JP2017227089A - High drainage ability product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水が見かけ上自律的に移動し、その表面から排除される物品に関し、詳しくは、表面に付着した水が水平面でも重力や動力等の利用無しに特定の方向へ移動し、その表面から排除される物品に関する。 The present invention relates to an article in which water apparently moves autonomously and is removed from the surface thereof. Specifically, the water attached to the surface moves in a specific direction without using gravity or power even on a horizontal plane, It relates to articles that are excluded from the surface.
水と接触する物品、例えば水まわり部材や、ユニットバスの床、天井板の表面に付着した水は、量が多い場合、重力により排水溝まで導かれ排除されるが、残った水は、ふき取るか、自然乾燥により除かれる。ふき取りには手間を用意し、自然乾燥には時間がかかる、あるいはウォータスポット、水垢の原因になるなど、場合により望ましくない水排除の方法である。したがって、水と接触する物品の表面から水を、好ましくは速やかに、排除する技術について種々の提案がなされている。 Articles that come into contact with water, such as water-related members, water on the surface of unit bath floors, and ceiling boards, are removed to the drainage channel by gravity when the amount is large, but the remaining water is wiped off. Or it is removed by natural drying. It is a method of removing water that is undesirable in some cases, such as wiping off the wiping and taking time for natural drying, or causing water spots and scales. Therefore, various proposals have been made on techniques for removing water from the surface of an article in contact with water, preferably promptly.
例えば、特開2003−39013号公報(特許文献1)には、その表面に凹凸を形成し、凸部には撥水塗料層を形成し、凹部には親水塗料層を形成した水まわり部材が開示されている。このような構造においては、撥水塗料層により水がはじかれるため、水は溝状の凹部内に流れ込み、この凹部に形成されている親水塗料層4により水が広がって、表面張力で玉状となる水が発生せず、良好に凹部に沿って流され排水される。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-39013 (Patent Document 1) includes a water-surrounding member in which irregularities are formed on a surface thereof, a water repellent paint layer is formed on a convex portion, and a hydrophilic paint layer is formed on a concave portion. It is disclosed. In such a structure, water is repelled by the water-repellent paint layer, so that the water flows into the groove-shaped recess, and the water is spread by the
また、特開2008−31665号公報(特許文献2)には、オンデマンド方式により塗装した塗装層の各部における水に対する性質を異ならせ、ある部分においては相対的に水をはじき、且つ、他の部分においては、水を薄く膜状に広げるようにし、両者の組み合わせにより、水を素早く排水することが可能となる水まわり部材が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-31665 (Patent Document 2) has different properties with respect to water in each part of a coating layer coated by an on-demand system, and relatively repels water in certain parts, and other In the portion, a water-circulating member is disclosed in which water is spread thinly in a film shape and water can be quickly drained by a combination of both.
上記特許文献に開示された技術はいずれも、撥水性の領域にかかった水が弾かれて親水性領域に移動し、この親水性領域において水が濡れ広がる作用を利用する。そして最終的な部材表面からの排水のためには、基材に傾斜があることが前提であり、重力の作用により水は親水性領域を移動する。 In any of the techniques disclosed in the above-mentioned patent documents, water applied to the water-repellent region is repelled and moved to the hydrophilic region, and the action of water spreading in the hydrophilic region is utilized. And for drainage from the final member surface, it is premised that the substrate has an inclination, and water moves in the hydrophilic region by the action of gravity.
また、特開2005−744号公報(特許文献3)には、トンネル形状の流路の一面を親水面と疎水面とで構成し、親水面に対して疎水面を除した値を上流から下流に向け連続的に増加させ液滴を輸送するマイクロ液滴輸送デバイスが開示されている。このデバイスによれば、液滴を一方向に輸送することができるとされているが、親水面と疎水面を三角形のパターンで形成するとき、底辺が1μmから200μm、高さが10μmから200μmの三角形とするとの記載があり、また輸送される液滴は血液などの生体由来のものである。また、特開2005−331410号公報(特許文献4)には、上流側に第1の疎水面が、下流側に第1の疎水面より接触角が小さい第2の疎水面が、そして上流側と下流側の中間部に第1の疎水面および第2の疎水面が混在した面が形成され、上流から下流に向け第2の疎水面の面積を連続的に増加させた流路により、液滴を輸送する微量液滴輸送デバイスが開示されている。このデバイスによれば、異なる疎水領域によって流路に構築される表面張力勾配により、疎水性の官能基を有するタンパク質などの生体分子を含む微量液滴を輸送することができるとされているが、中間部の形状を第1の疎水面と第2の疎水面とが交互にくさび形状で並べたものとするとき、このくさび形状の寸法は、底辺が10μmから1mm、長さが10μmから30mmであると記載されている。従って、これらの特許文献に開示された技術はいずれも、極めて微量の血液等をわずかな距離、移送させる技術に止まり、建材などの大きな表面において水を移送する技術を開示するとは言い難いものである。 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-744 (Patent Document 3) discloses that one surface of a tunnel-shaped flow path is composed of a hydrophilic surface and a hydrophobic surface, and a value obtained by dividing the hydrophilic surface by the hydrophobic surface is from upstream to downstream. A microdroplet transport device is disclosed that transports droplets in incremental increments toward the surface. According to this device, droplets can be transported in one direction, but when the hydrophilic and hydrophobic surfaces are formed in a triangular pattern, the base is 1 μm to 200 μm and the height is 10 μm to 200 μm. There is a description that it is a triangle, and the droplets to be transported are derived from a living body such as blood. Japanese Patent Laying-Open No. 2005-331410 (Patent Document 4) discloses a first hydrophobic surface on the upstream side, a second hydrophobic surface having a smaller contact angle than the first hydrophobic surface on the downstream side, and the upstream side. And a flow path in which the area of the second hydrophobic surface is continuously increased from upstream to downstream by forming a surface in which the first hydrophobic surface and the second hydrophobic surface are mixed in the intermediate portion on the downstream side. A microdroplet transport device for transporting drops is disclosed. According to this device, it is said that a minute droplet containing a biomolecule such as a protein having a hydrophobic functional group can be transported by a surface tension gradient built in a flow path by different hydrophobic regions. When the first hydrophobic surface and the second hydrophobic surface are alternately arranged in a wedge shape in the intermediate portion, the dimensions of the wedge shape are 10 μm to 1 mm at the bottom and 10 μm to 30 mm in length. It is described that there is. Therefore, all of the techniques disclosed in these patent documents are limited to a technique for transferring a very small amount of blood or the like for a short distance, and it is difficult to say that a technique for transferring water on a large surface of a building material or the like is disclosed. is there.
本発明者らは、今般、建材表面の親水領域と疎水領域を制御することで、重力とは異なる力を推進力として、水を見かけ上自律的に移動させ、建材表面から水を効率よく排除できとの知見を得た。本発明は、かかる知見に基づくものである。 The present inventors have recently controlled the hydrophilic and hydrophobic areas of the building material surface to make the water appear to move autonomously using a force different from gravity as a driving force, effectively removing water from the building material surface. I got the knowledge. The present invention is based on such knowledge.
従って、本発明は、表面に付着した水を水平面でも重力や動力等の利用無しに特定の方向へより効率よく移動させ、その表面から排除される物品の提供を目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an article that can move water adhering to a surface more efficiently in a specific direction without using gravity, power, or the like even on a horizontal plane and removed from the surface.
そして、本発明による物品は、
水と接触する表面を有する物品であって、
前記表面が、親水性が前記表面の一定方向に向けて増加する領域、もしくは
疎水性が前記一定方向に向けて減少する領域か、または
前記親水性が増加する領域と、前記疎水性が減少する領域とを備え、
もって前記一定方向に水が見かけ上自律的に移動する(以下、この方向を「水移動方向」という)性質を有し、かつ前記親水性の増加および前記疎水性の減少が、その面積を変化させずに生じることを特徴とするものである。
And the article by this invention is
An article having a surface in contact with water,
The surface is a region where the hydrophilicity increases toward a certain direction of the surface, or a region where the hydrophobicity decreases toward the certain direction, or a region where the hydrophilicity increases, and the hydrophobicity decreases. With areas,
Therefore, the water has an apparently autonomous movement in the certain direction (hereinafter, this direction is referred to as “water movement direction”), and the increase in hydrophilicity and the decrease in hydrophobicity change the area. It is characterized by the fact that it occurs without any action.
定義
本発明において、「水と接触する表面を有する物品」とは、降雨により、または人による水を使った所定の作業・動作時またはその後に、その表面に水が残る可能性がある物品を意味する。本発明の一つの態様によれば、この物品により建材を構成することができ、例えば、外壁材;浴室やシャワールームの内壁、天井および床材;浴槽;洗面器や手洗器(例えば、ボウル面や縁);シンク;便器;水栓;テーブル、ドラフト、カウンターなどに用いられる天板;鏡、窓などのガラス部材;内壁材などが挙げられる。カウンターの例としては、手洗い場、洗面所および浴室で用いられるカウンター、キッチンカウンター、実験室で用いられるカウンター、ドラフトチャンバーのカウンター等が挙げられる。とりわけ、本発明による建材は、浴室やシャワールームの内壁、天井および床材;浴槽;洗面器や手洗器(例えば、ボウル面や縁);シンク;便器;水栓;テーブル、ドラフト、カウンターなどに用いられる天板;鏡、窓などのガラス部材;手洗い場、洗面所および浴室で用いられるカウンター、キッチンカウンター、実験室で用いられるカウンター、ドラフトチャンバーのカウンターなど、いわゆる「水まわり部材」と呼ばれる建材として好ましく用いられる。
Definitions In the present invention, “an article having a surface in contact with water” means an article in which water may remain on the surface due to rainfall or during or after a predetermined work / operation using water by a person. means. According to one aspect of the present invention, a building material can be constituted by this article, for example, an outer wall material; an inner wall of a bathroom or a shower room, a ceiling and a floor material; a bathtub; a basin or a hand basin (for example, a bowl surface) And sinks); sinks; toilet bowls; faucets; tabletops used for tables, drafts, counters, etc .; glass members such as mirrors and windows; Examples of the counter include a counter used in a hand washing place, a washroom and a bathroom, a kitchen counter, a counter used in a laboratory, a counter of a draft chamber, and the like. In particular, the building material according to the present invention can be used for interior walls, ceilings and floors of bathrooms and shower rooms; bathtubs; Top materials used; Glass members such as mirrors and windows; Counters used in hand-washing places, washrooms and bathrooms, kitchen counters, counters used in laboratories, counters in draft chambers, etc. Are preferably used.
本発明において物品の材質・材料は特に限定されないが、例えば、ガラス、プラスチック、タイル、石、金属、木材、セラミック等が挙げられる。さらに、これら材料に塗装が施されたもの、プラスチックが積層されたもの(例えば、積層鋼板、塗装鋼板等の複合材)なども利用可能である。 In the present invention, the material / material of the article is not particularly limited, and examples thereof include glass, plastic, tile, stone, metal, wood, and ceramic. Furthermore, those in which these materials are coated, those in which plastics are laminated (for example, composite materials such as laminated steel plates and coated steel plates), and the like can be used.
物品の表面および水移動
本発明による物品の表面は、親水領域または疎水領域を備えてなり、親水領域における親水性が物品の表面の一定方向に向けて増加するか、もしくは疎水領域における疎水性が、物品の表面の一定方向に向けて減少するか、またはこの親水領域における親水性の増加と疎水性領域における疎水性の減少をともに生じさせるよう構成される。本発明において、親水性の増加または前記疎水性領域における疎水性の減少は、親水領域および疎水領域の面積を変化させずに生じさせる。具体的には、物品の表面の前記一定方向に向けて、親水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう、または疎水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成することによって生じさせる。
Surface of article and water movement The surface of the article according to the present invention comprises a hydrophilic region or a hydrophobic region, and the hydrophilicity in the hydrophilic region increases toward a certain direction of the surface of the article, or the hydrophobicity in the hydrophobic region is increased. , Configured to decrease toward a certain direction of the surface of the article, or to cause both an increase in hydrophilicity in this hydrophilic region and a decrease in hydrophobicity in the hydrophobic region. In the present invention, the increase in hydrophilicity or the decrease in hydrophobicity in the hydrophobic region occurs without changing the areas of the hydrophilic region and the hydrophobic region. Specifically, the water affinity per unit area of the hydrophilic region increases or the water affinity per unit area of the hydrophobic region increases toward the certain direction of the surface of the article. It is generated by composing.
本発明による物品は、その第一の態様において、水と接触する表面を有する物品であって、
前記表面が、親水性が前記表面の一定方向に向けて増加する領域、または疎水性が前記表面の一定方向に向けて減少する領域を備え、
もって前記一定方向に水が見かけ上自律的に移動する(以下、この方向を「水移動方向」という)性質を有し、かつ前記親水性の増加および前記疎水性の減少が、その面積を変化させずに生じることを特徴とする。
An article according to the present invention, in its first aspect, is an article having a surface in contact with water,
The surface comprises a region where the hydrophilicity increases toward a certain direction of the surface or a region where the hydrophobicity decreases toward a certain direction of the surface;
Therefore, the water has an apparently autonomous movement in the certain direction (hereinafter, this direction is referred to as “water movement direction”), and the increase in hydrophilicity and the decrease in hydrophobicity change the area. It is characterized by the fact that it does not occur.
また、本発明による物品は、その第二の態様において、水と接触する表面を有する物品であって、
前記表面が、前記親水領域と前記疎水領域とを、それぞれ複数備えてなり、
前記親水領域における親水性が前記表面の一定方向に向けて増加するか、もしくは
前記疎水領域における疎水性が、前記一定方向に向けて減少するか、または
前記親水領域における親水性の増加と、前記疎水性領域における疎水性の減少をともに生じさせ、
もって前記一定方向に水が見かけ上自律的に移動する(以下、この方向を「水移動方向」という)性質を有し、かつ前記親水領域における親水性の増加および前記疎水性領域における疎水性の減少が、前記親水領域および前記疎水領域の面積を変化させずに生じることを特徴とする。
The article according to the present invention is an article having a surface in contact with water in the second aspect,
The surface comprises a plurality of the hydrophilic regions and the hydrophobic regions, respectively.
The hydrophilicity in the hydrophilic region increases in a certain direction of the surface, or the hydrophobicity in the hydrophobic region decreases in the certain direction, or the hydrophilicity in the hydrophilic region increases, and Cause both a decrease in hydrophobicity in the hydrophobic region,
Therefore, the water has an apparently autonomous movement in the certain direction (hereinafter, this direction is referred to as “water movement direction”), and the hydrophilicity increase in the hydrophilic region and the hydrophobic property in the hydrophobic region. The decrease occurs without changing the areas of the hydrophilic region and the hydrophobic region.
このような表面において、水が見かけ上自律的に移動する機序は、以下のように考えられるが、この理論は仮定であって、本発明はかかる理論に限定されるものではない。 The mechanism by which water apparently moves autonomously on such a surface is considered as follows, but this theory is assumed and the present invention is not limited to such a theory.
その第一の態様にあって、物品の表面において、親水性が表面の一定方向に向けて増加するか、または疎水性が一定方向に向けて減少し、かつこれら変化がその面積を変化させずに生じるものとされてなる。このような親水性または疎水性が変化する表面に水が置かれたとき、水には、親水性が小である箇所から大である箇所に移動しようする力が加わり、あるいは疎水性が大である箇所から小である箇所に移動しようとする力が加わる。この力を推進力とし、その表面において水が見かけ上自律的に移動するものと考えられる。この推進力は重力とは異なるものであり、表面が水平であって水に対して重力がなんら水平方向への力を作用させない環境下にあっても、水が移動する。また、表面に傾斜があり、あるいは垂直である場合には、水が見かけ上自律的に移動する方向と重力との双方の力によって、より効率よく水を移動させることも可能である。本発明の一つの態様によれば、水平面において5mL以上の比較的大きな水滴あるいは水のまとまりを、少なくとも数cm〜5cm以上移動させることが可能である。 In the first aspect, on the surface of the article, the hydrophilicity increases in a certain direction of the surface or the hydrophobicity decreases in a certain direction, and these changes do not change the area. It is supposed to occur. When water is placed on a surface that changes in hydrophilicity or hydrophobicity, the water is applied with a force to move from a location with a small hydrophilicity to a location with a large hydrophilicity, or with a large hydrophobicity. A force is applied to move from one location to a small location. It is thought that this force is the driving force, and water appears to move autonomously on the surface. This propulsive force is different from gravity, and water moves even in an environment where the surface is horizontal and gravity does not apply any horizontal force to the water. In addition, when the surface is inclined or vertical, it is possible to move water more efficiently by the forces of both the direction in which the water apparently moves autonomously and gravity. According to one aspect of the present invention, it is possible to move a relatively large water droplet of 5 mL or more or a cluster of water on a horizontal plane by at least several cm to 5 cm or more.
本発明の第二の態様による物品の表面は、親水領域と疎水領域を含み、この親水領域と疎水領域の双方に接するように水が置かれたとき、水には上記第一の態様における親水性または疎水性の変化にともなう力に加え、疎水領域からの押される力と、親水領域からの引かれる力とが作用する。本発明にあっては、物品の表面の前記一定方向に向けて、親水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう、または疎水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加し、水は、水への親和性が相対的に増加する方向に引かれる。この力を推進力とし、その表面において水が見かけ上自律的に移動するものと考えられる。この推進力は重力とは異なるものであり、表面が水平であって水に対して重力がなんら水平方向への力を作用させない環境下にあっても、水が移動する。また、表面に傾斜があり、あるいは垂直である場合には、水が見かけ上自律的に移動する方向と重力との双方の力によって、より効率よく水を移動させることも可能である。本発明の一つの態様によれば、水平面において5mL以上の比較的大きな水滴あるいは水のまとまりを、少なくとも数cm〜5cm以上移動させることが可能である。 The surface of the article according to the second aspect of the present invention includes a hydrophilic region and a hydrophobic region, and when water is placed so as to contact both the hydrophilic region and the hydrophobic region, the water is hydrophilic in the first aspect. In addition to the force associated with the change in property or hydrophobicity, a force pushed from the hydrophobic region and a force drawn from the hydrophilic region act. In the present invention, the affinity to water per unit area of the hydrophilic region increases toward the certain direction of the surface of the article, or the affinity to water per unit area of the hydrophobic region increases. However, the water is drawn in a direction in which the affinity for water is relatively increased. It is thought that this force is the driving force, and water appears to move autonomously on the surface. This propulsive force is different from gravity, and water moves even in an environment where the surface is horizontal and gravity does not apply any horizontal force to the water. In addition, when the surface is inclined or vertical, it is possible to move water more efficiently by the forces of both the direction in which the water apparently moves autonomously and gravity. According to one aspect of the present invention, it is possible to move a relatively large water droplet of 5 mL or more or a cluster of water on a horizontal plane by at least several cm to 5 cm or more.
図1は、本発明の第一の態様による物品の表面を表す模式図である。この図において、物品の表面10は、9つの領域21〜29に分けられ、それぞれの水への親和性の程度が異なり、この態様にあっては21から順に親水性の程度が上がる、つまり疎水性が低下するよう構成される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the surface of an article according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the
図2は、図1に示される物品の表面に置かれた水が見かけ上自律的に移動する様子を説明する図である。図1の示される物品の表面に水20が置かれると、この水に対して、親水性が小である箇所から大である箇所に移動しようする力が加わり、あるいは疎水性が大である箇所から小である箇所に移動しようとする力が加わる。例えば、図2において、領域25よりも領域26の親水性が大であり、領域25から領域26に移動しようとする力が水20に加わる。さらに、領域26よりも領域27の親水性が大であるため、領域26から領域27に移動しようとする力が水20に加わる。これら力を推進力として、水20は図の下から上方向に移動する。つまり本発明において、親水性が増加する方向、または疎水領域において疎水性が減少する方向に水20が移動する。この方向を、本発明にあっては、水移動方向と定義する。
FIG. 2 is a diagram for explaining how the water placed on the surface of the article shown in FIG. 1 apparently moves autonomously. When
本発明の第一の態様において、好ましくは、親水性の増加が単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成することによって生じ、疎水性の減少が単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成することによって生じる。 In the first aspect of the present invention, preferably the increase in hydrophilicity is caused by configuring to increase the affinity for water per unit area, and the decrease in hydrophobicity is the affinity for water per unit area. This is caused by constructing to increase.
本発明の第一の態様において、親水性の増加は各領域で水への親和性が段階的に増加するように構成することによって生じる。ここで、このような領域の大きさは、一つの水滴が、少なくとも2つ以上の領域、より望ましくは3つ以上の領域をまたがるものとされることが好ましい。例えば、浴室におけるシャワー使用による水滴付着を想定した場合、その水滴の付着サイズが5mm〜100mmとすれば、各領域は水移動方向に沿って2mm〜50mmとすることが好ましく、そのような領域を複数連ねて、数cm以上に水を移動させることが可能な表面を形成することが、より好ましい。また、以上を言い換えれば、各領域のサイズは、液滴のサイズの半分よりも小さいものとされることが好ましい。 In the first embodiment of the present invention, the increase in hydrophilicity is caused by configuring the affinity for water to increase stepwise in each region. Here, the size of such a region is preferably such that one water droplet extends over at least two or more regions, more desirably three or more regions. For example, assuming water droplet adhesion due to use of a shower in the bathroom, if the water droplet adhesion size is 5 mm to 100 mm, each region is preferably 2 mm to 50 mm along the water movement direction. It is more preferable to form a surface in which a plurality of the surfaces can move water to several centimeters or more. In other words, it is preferable that the size of each region is smaller than half the size of the droplet.
図3は、本発明の第二の態様による物品の表面における、複数の親水領域および複数の疎水領域が形成された状態を表す模式図である。すなわち、本発明の第二の態様は、第一の態様の表面に存在する領域11の間に、領域11とは異なる性質の領域を設けたものと解することもできる構成である。図3において、物品表面1は、それ自体親水性の性質を有する表面であり、その上に矩形の疎水領域11が複数に形成されてなる。その結果、物品表面1には、矩形の親水領域12が複数される。ここで、疎水領域11が、図では9の領域21〜29に分けられ、それぞれの水への親和性の程度が異なり、この態様にあっては21から順に親水性の程度が上がる、つまり疎水性が低下するよう構成される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a plurality of hydrophilic regions and a plurality of hydrophobic regions are formed on the surface of an article according to the second aspect of the present invention. That is, the second aspect of the present invention is a configuration that can be understood as providing an area having a property different from that of the
図4は、図3に示される物品の表面に置かれた水の見かけ上の自律的移動を説明する図である。図3の示される物品の表面に水20が置かれると、この水に対して上記第一の態様における親水性または疎水性の変化にともない、押し出される力31が働く。この力を推進力として、水20は図の下から上方向、すなわち矢印32の方向に移動する。つまり本発明において、疎水領域において親水性が増加する方向、または疎水性が減少する方向に水20が移動する。この方向を、本発明にあっては、水移動方向と定義する。親水領域12は、その親水性ゆえ水が通る領域(水路)となり、かつ疎水領域に挟まれることで液滴の変形方向が制限され、水移動方向への液滴変形(すなわち親水側に液滴が伸びる)が促進されることにより、より下流側への到達を容易にする。本発明の第二の態様においては、親水領域12を水移動方向の下流側に向けて親水性を増大させてもよく、その場合は、親水領域12において親水性の変化に伴い生じる水を押し出す力によって、もしくは、疎水領域11において疎水性の変化に伴い生じる水を押し出す力に加えて、親水性領域にて生じる力とが相まって、水20が下流方向に移動する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the apparent autonomous movement of water placed on the surface of the article shown in FIG. When
本発明の第二の態様において、好ましくは、親水性の増加が、親水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成することによって生じ、疎水性の減少が、疎水領域の単位面積当たりにおける水への親和性が増加するよう構成することによって生じるものとされる。また、この態様において、好ましくは、親水領域または疎水領域は、水移動方向に長い形状、好ましくは矩形とされる。また、本発明の第二の態様において、好ましくは、親水領域および/または疎水領域の幅が、水移動方向の上流側と下流側とで、同じである。 In the second aspect of the present invention, preferably, the increase in hydrophilicity is caused by the constitution that the affinity for water per unit area of the hydrophilic region is increased, and the decrease in hydrophobicity is performed in units of the hydrophobic region. It is caused by configuring to increase the affinity for water per area. In this embodiment, the hydrophilic region or the hydrophobic region is preferably long in the water movement direction, preferably rectangular. In the second embodiment of the present invention, preferably, the width of the hydrophilic region and / or the hydrophobic region is the same on the upstream side and the downstream side in the water movement direction.
本発明の第二の態様において、親水領域内の親水性の増加、または疎水領域内の疎水性の減少は、親水領域または疎水領域内で区分される各領域で、水への親和性が水移動方向に沿って段階的に増加するように構成することによって生じる。ここで、親水領域または疎水領域内で区分される各領域の大きさは、一つの水滴が、少なくとも2つ以上の領域、より望ましくは、3つ以上の領域をまたがるものとされることが好ましい。例えば、浴室におけるシャワー使用による水滴付着を想定した場合、その水滴の付着サイズが5mm〜100mmとすれば、各領域は水移動方向に沿って2mm〜50mmとすることが好ましく、そのような領域を複数連ねて、数cm以上に水を移動させることが可能な表面を形成することが、より好ましい。さらに、親水領域と疎水領域とが一つの水滴に接するように構成されていることが好ましく、例えば、浴室におけるシャワー使用による水滴付着を想定した場合、その水滴の付着サイズが5mm〜100mmとすれば、親水領域または疎水領域の幅、すなわち水移動方向と直交する方向のサイズは、2mm〜50mmとすることが好ましい。また、以上を言い換えれば、各領域のサイズは、液滴のサイズの半分よりも小さいものとされることが好ましい。 In the second embodiment of the present invention, the increase in hydrophilicity in the hydrophilic region or the decrease in hydrophobicity in the hydrophobic region is caused by the affinity to water in each region divided within the hydrophilic region or the hydrophobic region. It is generated by configuring to increase stepwise along the moving direction. Here, the size of each region divided in the hydrophilic region or the hydrophobic region is preferably such that one water droplet spans at least two or more regions, more desirably three or more regions. . For example, assuming water droplet adhesion due to use of a shower in the bathroom, if the water droplet adhesion size is 5 mm to 100 mm, each region is preferably 2 mm to 50 mm along the water movement direction. It is more preferable to form a surface in which a plurality of the surfaces can move water to several centimeters or more. Furthermore, it is preferable that the hydrophilic region and the hydrophobic region are configured to be in contact with one water droplet. For example, when assuming water droplet adhesion due to shower use in the bathroom, the water droplet adhesion size is 5 mm to 100 mm. The width of the hydrophilic region or the hydrophobic region, that is, the size in the direction orthogonal to the water movement direction is preferably 2 mm to 50 mm. In other words, it is preferable that the size of each region is smaller than half the size of the droplet.
本発明において、疎水および親水とは、上記の水20に対する推進力を生じさせる限りにおいて相対的な意味で用いられ、例えば水との接触角として絶対的な値で表現させる性質を意味するものではないが、本発明の好ましい態様によれば、親水とは水との静的接触角として0°以上120°以下とし、疎水とは水との静的接触角として40°以上180°以下とする。
In the present invention, the term “hydrophobic and hydrophilic” is used in a relative sense as long as the driving force for the
図3の態様にあっては、物品表面1はそれ自体親水性の性質を有する表面とし、疎水領域11を形成したが、それ自体疎水性の性質を有する表面に親水領域を形成し、この親水領域を、その親水性が一定方向に向けて増加するよう構成してもよい。また、親水領域と疎水領域をともに形成し、その双方において親水性の増加と疎水性の減少をともに生じさせるよう構成してもよい。
In the embodiment of FIG. 3, the
本発明において、第一の態様における単位面積あたりの親水性または疎水性の性質が変化する表面の形成、さらには第二の態様における親水領域および疎水領域の形成は、好ましくは塗装層を設けることにより行うことができる。すなわち、例えば、図1の領域10は、それ自体親水性または疎水性の塗料を用いて、領域21〜29を、親水性または疎水性の程度の異なる領域とするため、その種類または量を変えて形成する。また、図3に示される物品表面1はそれ自体親水性の性質を有する表面とし、疎水領域11を疎水性塗料により形成した塗装層とする。ここで、疎水領域21〜29を、疎水性の程度の異なる領域とするため、その種類または量を変えて形成する。また、それ自体疎水性の性質を有する表面に親水領域を形成し、この親水領域を、その親水性が一定方向に向けて増加するよう構成する場合、親水性塗料により形成した塗装層とする。また、親水領域と疎水領域をともに形成し、その双方において親水性の増加と疎水性の減少をともに生じさせるよう構成してもよい。
In the present invention, the formation of the surface in which the hydrophilic property or hydrophobic property per unit area in the first embodiment is changed, and the formation of the hydrophilic region and the hydrophobic region in the second embodiment are preferably provided with a coating layer. Can be performed. That is, for example, the
疎水領域を塗装層とする場合、この塗装層は、疎水性樹脂塗料(例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、複合樹脂)、無機系塗料(例えば、シリコーン塗料)、疎水性光触媒塗料などで形成してよい。また、親水領域を塗装層とする場合、この塗装層は、親水性樹脂塗料、無機塗料、親水性光触媒塗料などで形成してよい。塗装層の形成方法は特に限定されないが、インクジェット、スクリーン印刷、ロト印刷、グラビア印刷等の手法により形成されてよい。 When a hydrophobic region is used as a coating layer, this coating layer is composed of a hydrophobic resin paint (for example, silicone resin, fluorine resin, acrylic resin, melamine resin, composite resin), an inorganic paint (for example, silicone paint), a hydrophobic photocatalyst. You may form with a paint. When the hydrophilic region is a coating layer, the coating layer may be formed of a hydrophilic resin paint, an inorganic paint, a hydrophilic photocatalyst paint, or the like. Although the formation method of a coating layer is not specifically limited, You may form by methods, such as an inkjet, screen printing, loto printing, and gravure printing.
また、本発明の一つの好ましい態様によれば、この塗装層は可視光に対して透明であることが、物品の意匠に影響を与えない、あるいはそれを損ねないとの観点から好ましい。 Moreover, according to one preferable aspect of this invention, it is preferable from a viewpoint that this coating layer is transparent with respect to visible light, does not affect the design of an article | item, or impairs it.
本発明を以下の実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
図5に示される物品における水の自律的移動の解析を次のように行った。条件は以下の通りとした。
シミュレーションするためのフリーウエア
H. Matsui, Y. Noda, and T. Hasegawa, "Hybrid Energy-Minimization Simulation of Equilibrium Droplet Shapes on Hydrophilic/Hydrophobic Patterned Surfaces", Langmuir, 2012, 28 (44), pp 15450-15453)
被験物品
水との接触角が20°の親水性の物品表面に、幅が2.0mmの、13本の疎水領域11を、2.0mmの間隔を置いて形成する。この疎水領域11はさらに、図中Aの幅が10.0mmの13の領域に分け、図5に示すように、1から13まで、領域に番号を振った。この13の領域の接触角を、番号1において100°とし、番号13の領域まで5°刻みで減少させ、領域13の接触角を40°と規定した。そして、3の領域に水3mLを置いたときの挙動を解析した。
結果
シミュレーションの結果、水は、図中左端の親水領域まで至った。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
The analysis of the autonomous movement of water in the article shown in FIG. 5 was performed as follows. The conditions were as follows.
Freeware for simulation
H. Matsui, Y. Noda, and T. Hasegawa, "Hybrid Energy-Minimization Simulation of Equilibrium Droplet Shapes on Hydrophilic / Hydrophobic Patterned Surfaces", Langmuir, 2012, 28 (44), pp 15450-15453)
Thirteen
As a result of the result simulation, water reached the hydrophilic region at the left end in the figure.
実施例2
図6に示される物品における水の自律的移動の解析を次のように行った。シミュレーションするためのフリーウエアは実施例1と同様とした。
被験物品
水との接触角が20°の親水性の物品表面に、幅50mm×130mmの矩形の疎水領域を形成し、さらにこの疎水領域を10mm間隔で13等分し、図6に示すように、1から13まで、領域に番号を振った。この13の領域の接触角を、番号1において100°とし、番号13の領域まで5°刻みで減少させ、領域13の接触角を40°と規定した。そして、3の領域に水3mLを置いたときの挙動を解析した。
結果
シミュレーションの結果、水は、図中左端の親水領域まで至った。
Example 2
The analysis of the autonomous movement of water in the article shown in FIG. 6 was performed as follows. Freeware for the simulation was the same as that in Example 1.
A rectangular hydrophobic region having a width of 50 mm × 130 mm is formed on the surface of a hydrophilic article having a contact angle with water of the test article of 20 °, and this hydrophobic region is further divided into 13 equal parts at intervals of 10 mm, as shown in FIG. Numbered areas from 1 to 13. The contact angle of the 13 region was set to 100 ° in the
As a result of the result simulation, water reached the hydrophilic region at the left end in the figure.
Claims (9)
前記表面が、親水性が前記表面の一定方向に向けて増加する領域、もしくは
疎水性が前記一定方向に向けて減少する領域か、または
前記親水性が増加する領域と、前記疎水性が減少する領域とを備え、
もって前記一定方向に水が見かけ上自律的に移動する(以下、この方向を「水移動方向」という)性質を有し、かつ前記親水性の増加および前記疎水性の減少が、その面積を変化させずに生じることを特徴とする、物品。 An article having a surface in contact with water,
The surface is a region where the hydrophilicity increases toward a certain direction of the surface, or a region where the hydrophobicity decreases toward the certain direction, or a region where the hydrophilicity increases, and the hydrophobicity decreases. With areas,
Therefore, the water has an apparently autonomous movement in the certain direction (hereinafter, this direction is referred to as “water movement direction”), and the increase in hydrophilicity and the decrease in hydrophobicity change the area. Articles that are produced without causing
前記親水領域における親水性が前記表面の一定方向に向けて増加するか、もしくは
前記疎水領域における疎水性が、前記一定方向に向けて減少するか、または
前記親水領域における親水性の増加と、前記疎水性領域における疎水性の減少をともに生じさせ、
もって前記水移動方向に水が見かけ上自律的に移動する、請求項1に記載の物品。 The surface comprises a plurality of hydrophilic regions and hydrophobic regions, respectively.
The hydrophilicity in the hydrophilic region increases in a certain direction of the surface, or the hydrophobicity in the hydrophobic region decreases in the certain direction, or the hydrophilicity in the hydrophilic region increases, and Cause both a decrease in hydrophobicity in the hydrophobic region,
The article according to claim 1, wherein water apparently moves autonomously in the water movement direction.
The article according to any one of claims 1 to 8, wherein the hydrophilicity increasing region, the hydrophobicity decreasing region, the hydrophilic region and / or the hydrophobic region are formed as a coating layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016125775A JP2017227089A (en) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | High drainage ability product |
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