品の使用態様に基づいて決定されてよい。例えば、１時間雨量が１ｍｍで、物品の単位面積を占める凸部と凹部との割合が等しい（凸部１０と凹部２０のピッチが等しい）場合、１時間で２ｍｍの深さの水が凹部に溜まり得る。例えば１時間雨量が１ｍｍのとき１時間使用される物品が想定されるとき、凸部の高さｈ_１ （又はｈ_１ ＋ｈ_３ ）＞２ｍｍとすることができる。

好適に、底面Ｓ２は、水平に対して少なくとも部分的に傾く。図５（Ｂ）を参照して、座席である物品１の上面は、前後方向に矢印Ａに沿った傾きを有するため、凸部１０から凹部に落下した水滴は、部分ｓから前方へ、又は部分ｓから後方へ排水され得る。このようにすることで、凸部１０及び凹部２０から成る表面構造１００全体が除水される。

凹部２０の水が排水されるとき、凸部１０の高さは頂部１１の高さｈ_１ であってよく、０ｍｍ＜ｈ_１ ≦２ｍｍであることが好ましい。凸部１０は、０．２ｍｍ≦ｈ_１ ≦２．０ｍｍの高さｈ_１ を有してもよい。また、凸部１０の高さは、頂部１１及び下部１３の高さｈ_１ ＋ｈ_３ であってよく、０ｍｍ≦ｈ_１ ＋ｈ_３ ≦６ｍｍであってよい。凸部１０は、０．６ｍｍ≦ｈ_１ ＋ｈ_３ ≦６．０ｍｍの高さｈ_１ ＋ｈ_３ を有してもよい。

実施例
実施例のゴルフカート用の座席が、座席のクッション材を、表面に親水性処理を施したＰＶＣレザーから成る表皮材の表面構造で被覆することにより作製された。表面構造の複数の凸部と複数の凹部の底面の長手方向は、座席の前後方向であって互いに平行であり、図５（Ｂ）のように大部分が水平から傾けられた。凸部の頂部の表面を画成する断面の半円形の半径（ｒ_１）は約１．０ｍｍ、凸部の高さ（ｈ_１＋ｈ_３）は約２．５ｍｍ、凸部の幅（ｗ_１）、凹部の幅（ｗ_２）はいずれも約２．０ｍｍであった。凸部の頂部の表面に形成された微小突起の長手方向の長さ（ｌ_２）は約０．９ｍｍ、微小突起の頂点Ｔの高さ（ｈ_２）は約０．１ｍｍ、隣り合う微小突起と微小突起の間の稜線Ｅ１の長さ（ｌ_１）は約１．１ｍｍであった（図６、図７参照）。表面構造の表面に対する水の接触角は約５°であった。

比較例１
比較例１のゴルフカート用の座席は、表面構造が微小突起を有しない他は、実施例と同様であった。

比較例２
比較例２のゴルフカート用の座席は、親水性処理を施さず表面構造が撥水性を呈する他は、実施例と同様であった。比較例の表面構造の表面に対する水の接触角は６８°であった。

雨が降る屋外に、実施例、比較例１、比較例２の座席を置くことにより実験が行われた。実施例の座席は、凸部にも凹部にも水滴が留まることなく直ちに除水され、実験者が着座した際も衣服等が濡れることはなかった。比較例１の座席は、凸部の所々に水滴が広がったまま留まっており、そのままでは着座できない状態だった。比較例２の座席は、丸みを帯びた水滴が凸部に所々載っており、そのままで着座すると衣服等が少し濡れる状態だった。

上記のように、本発明に係る表面構造は、水滴が転落するように水滴の質量を増すようにした表面の形状及び濡れ性により、水滴を極めて効果的に除去することができる。本発明によれば、屋外で雨天時に使用しても着座者等が濡れない座席を提供することができる。さらに、表面の凹凸により適度な通気性を有する快適な座席を提供することができる。

また、本発明によれば、高い除水性能により雨天時でも物品を覆うものが触れる表面に水滴が存在することがなく、高い滑り止め効果を有する物品を提供することができる。例示的に、階段等の一部等にシート状に形成した本発明の表面構造を適用することにより、雨天時の転倒事故を防止し得る、安全な階段等を提供することができる。

本発明の思想及び態様から離れることなく多くのさまざまな修正が可能であることは当業者の知るところである。したがって、言うまでもなく、本発明の態様は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。

１０ 凸部
１１ 凸部の頂部
１２ 微小突起
１３ 凸部の下部
２０ 凹部
２０ 凹部
１００ 表面構造
２００ 物品本体
Ｓ１ 物品本体の表面
Ｓ２ 凹部の底面
Ｅ１ 凸部の稜線

Claims (11)

1. 除水性能を有する物品の表面構造であって、
   物品の表面に沿って配置された、各々長手方向を有する複数の凸部を含み、
   該凸部が、少なくとも部分的に水平から傾いた表面を有し、
   前記凸部の頂部が、該頂部の表面の水滴を前記長手方向に広げないように案内するために前記長手方向を横切って形成された複数の微小突起を有することを特徴とする表面構造。
2. 前記複数の凸部の隣り合う凸部と凸部との間に凹部が形成され、
   前記複数の凸部が、物品を覆うものが前記凹部の底部に触れないように配置されたことを特徴とする請求項１に記載された表面構造。
3. 前記凹部の底部の少なくとも部分が水平から傾くことを特徴とする請求項２に記載された表面構造。
4. 前記凸部の頂部の断面形状が半円形であることを特徴とする請求項１に記載された表面構造。
5. さらに、表面が親水性を呈することを特徴とする請求項１に記載された表面構造。
6. 前記複数の凸部の長手方向が平行であることを特徴とする請求項１に記載された表面構造。
7. 前記複数の凸部の凸部間のピッチが、８．０ｍｍを超えないことを特徴とする請求項６に記載された表面構造。
8. 前記複数の微小突起が、直径８．０ｍｍ以下の水滴を案内するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載された表面構造。
9. 微小突起間のピッチが、４．５ｍｍを超えないことを特徴とする請求項１に記載された表面構造。
10. 前記物品を被覆する表皮材から成ることを特徴とする請求項１に記載された表面構造。
11. 前記表皮材が、表面が親水性を呈するように加工された撥水性材料から成ることを特徴とする請求項１０に記載された表面構造。