WO2000050232A1

WO2000050232A1 - Element structure presentant d'excellentes proprietes hydrofuges et son procede de fabrication

Info

Publication number: WO2000050232A1
Application number: PCT/JP1999/000869
Authority: WO
Inventors: Yasushi Karasawa; Mitsuro Atobe
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-08-31
Also published as: US6764745B1; AU2640099A

Description

明細書撥水性に優れた構造部材及びその製造方法技術分野本発明は、撥水性に優れた、電線、建材、船舶、アンテナ、航空機等の構造部材及びその製造方法を関する。従来の技術従来から撥水処理は液滴付着防止や汚染防止のために行われており、各種の撥水剤、撥水処理が開発され、電子機器を含む各種製品に用いられている。例えば特開平 3 - 2 3 0 4 2 0号公報には難着雪電線を得るために、アルミニゥム線等の表面に炭素含有薄膜を形成し、その後にフッ素化合物電離空間を通してフッ素化合物の薄膜を形成する方法が提案されている。しかし、この方法は大気圧ブラズマ又はフッ素膜のブラズマ重合を行っているため、薄膜が剥がれ易く密着性が良くない場合がある。また、特開平 3— 8 4 0 6 9号公報、特閧平 4一 2 5 8 6 7 5号公報及び特開平 2 - 2 3 8 9 4 1号公報には、船舶、海建材、水輸送管等に塗布して着氷、着雪を防止するため或いは防食のための塗料が提案されているが、いずれも塗膜のために剥がれやすいという問題点がある。更に、特開平 6— 9 3 1 2 1号公報には、撥水撥油防汚性に優れた部材を得るために、 F R P等のフィラーを用いて表面を凹凸にした基材表面にクロロシラン系界面活性剤を吸着して撥水撥油処理を行うことが提案されている。また. 特開平 4一 2 8 8 3 4 9号公報には、撥水撥油被膜を得るために、微粒子等を表面層に含有させたり、表面を化学エッチングして表面を粗面化し、その表面に撥水ポリマ層を化学結合させて被膜を形成する技術が提案されている。しかしながら、いずれの公報に記載の技術においても、その表面の高さにバラツキがあり、機械的強度が弱く、耐久性及び耐擦傷性に問題点があり、また、撥水性が不均一になるという問題点があった。また、特開平 1 0— 1 5 6 2 8 2号公報には、 0 . 1〜 5 0 の微細凹凸構造を有する金属材料表面上に、微粒子粉末を含有する疎水性樹脂からなる撥水性樹脂被膜を形成することが提案されている。しかしながら、これも強度的に弱く、撥水性が不均一になるという問題点がある。

以上のように、従来からも撥水機能を備えたものが提案されているが、いずれも、耐久性及び耐擦傷性に問題があり、そのために、撥水機能が長期間に亘つて得られないという問題点がある。

発明の開示本発明は、超撥水機能を得るとともに、高い耐久性及び耐擦傷性を得ることを可能にした構造部材及びその製造方法を提供することを目的とする。

( 1 ) 本発明の一つの態様に係る構造部材は、任意の凹凸から構成され、且つその凸部の高さが均一である撥水性構造が外表面に形成されてなるものである ₍

( 2 ) 本発明に係る構造部材は、上記（ 1 ) の構造部材において、その凹部の深さが所定の深さ以上となっている。

( 3 ) 本発明の他の態様に係る構造部材は、上記（ 1 ) 又は（ 2 ) の構造部材において、その凹凸は、液滴が凹部に落ち込むことなく、かつ、液滴が凹部の空気層と接触する、ような大きさである。

( 4 ) 本発明の他の態様に係る構造部材は、上記（ 1 ) 〜（ 3 ) の構造部材において、撥水性構造の凹凸部には反応結合した撥水膜が形成されてなるものである。

( 5 ) 本発明の他の態様に係る構造部材は、上記（ 1 ) 〜（ 3 ) の構造部材において、前記の撥水性構造は、撥水機能を有する基材に凹凸を形成して構成される。

( 6 ) 本発明の他の態様に係る構造部材は、上記（ 1 ) ~ ( 5 ) の構造部材において、前記の凹凸は、突起部が分布配置されたもの、突起部が線条になっているもの、又は、格子状からなるものである。

( 7 ) 本発明の他の態様に係る電線は、外皮が上記（ 1 ) 〜（ 6) の構造部材からなるものである。

( 8 ) 本発明の他の態様に係る建材は、表面が上記（ 1 ) 〜（ 6) の構造部材からなるものである。

( 9 ) 本発明の他の態様に係る船舶部材は、表面が上記（ 1 ) 〜（ 6 ) の構造部材からなるものである。

(10) 本発明の他の態様に係るアンテナは、表面が上記（ 1 ) 〜（ 6 ) の構造部材からなるものである。

(11) 本発明の他の態様に係る航空機部材は、表面が上記（ 1 ) 〜（ 6 ) の構造部材からなるものである。

(12) 本発明の他の態様に係る構造部材の製造方法は、上記（ 1 ) 〜（ 6) の構造部材を製造する方法において、撥水性構造の凹凸を、その凹凸に対応した形状を備えた型により形成する。

(13) 本発明の他の態様に係る構造部材の製造方法は、上記（12) の製造方法において、撥水性構造の凹凸に対応した形状が外周部に形成されたローラを、基材の表面に押圧する。

(14) 本発明の他の態様に係る構造部材の製造方法は、上記（12) の製造方法において、撥水性構造の凹凸に対応した形状が内周部に形成されたダイスに、硬化する前の基材を通過させる。 ( 15 ) 本発明の他の態様に係る構造部材の製造方法は、上記（14) の製造方法において、撥水性構造をフォトリソグラフィ一法及びエッチング法を用いて製造する。このエッチング法は、例えばトレンチドライエッチング法、陽極電解法、異方性ウエットエッチング法、等方性ウエットエッチング法、又は等方性ドライエツチング法である。本発明においては、上述のように、外表面に凹凸を形成し、その凸部の高さを均一にした撥水性構造を形成することにより、超撥水機能を得るとともに、高い耐久性及び耐擦傷性を得ている。即ち、従来のように凸部の高さが均一でない場合には、超撥水機能が得られない部分ができるとともに、機械的に弱く摩耗し易いことから、耐久性及び耐擦傷性に問題があるが、本発明においてはそのような問題は解消されている。また、撥水膜を設ける場合には撥水性構造の凹凸に反応結合させるので剥がれにくい。また、本発明においてはフォトリソグラフィ一法及びエッチング法を用いて製造することで、凸部の高さを高精度に均一にすることを可能にしている。本発明の動作原理を含めてその詳細は後述の実施形態 1 として説明するものとする。なお、本発明の発明において、超撥水という概念は超撥油を含むものとしている。

図面の簡単な説明図 1は本発明の実施形態 1の撥水性構造の説明図である。

図 2は撥水機能が発揮されているときの水の接触角の説明図である。

図 3は図 1の凹部及び凸部の寸法についての説明図である。

図 4は図 1の撥水性構造 1 0 0の平面図である。

図 5は本発明の実施形態 2に係る製造方法において、プレートの表面に撥水性構造を形成するための製造工程を示した断面図である。図 6は表面に撥水性構造が形成されたプレートの上面図である。

図 7は比較例 1のプレートの製造工程を示した断面図である。

図 8は比較例 2のプレートの製造工程を示した断面図である。

図 9は本発明の実施形態 3に係る製造方法において、プレートの表面に撥水性構造を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 1 0は本発明の実施形態 4に係る製造方法において、プレー卜の表面に撥

—水性構造を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 1 1は本発明の実施形態 5に係る製造方法において、プレートの表面に撥水性構造を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 1 2は本発明の実施形態 6に係る製造方法において、プレートの表面に撥水性構造を形成するための製造工程を示した断面図である。

図 1 3は本発明の実施形態 7に係る電力線の断面図である。

図 1 4及び図 1 5は線引き後に周囲を型押しして電力線に撥水性構造を形成するための機構の斜視図及び正面図である。

図 1 6及び図 1 7は線引きの際に電力線に撥水性構造を形成するための機構を示した断面図及びそのダイスの断面図である。

図 1 8は本発明の実施形態 8に係る建材の説明図である。

図 1 9は型押しにより撥水性構造を形成する際の説明図である。

図 2 0は本発明の実施形態 9に係る船舶の断面図である。

図 2 1は本発明の実施形態 1 0に係るアンテナの斜視図である。

発明を実施するための最良の形態実施形態 1 .

図 1は本発明の実施形態 1に係る撥水性構造の説明図である。同図において. 撥水性構造 1 0 0はシリコン基板 1 1の表面に凹部 1 7及び凸部 1 8が形成されており、この表面には撥水膜 1 9が形成される。そして、シリコン基板 1 1 の表面に形成されたこの凹部 1 7には空気層 2 0が生成される。なお、本実施形態においては撥水膜 1 9を形成した例について示しているが、基材そのものに撥水機能があるもの、例えばテフ口ン樹脂等を用いるようにしてもよい。図 2は撥水機能が発揮されているときの水の接触角の説明図である。同図に示されるように、撥水機能が発揮されるためには、水の接触角 Sが 1 2 0度以上（インク滴液の場合には 9 0度以上）であることが必要である。図 1の撥水性構造 1 0 0は、水の接触角 0が 1 2 0度以上となり撥水機能を発揮するためには、凹凸の大きさが、液滴 2 1が凹部 1 7に落ち込むことなく、空気層 2 0 と接することができるサイズであることが好ましい。図 3は図 1の凹部 1 7及び凸部 1 8の寸法についての説明図である。同図において、 Aは突起幅（マスク設計による）、 Bは溝幅（マスク設計による）、 Cは加工量（深さ · エッチング時間による）、 Dは側壁角度（エッチング条件による）である。この撥水性構造を例えばインク滴液のようなものに接触するものに適用する場合には、インク滴の直径が 1 0〃mくらいであるため、上記の A , Bはその直径との関係から自ずと規制される。また、上記の Cもインク滴が底面に接触して封入される現象を防止するために或る程度の深さが必要である。このため、上記の A， Bについては、 0 . 2〜 5 0 0〃m、 0 . 5〜3 0 m、更に望ましくは 1〜 1 0〃mの範囲に規定される。また、上記の Cについては、 1 /x m以上、 3〃m以上、更に望ましくは 5〃 m以上の深さに規定される。凸部の高さの均一性は、耐擦傷性の観点から、 A , Bの値の 0 . 5倍以内、 0 . 3倍以内、更に望ましくは 0 . 1倍以内に規定される。図 4は図 1の撥水性構造 1 0 0の平面図である。同図（A ) は凸部 1 8が規則的に分布配置された例であり、同図（ B ) は凸部 1 8がライン状に配置された例であり、同図（ C ) は凸部 1 8が格子状に配置された例である。なお、同図（A ) は凸部 1 8は四角柱の例であるが、これは三角柱、五角柱、六角柱、円柱などの各種柱であっても良い。実施形態 2 .

図 5はプレートの表面に撥水性構造を形成するための製造工程を示した断面図であり、図 6は表面に撥水性構造が形成されたプレート 1の上面図である。これらの図 5及び図 6によってその製造過程を説明する。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィ一法及びトレンチドライエッチング法によつて加工して撥水性構造を形成する場合について説明する。

①まず、結晶方位（ 1 0 0 ) の 4ィンチサイズの単結晶シリコンウェハをプレート 1の基材として用意し、図 5 ( a ) に示されるように、熱酸化法を用いて、単結晶シリコン基板 1 1の少なくとも一方の面に約 1 0 0 0オングストロームのシリコン酸化膜 1 2を形成する。

②次に、図 5 ( b ) に示されるように、東京応化株式会社製の感光性樹脂 0 F P R - 8 0 0 (粘度 3 0 c p s ) を単結晶シリコン基板 1 1のシリコン酸化膜 1 2上へ約 2 m l滴下し、 1分間に 5 0 0 0回転の速度で 3 0秒間スピンコートし、感光性樹脂膜 1 3を形成する。このスピンコート条件によって、感光性樹脂が平均膜厚約 l m、ウェハ面内ばらつき 1 0 %で塗布することができるなお、塗布膜厚は加工する溝のサイズによって適宜変化させる。感光性材脂塗布膜厚の最大値は、溝の一辺の寸法が 2〃mの場合には 2 / mである。

③次に、摂氏 9 0度のオーブンで 3 0分間乾燥させ、基板 1 1を室温まで冷却する。図 5 ( c ) に示されるように、基板 1 1に対して、一辺が 0 . 2〃mから 2 0 0 mの四角形の凸部予定領域 1 3をフォトリソパ夕一ニングする。その後、摂氏 1 2 0度のオーブンで感光性樹脂を硬化させ、耐エッチング性を改善する。

④図 5 ( d ) に示されるように、フッ酸によって溝予定領域のシリコン酸化膜をエッチングして、感光性樹脂を剥離液で除去する。 ⑤次に、トレンチドライエッチング装置を使って、図 5 ( e ) に示されるように、 C及び Fを有するガスを使ったプラズマ合成膜 1 4を形成し、続いてドラィエッチング装置内を排気した後、図 5 ( f ) に示されるように化学式 S F 6 又は C F 4ガスのプラズマによってシリコン基板底面 1 5領域のシリコンをェツチングする。上記のプラズマ重合及びプラズマエツチングを繰り返すことによって、図 5 ( g ) に示されるように、単結晶シリコン基板 1 1の表面に約 5 mの溝をエッチングして、凹部 1 7及び凸部 1 8を形成する。この凸部 1 8 は、図 6に示されるように、単結晶シリコン基板 1 1の表面に規則正しくレイァゥトされる。

⑥次に、フルォロアルキルシラン又はポリフルォロエチレン撥水材料を真空蒸着法によって単結晶シリコン基板 1 1に蒸着して撥水膜 1 9を形成する（図 5

( h ) ) 。

(実施例 1 )

本発明の実施例 1 として、上述の実施形態 2において、表 1に示されるような実施例を試みた。まず、プレートの基板 1 1 として、試料 1から試料 7の基板材料を用意する。そして、突部予定領域 1 3 (図 5 ( c ) 参照）は、 0 . 2 〃mから 1 0 0 0 mの正方形をパターニングすることにより形成する。また、プレート 1に形成される撥水膜 1 9は、フルォロアルキルシラン又はポリフルォロエチレン撥水材料を蒸着することにより形成する。なお、試料 2， 4 , 6 についてはこの撥水処理は行わないものとする。【表 1】

(比較例 1 )

図 7はステンレス製のプレートに撥水材料を塗布する、比較例 1の製造工程を示した断面図である。

①まず、図 7 ( a ) に示されるように、基板 3 1をアルカリ溶剤を使い超音波洗浄する。

②フッ素原子密度を高めたポリフルォロエチレン微粒子を含むニッケル電解メツキ液へ基板 3 1を浸せきする。そして、図 7 ( b ) に示されるように、基板 3 1の表面へ、フッ素原子密度を高めたポリフルォロエチレン微粒子 3 4が分散した共析メツキ膜 3 3を電気メツキにより生成する。このメツキ膜 3 3にはフッ素元素密度を高めたポリフルォロエチレン粒子 3 4が含有されている。

(比較例 2 )

図 8はポリサルフォン製のプレー卜へ撥水材料を塗布する、本比較例 2における製造工程を示した断面図である。

①まず、図 8 ( a ) に示されるように、基板 4 1をアル力リ溶剤を使い超音波洗浄する。

②続いて、関西ペイント（株）の商品名「カンペ二レックス」（フッ素含有樹脂）を基板 4 1表面に塗装して、図 8 ( b ) に示されるように、塗膜 4 3を生成する。表 2は、上記の実施例 1、比較例 1及び 2のプレートの表面の水に対する接触角を測定した結果を示すものである。

【表 2】

上記の表 2に示されるように、本実施例 1 (試料 1〜 7 ) のプレートの水に対する接触角はいずれも 1 2 0度を超え、比較例 1に比べて高い値であることが確認されている。更に、耐久性及び耐擦傷性試験によれば、本実施例 1 (試料 1〜 7 ) は比較例 2に比べて高い耐久性及び耐擦傷性が得られていることが確認されている。

(実施例 2 )

本発明の実施例 2においては、撥水性構造の四角柱、ライン状及び格子状の各突起形状（図 4 ( A) (B ) ( C) 参照）についての水の接触角について調ベた。表 3はそのデ一夕を示すものであり、本発明によるもの（No. 1 1 0 ) はいずれも、水の場合の接触角が 1 2 0度以上であり、撥水機能が得られていることが分かる。なお、表 4の No. 1 1の比較例は鏡面研磨面に撥水膜を形成したものであり（従来の技術に相当する）、これは撥水機能を得るための要件を満たしていない。

【表 3】

実施形態 3.

図 9はプレートの表面に撥水性構造を形成するための製造工程の他の例を示した断面図であり、ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィ一法及び陽極電解法によって加工して撥水性構造を形成する場合について説明する < ①まず、プレートの基材として、例えば板厚 2 0 0〃mの（ 1 0 0 ) 面方位の n型単結晶シリコン基板 1 1を用意する。

②図 9 ( a ) に示されるように、このシリコン基板 1 1に耐エッチング被膜として 0 . 3 m厚の窒化シリコン膜 2 3、 2 4を C V D装置で形成する。

③次いで、窒化シリコン膜 2 4をドライエッチング法によって除去した後、窒化シリコン膜 2 3にフォトエッチングを施し、図 9 ( b ) に示されるように、撥水性構造の凹部 1 7に対応する部分 2 2の窒化シリコン膜 2 4をエッチングする。

④次に、窒化シリコン膜 2 3をマスクとして、水酸化カリウム水溶液を用いた異方性エッチング法によって、シリコン基板 1 1へ V溝形状のェッチングピラミツド 2 5を加工し、図 9 ( c ) に示されるように、窒化シリコン膜 2 3が形成された面の裏側ヘインジゥム ·錫酸化膜（ I T 0膜） 2 6を形成する。

⑤続いて、上記窒化シリコン膜 2 3が形成された面が電解液に接するように電解セルを組み立て、窒化シリコン膜 2 3が形成された面の裏側より光を照射しながら、図 9 ( d ) に示されるように、約 5〃mの溝 2 7をエッチングして、凹部 1 7及び凸部 1 8を生成する（図 9 ( e ) ) 。

⑥フルォロアルキルシラン又はポリフルォロェチレン撥水材料を真空蒸着法によってプレー卜に蒸着して撥水膜 1 9を形成する（図 9 ( f ) ) 。

上記の実施形態 3により生成された撥水性構造においても、その凸部の高さが均一であることから、上記の実施形態 2におけるものと同様な撥水機能、耐久性及び耐擦傷性が得られることが確認されている。なお、上述の実施形態 2， 3においては、プレートの材質としてシリコン基板を用いた例を説明したが、本発明においてはシリコン系材料に限定されず、ステンレスのような金属材料や有機高分子材料でも同様にして製造することができ、そして、同様に機能を発揮することができる。実施形態 4 . 図 1 0はプレー卜の表面に撥水性構造を形成するための製造工程の他の例を示した断面図である。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィー法及び異方性ウエットエッチング法によって加工して撥水性構造を形成する場合について説明する。

①まず、結晶方位（ 1 00 ) の 4ィンチサイズの単結晶シリコンウェハをプレ ―ト 1の基材として用意し、図 1 0 (a) に示されるように、熱酸化法を用いて、単結晶シリコン基板 1 1 1の少なくとも一方の面に約 1 000オングストロームのシリコン酸化膜 1 1 2を形成する。

②次に、図 1 0 (b) に示されるように、東京応化株式会社製の感光性樹脂 0 F P R - 800 (粘度 30 c p s ) を単結晶シリコン基板 1 1 1のシリコン熱酸化膜 1 1 2上へ約 2 ml滴下し、 1分間に 5000回転の速度で 30秒間スピンコートし、感光性樹脂層 1 1 3を形成する。このスピンコート条件によつて、感光性樹脂を平均膜厚約 1〃m、ウェハ面内ばらつき 1 0 %で塗布することができる。なお、塗布膜厚は加工する溝のサイズ等によって適宜変化させる感光性材料塗布膜厚の最大値は溝の一辺の寸法が 2 mの場合には 2 mである。

③次に、摂氏 90度のオーブンで 3 0分間乾燥させ、基板 1 1 1を室温まで冷却する。図 1 0 ( c ) に示されるように、基板 1 1 1に対して、一辺が 0. 2 mから 20 0 mの四角形の凸部予定領域 1 1 3をフォトリソパターニングで残す。その後、摂氏 1 2 0度のオーブンで感光性樹脂を硬化させ、耐エッチング性を改善する。

④図 1 0 (d) に示されるように、フッ酸によって溝予定領域のシリコン酸化膜をエッチングして、感光性樹脂を剥離液で除去する。

⑤次に、シリコン酸化膜 1 1 2をマスクとして、水酸化カリウム水溶液を用いた異方性エッチング法によって、図 1 0 ( e) に示されるように、シリコン基板 1 1 1へ断面 V形状のエッチングビラミツド 1 1 4を形成する。そして、シリコン酸化膜 1 1 2を除去する（図 1 0 (f ) ) 。このようにして生成されたこのエッチングピラミッド 1 14が図 1の凹部 1 7に相当する。この凹部 1 7 が生成されることで凹部 1 8も必然的に生成され、図 6に示されるように、単結晶シリコン基板 1 1 1の表面に規則正しくレイアウトされる。

⑥次に、フルォロアルキルシラン又はポリフルォロエチレン等の撥水材料を真空蒸着法によって蒸着して撥水膜 1 9を形成する（図 1 0 ( g ) ) 。実施形態 5 .

図 1 1はプレートの表面に撥水性構造を形成するための製造工程の他の例を示した断面図である。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィ一法及び等方性ウエットエッチング法によって加工して撥水性構造を形成する場合について説明する。

①まず、プレート 1の基材として、例えば板厚 2 0 0 / mのガラス基板 2 1 1 を用意する。

②図 1 1 ( a ) に示されるように、このガラス基板 2 1 1に耐エッチング皮膜として 0 . 3 m厚の窒化シリコン膜 2 1 2をスパッタリング装置で形成する。

③次いで、窒化シリコン膜 2 1 2にフォトリソエッチングを施し、図 1 1 ( b ) に示されるように、撥水性構造の凹部 1 7に対応する部分の窒化シリコン膜をエッチングする。

④次に、窒化シリコン膜 2 1 2をマスクとして、弗化水素酸水溶液を用いた等方性エッチング法によって、図 1 1 ( c ) に示すようにガラス基板 2 1 1へェツチング凹部 2 1 5を形成する。

⑤次に図 1 1 ( d ) に示すように、窒化シリコン膜 2 1 2を熱燐酸で除去して、凹凸を完成させる。

⑥次に撥水膜 1 9としてフルォロアルキルシラン膜を真空蒸着法によってプレ —トに蒸著する（図 1 1 ( e ) ) 。実施形態 6 .

図 1 2はプレー卜の表面に撥水性構造を形成するための製造工程の他の例を示した断面図である。ここでは、シリコン基板の表面をフォトリソグラフィー法及び等方性ドライエッチング法によって加工して撥水性構造を形成する場合について説明する。

①まず、プレート 1の基材として、例えば板厚 2 0 0〃 mのガラス基板 3 1 1 を用意する。

②図 1 2 ( a ) に示されるように、このガラス基板 3 1 1に耐エッチング皮膜として約 5〃m厚の感光性樹脂膜 3 1 2をスピンコート装置で形成する。

③次いで、フォトリソエッチングによって、図 1 2 ( b ) に示されるように、撥水性構造の凹部 1 7に対応する部分の感光性樹脂膜 3 1 2をエッチングする c

④次に、感光性樹脂膜をマスクとして、 C F 4ガスを用いた等方性プラズマェツチング法によって、図 1 1 ( c ) に示すようにガラス基板 3 1 1へエツチング凹部 3 1 5を加工する。

⑤次に、図 1 1 ( d ) に示すように、感光性樹脂膜 3 1 2を熱硫酸で除去して、凹凸を完成させる。

⑥次に、撥水膜 1 9 としてフルォロアルキルシラン膜を真空蒸着法によってガラス基板 3 1 1に蒸着する（図 1 1 ( e ) ) 。上記の実施形態 4〜 6により生成された撥水性構造においても、その凸部の高さが均一であることから、上記の実施形態 2におけるものと同様な撥水機能、耐久性及び耐擦傷性が得られることが確認されている。なお、上記の実施形態 2 ~ 6においては、いずれもフォトリソグラフィ一法及びェッチング法を用いて撥水性構造を生成しており、その基材表面を凸部の天面に置き換えることが可能になっているで、凸部の高さは必然的に高精度に揃うことになる。実施形態 7 .

図 1 3は本発明の実施形態 4に係る電力線の断面図である。この電力線 5 0 には、その外皮を構成しているシース（ビニル） 5 1の外表面に撥水性構造 5 2を形成している。この撥水性構造 5 2を形成するには、例えば線引き後にシース 5 1の外周囲を型押しし又は線引きの際に溝を形成する。図 1 4及び図 1 5は線引き後にシース 5 1の外周囲を型押ししてその外表面に撥水性構造 5 2を形成するための機構の斜視図及びその正面図である。この機構においては、電力線 5 0の周囲に 4個の組からなるローラ 5 3 a〜 5 3 d 及び口一ラ 5 4 a ~ 5 4 dを、電力線 5 0の長さ方向及び周方向にずらして配置している。そして、ローラ 5 3 a ~ 5 3 d及びローラ 5 4 a〜 5 4 dの外表面にはシース（ビニル） 5 1の外表面に撥水性構造 5 2を形成するための凹凸部（図示せず）が設けられている。電力線 5 0を図の矢印の方向に移動させている状態において、ローラ 5 3 a〜 5 3 d及びローラ 5 4 a〜 5 4 dが電力線 5 0を押圧しながら回転することで、電力線 5 0のシース 5 1の外表面全域に撥水性構造 5 2が形成される。なお、電力線 5 0の移動はローラ 5 3 a〜 5 3 d , ローラ 5 4 a〜 5 4 dによってもよい。また、電力線 5 0を回転させながら移動させてもよい。図 1 6は線引きの際にシース 5 1に溝を形成するための機構を示した説明図であり、図 1 7はそのダイスの断面図である。線引きに際してはビニール 5 5 をダイス 5 6を用いてコーティングすることによりシース 5 1を形成するが、そのダイス 5 6の内壁には図 1 4に示されるように凹凸 5 7を形成しておくことで、シース 5 1の外表面には撥水性構造 5 2が形成される。電力線 5 0を回転させながら線引きすることもできる。実施形態 8 .

図 1 8は本発明の実施形態 8に係る建材の説明図断である。この建材 6 0の外表面には撥水性構造 6 1が形成されている。この撥水性構造 6 1を形成するには、例えば上述の実施形態 2〜 6に示されるようなフォトリツグラフィ一法及びエッチング法を行う方法や、建材 6 0の表面に型押しをする方法等がある < 図 1 9は型押しにより撥水性構造 6 1を形成する際の説明図である。建材 6 0は例えばパネル 6 2及びその表面に形成された厚めの塗膜 6 3からなり、その塗膜 6 3が硬化する前に、凹凸が形成された型 6 4を押圧することにより撥水性構造 6 1を形成する。なお、この型は例えば述の実施形態 2〜 6の製造方法により製造することもできる。実施形態 9 .

図 2 0は本発明の実施形態 9に係る船舶の断面図である。この船舶 7 0の海水と接する可能性のある箇所、例えば、ハッチボート 7 1、ハツチコ一ミング 7 2、木甲板 7 3、手すり 7 4、ブルワーク柱 7 5、ゥォ一タウェ一 7 6、ブルワーク板 7 7、舷縁材 7 8、舷側厚板 7 9、船側外板 8 0、外部腰板 8 1、船底外板 8 2、カーバード 8 3、張付キール 8 4等の外表面には、上述の実施形態と同様な撥水性構造が形成されている。この撥水性構造は、図 1 9の型 6 4をロール状にして押圧して形成したり、或いは、上述の実施形態 2〜 6により形成したフィルム状のものを貼付けることにより形成する。このフィルム状のものとしては、例えば P T F E (ポリテトラフルォロエチレン）やシリコン樹脂を使用する。実施形態 1 0 .

図 2 1は本発明の実施形態 1 0に係るアンテナ（パラボナ）の斜視図である ₍ このアンテナ 9 0の表面には上述の実施形態と同様な撥水性構造が形成されている。この撥水性構造は、アンテナに対応し、且つ図 1 9 と同様な凹凸が形成された型を押圧して形成したり、或いは、上述の実施形態 2〜 6により形成したフィルム状のものを貼付けることにより形成する。なお、上述の実施形態 7 ~ 1 0においても、撥水性構造に更に撥水処理を行つて撥水膜を形成するようにしてもよい。また、本発明の構造部材は、上述の実施形態に他に、水や油の付着を嫌うようなものであればそれは全て対象となる。例えば航空機の外壁部分に本発明の構造部材を用いることもできる。その場合には、着氷、着雪が防止され、機体の安全性及び燃費が向上する。

Claims

請求の範囲

1 . 任意の凹凸から構成され、且つその凸部の高さが均一である撥水性構造が外表面に形成されてなることを特徴とする構造部材。

2 . 前記凹部の深さが所定の深さ以上であることを特徴とする請求項 1記載の構造部材。

3 . 前記凹凸は、液滴が凹部に落ち込むことなく、かつ、液滴が凹部の空気層と接触する、ような大きさであることを特徴とする請求項 1又は 2記載の構造部材。

4 . 前記撥水性構造の凹凸部には反応結合した撥水膜が形成されてなることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の構造部材。

5 . 前記撥水性構造は、撥水機能を有する基材に凹凸を形成して構成されることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の構造部材。

6 . 前記の凹凸は、突起部が分布配置されたもの、突起部が線条になっているもの、又は、格子状からなるものであることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載の構造部材。

7 . 外皮が適用請求項 1乃至 6のいずれかに記載の構造部材からなることを特徴とする電線。

8 . 表面が請求項 1乃至 6のいずれかに記載の構造部材から構成されたことを特徴とする建材。

9 . 表面が請求項 1乃至 6のいずれかに記載の構造部材から構成されたことを特徴とする船舶部材。

1 0 . 表面が請求項 1乃至 6のいずれかに記載の構造部材から構成されたことを特徴とするアンテナ。

1 1 . 表面が請求項 1乃至 6のいずれかに記載の構造部材から構成されたことを特徴とする航空機用部材。

1 2 . 請求項 1乃至 6のいずれかに記載の構造部材を製造する方法において、前記撥水性構造の凹凸を、その凹凸に対応した形状を備えた型により形成することを特徴とする構造部材の製造方法。

1 3 . 前記撥水性構造の凹凸に対応した形状が外周部に形成されたローラを、基材の表面に押圧することを特徴とする請求項 1 2記載の構造部材の製造方法 c

1 4 . 前記撥水性構造の凹凸に対応した形状が内周部に形成されたダイスに、硬化する前の基材を通過させることを特徴とする請求項 1 2記載の構造部材の製造方法。

1 5 . 請求項 1乃至 6のいずれかに記載の構造部材を製造する方法において、撥水性構造をフォトリソグラフィ一法及びエッチング法を用いて製造することを特徴とする構造部材の製造方法。

1 6 . 前記ェッチング法はトレンチドライエツチング法であることを特徴とする請求項 1 5記載の構造部材の製造方法。

1 7 . 前記エッチング法は陽極電解法であることを特徴とする請求項 1 5記載の構造部材の製造方法。

1 8 . 前記エッチング法は異方性ゥエツトエッチング法であることを特徴とする請求項 1 5記載の構造部材の製造方法。

1 9 . 前記ェッチング法は等方性ゥエツトエッチング法であることを特徴とする請求項 1 5記載の構造部材の製造方法。

2 0 . 前記ェッチング法は等方性ドライエッチング法であることを特徴とする請求項 1 5記載の構造部材の製造方法。