JP2020078916A

JP2020078916A - フィルム

Info

Publication number: JP2020078916A
Application number: JP2018213967A
Authority: JP
Inventors: 治幸三上; Haruyuki Mikami; 大倉　健; Takeshi Okura; 健大倉; 孝之立原; Takayuki Tachihara
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2020-05-28
Also published as: WO2020100087A1; US20220033068A1; CN112955311A

Abstract

【課題】空力抵抗を減少させて空力性能を高めることができるフィルムを提供する。【解決手段】一実施形態に係るフィルムは、所定の移動方向に移動する移動体に貼り付けられるフィルム１であって、移動方向である第２方向Ｄ２に沿って延在すると共に移動体の空力性能を向上させる凹凸２Ａを表面に備える。【選択図】図１

Description

本開示の一側面は、フィルムに関する。

特許文献１には、抗力抵抗の減少方法及び抗力抵抗減少物品が記載されている。抗力抵抗減少物品としてシート材料が記載されている。シート材料は表層にパターン面を有し、パターン層の断面は複数の山と複数の谷とを有する鋸歯断面とされている。また、パターン面の反対側の面に接着層を有するシート材料が記載されており、このシート材料では接着層が物品の表面に貼り付けられることによって物品の抗力の減少を図っている。

特開昭６１−２７８５００号公報

ところで、車両若しくは飛行機、又は風力発電の羽根等の移動体は、所定の方向に移動することによって人若しくは物品の輸送、又は発電等といった機能を発揮する。上記のような移動体は、ガソリン又はオイル等の燃料によって上記の機能を発揮する。また、移動体には移動方向に移動するときに空力抵抗が発生するが、空力抵抗の増大に伴って燃費等のコストが向上することが懸念される。従って、空力性能をいかに向上させるかが重要となる場合がある。

本開示の一側面に係るフィルムは、所定の移動方向に移動する移動体に貼り付けられるフィルムであって、移動方向に沿って延在すると共に移動体の空力性能を向上させる凹凸を表面に備える。

一側面に係るフィルムは、移動体の空力性能を向上させるフィルムであって、フィルムの表面には、移動体の移動方向に沿って延在する凹凸が形成されている。よって、このフィルムが貼り付けられた移動体では、移動体が移動方向に移動するときに、移動の抵抗となる空気が凹凸に沿ってスムーズに流れることにより、移動体の表面に生じる空気抵抗を減少させることができる。従って、移動体の移動方向に延びる凹凸を有するフィルムが移動体に貼り付けられることによって、移動体の移動時における空気抵抗を減少させて空力性能を高めることができる。その結果、移動体の燃費を減らすことができるので、燃費等のコストを低減させることができる。

フィルムは、凹凸をコーティングする親水性コーティング層を備えてもよい。

フィルムは、凹凸をコーティングする疎水性コーティング層を備えてもよい。

フィルムは、フィルムを移動体に粘着する粘着剤層を備えてもよい。

フィルムは、凹凸及び粘着剤層の間に位置する中間層を備えてもよい。

本開示によれば、空力抵抗を減少させて空力性能を高めることができる。

図１は、第１実施形態に係るフィルムの断面を模式的に示す図である。図２は、第２実施形態に係るフィルムの断面を模式的に示す図である。図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図３（ｅ）は、図２のフィルムの製造方法の各工程を模式的に示す図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図３の各工程の続きを模式的に示す図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図４の各工程の続きを模式的に示す図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、変形例に係るフィルムの製造方法の各工程を模式的に示す図である。図７は、第３実施形態に係るフィルムの断面を模式的に示す図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図７のフィルムの製造方法の各工程を模式的に示す図である。図９は、第４実施形態に係るフィルムの断面を模式的に示す図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、図９のフィルムの製造方法の各工程を模式的に示す図である。図１１は、第５実施形態に係るフィルムの断面を模式的に示す図である。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、図１１のフィルムの製造方法の各工程を模式的に示す図である。図１３（ａ）は、実施例の風洞実験で用いた実験装置の概略を示す図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の実験装置の内部に設けられる風洞模型及び磁力支持天秤装置を模式的に示す図である。図１４（ａ）は、例示的な風洞模型を示す側面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の風洞模型の部分断面図である。図１５（ａ）は、被検体に貼り付けた実施例のフィルムの断面を模式的に示す図である。図１５（ｂ）は、被検体に貼り付けた比較例のフィルムの断面を模式的に示す図である。図１６は、実施例のフィルム、及び比較例のフィルムに対する風洞実験の結果を示すグラフである。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、変形例のフィルムの断面を模式的に示す図である。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、変形例のフィルムの断面を模式的に示す図である。図１９（ａ）は、変形例のフィルムの斜視図である。図１９（ｂ）は、更なる変形例のフィルムの平面図である。

以下では、図面を参照しながら本開示に係るフィルムの種々の形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解を容易にするため一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。

本開示における用語「フィルム」は、所望の機能を発揮させるために対象となる物に貼り付けられる膜状部材であって、例えば、移動体に貼り付けられる薄膜状部材を含んでいる。「移動体」は、移動する物体であって、例えば、車両、船舶、航空機及びロケット等の輸送機器、並びに風力発電の羽根等の移動機械を含んでおり、「車両」は、例えば、自動車、自転車、電車及び新幹線等、走行可能な機械を含む。また、「移動方向」は、移動体が移動する方向を示している。本開示において、フィルムは、移動体の空力性能を向上させるために移動体の表面に貼り付けられる。「空力性能」は、移動体の移動時における移動体に対する空力の性能を示しており、例えば、移動体に対する空気抵抗又は摩擦抵抗の低さを含んでいる。

（第１実施形態）
図１に示されるように、第１実施形態に係るフィルム１は、例えば、移動体の表面に貼り付けられ、当該移動体の空力性能を高める。このフィルム１が移動体の表面に貼り付けられることによって移動体に対する空気抵抗が低減する。図１は、フィルム１の積層構造を示す図である。フィルム１では、表側（移動体に貼り付けられたときに移動体側に位置する面の反対側）から順に、基材層２、プライマー層３、粘着剤層４及び剥離ライナー５が積層されている。

例えば、基材層２の材料は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、二酸化チタン、リン酸エステル、ジイソブチルケトン、ソルベントナフサ、ジアベンダゾール、アクリルポリマー、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、及び、ＰＶＤＦとＰＭＭＡのアロイ、の少なくともいずれかを含んでいる。基材層２は、紫外線吸収剤及び可塑剤の少なくともいずれかを含んでいてもよい。一例として、プライマー層３の材料は、アミノエチル化アクリルポリマー、トルエン及びイソプロピルアルコール、の少なくともいずれかを含んでもよい。

基材層２は、無色透明であってもよいし、白色等に着色されていてもよい。基材層２は、着色透明であってもよいし、着色不透明であってもよい。基材層２は、表面に凹凸２Ａを有する。凹凸２Ａは複数の凹部２ａ及び複数の凸部２ｂを含んでおり、凹部２ａ及び凸部２ｂは第１方向Ｄ１に沿って交互に並んでいる。凹部２ａ及び凸部２ｂは、共に、第１方向Ｄ１に交差（例えば直交）する第２方向Ｄ２に沿って延在しており、第２方向Ｄ２は移動体の移動方向に相当する。

例えば、基材層２の凹凸２Ａは、移動体の移動方向に延びる微細構造を形成し、移動体の移動時における空気の流れ方向に延びている。また、凹部２ａはフィルム１の厚さ方向である第３方向Ｄ３に窪み、凸部２ｂは第３方向Ｄ３に突出しており、例えば、凹部２ａ及び凸部２ｂは共に三角形状とされている。すなわち、凹凸２Ａは、三角波状とされていてもよい。例えば、凸部２ｂの頂部（凹部２ａの底部）の角度は、４０°以上且つ８０°以下であってもよいし、６０°であってもよく適宜変更可能である。

一例として、凹部２ａ及び凸部２ｂは等間隔に配列されている。例えば、凹凸２Ａの幅Ｐは、１μｍ以上且つ５００μｍ以下であり、４０μｍ以上且つ１００μｍ以下であってもよく適宜変更可能である。なお、幅Ｐは、ある凹部２ａの底部と隣接する凹部２ａの底部との距離であり、ある凸部２ｂの頂部と隣接する凸部２ｂの頂部との距離であってもよい。

また、凹部２ａ及び凸部２ｂは共に二等辺三角形状とされていてもよい。この場合、凹部２ａの底部から凸部２ｂの頂部までの第１方向Ｄ１の距離は、幅Ｐの半分となる。例えば、凹凸２Ａの高さＨは、１μｍ以上且つ５００μｍ以下であり、４０μｍ以上且つ１００μｍ以下であってもよく適宜変更可能である。高さＨは、凹部２ａの底部に対する凸部２ｂの頂部の高さであってもよい。なお、粘着剤層４の厚さは、例えば、１０μｍ以上且つ７０μｍ以下であって、一例として４０μｍである。剥離ライナー５の厚さは、例えば、４０μｍ以上且つ２５０μｍ以下であって、一例として１２５μｍである。なお、プライマー層３、粘着剤層４及び剥離ライナー５の少なくともいずれかが省略されてもよい。

以上のように、フィルム１は、移動体の空力性能を向上させるフィルムであって、フィルム１の表面には、移動体の移動方向に沿って延在する凹凸２Ａが形成される。従って、フィルム１が貼り付けられた移動体では、移動体が移動方向に移動するときに、移動の抵抗となる空気が凹凸２Ａに沿ってスムーズに流れることにより、移動体の表面に生じる空気抵抗を減少させることができる。

従って、移動体の移動方向に延びる凹凸２Ａを有するフィルム１が移動体に貼り付けられることによって、移動体の移動時における空気抵抗を減少させて空力性能を高めることができる。その結果、移動体の燃費を減らすことができるので、燃費等のコストを低減させることができる。また、フィルム１は、フィルム１を移動体に粘着する粘着剤層４を備えていてもよい。この場合、表面に凹凸２Ａを有するフィルム１を移動体に容易に貼り付けることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るフィルム１１について図２を参照しながら説明する。図２に示されるように、フィルム１１は、基材層２の凹凸２Ａに、更に、親水性コーティング層１２がコーティングされる点において第１実施形態と異なっている。以降の説明では、前述した実施形態と重複する説明を適宜省略する。ところで、「親水性」とは、水と結合しやすい性質又は水に溶けやすい性質を示しており、「親水性コーティング層」は、親水性を高めるためにコーティングされた層を示している。

親水性コーティング層１２は、例えば、自己洗浄機能（セルフクリーニング機能）を有する。前述したように、基材層２の凹凸２Ａは、微細構造を形成しており、空気抵抗を低減して空力性能を向上させる。この凹凸２Ａに空力性能向上の機能を発揮させるにあたり、凹凸２Ａの洗浄が求められることがある。凹凸２Ａにセルフクリーニング機能を有する親水性コーティング層１２がコーティングされる場合には、親水性コーティング層１２の親水性によって凹凸２Ａに付着する異物が水分と共に除去される。

親水性コーティング層１２は、親水性を有する材料によって構成されており、耐候性を有する材料によって構成されていてもよい。「耐候性」とは、耐紫外線性を含んでおり、更に、耐熱性を含んでいてもよい。「耐候性を有する」とは、例えばフィルムが屋外で移動体に貼り付けられている場合に、フィルムが変質を起こしにくいことを示している。親水性コーティング層１２の材料は、例えば、酢酸ブチル、シリカ入りアクリル樹脂、ＨＤＩイソシアヌレート及びＨＤＩビウレットの少なくともいずれかを含んでいてもよい。親水性コーティング層１２は、例えば、紫外線吸収剤を含んでいてもよい。この場合、親水性コーティング層１２及び凹凸２Ａを紫外線から保護することが可能となる。

次に、フィルム１１の製造方法の一例について説明する。まず、図３（ａ）に示されるように、例えば、親水性コーティング層を形成する工程を実行する。具体例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の剥離部材１５の上に溶液１３を塗布しオーブンで１５５℃に３０秒間加熱して厚さが３ｍｍの親水性コーティング層１２を形成する。次に、図３（ｂ）に示されるように、例えば、親水性コーティング層１２の上に白色のＰＶＣ製の溶液１４を塗布して加熱する。具体例として、溶液１４が塗布された親水性コーティング層１２及び剥離部材１５をオーブンによって６５℃で６０秒、１５５℃で３０秒、そして１８０℃で６０秒加熱し、厚さが５６μｍの層１４ａを得る。

図３（ｃ）に示されるように、層１４ａの上に溶液１４を塗布して加熱し、例えば、オーブンによって６５℃で６０秒、１５５℃で３０秒、そして１８０℃で９０秒加熱して厚さが１１２μｍの層１４ｂを得る。その後、図３（ｄ）に示されるように、層１４ｂの上に溶液１４を更に塗布して加熱し、例えば、オーブンによって６５℃で６０秒、１５５℃で３０秒、そして２０５℃で１２０秒加熱して厚さが１６８μｍの層１４ｃを得る。この層１４ｃは、後に基材層２となる層である。層１４ｃを得た後には、プライマー層を形成する工程を実行する。図３（ｅ）に示されるように、例えば。層１４ｃの上にプライマー液１６を塗布して加熱する。このとき、一例として、オーブンによって５０℃で６０秒加熱する。この加熱によってプライマー層３が得られる。

続いて、粘着剤層を形成する工程を実行する。例えば、図４（ａ）に示されるように、剥離ライナー５が設けられたアクリル製の粘着剤層４をプライマー層３に貼り付ける。その後、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示されるように、親水性コーティング層１２から剥離部材１５を剥がし、親水性コーティング層１２及び層１４ｃ（基材層２）を加熱すると共に親水性コーティング層１２及び基材層２を型Ｍに押し付ける。

型Ｍは、前述した凹凸２Ａと同一形状の凹凸Ｍ１を備えるため、型Ｍの凹凸Ｍ１に加熱した親水性コーティング層１２及び基材層２を押し付けることにより、親水性コーティング層１２及び基材層２が軟化して凹凸Ｍ１の形状に変形する。加熱及び押圧された基材層２が凹凸Ｍ１の形状に変形することによって凹凸２Ａが得られる。すなわち、凹凸２Ａは基材層２のヒートプレスによって得られる。そして、図５（ｂ）に示されるように、加熱を終了して親水性コーティング層１２及び基材層２を硬化させた後に、型Ｍを親水性コーティング層１２及び基材層２から外してフィルム１１が完成する。

ところで、表面に凹凸を有するフィルムでは、凹凸の凹の部分に、塵が付着したり、ワックス又は雨水等が入り込むことがある。このように、フィルムの凹の部分に異物が入り込むと、表面に生じる空気抵抗を減少させる効果が薄れることが懸念される。従って、フィルムの凹の部分に入り込む異物をいかに抑制するかが重要となる場合がある。このような事情に鑑みて、フィルム１１は、凹凸２Ａをコーティングする親水性コーティング層１２を備えてもよい。

この場合、フィルム１１の凹凸２Ａに親水性コーティング層１２がコーティングされることにより、凹凸２Ａの凹部２ａに塵又は水分等の異物が入り込んでも、親水性コーティング層１２によって水分と共に異物を流して異物を除去することができる。すなわち、親水性コーティング層１２は、凹凸２Ａの凹部２ａに入り込む異物を洗浄するセルフクリーニング層として機能する。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るフィルム２１について説明する。図６（ｂ）に示されるように、フィルム２１は、プライマー層３に代えて、印刷層２３が設けられる点が前述した各実施形態と相違している。印刷層２３は、例えば、凹凸２Ａ及び粘着剤層４の間に位置する中間層であって、印刷が施される層である。また、フィルム２１において基材層２は透明とされていてもよく、この場合、印刷層２３の印刷を鮮明にすることが可能となる。印刷層２３には、例えば、文字、模様、絵及び写真の少なくともいずれかが印刷されてもよく、一例として、印刷層２３は、移動体の情報を表示したり、又は移動体を装飾したりしてもよい。この場合、印刷層２３によって移動体の意匠性を高めることができる。

フィルム２１の製造方法としては、まず、例えば図３（ｄ）に示される層１４ｃから剥離部材１５を剥がした積層体を前述と同様に型Ｍにヒートプレスし、図６（ａ）に例示される凹凸２Ａ付きの基材層２を得て、基材層２の凹凸２Ａとの反対側を向く平面２ｃに印刷層２３を形成する。このとき、一例として平面２ｃに印刷及び乾燥を行って印刷層２３を得る。その後、図６（ｂ）に示されるように、剥離ライナー５が設けられた粘着剤層４を印刷層２３に貼り付けてフィルム２１が完成する。

以上のように、フィルム２１は、凹凸２Ａ及び粘着剤層４の間に位置する中間層を備えてもよい。この場合、例えば、中間層が印刷層２３であることによって、中間層を空力性能向上又は粘着以外の他の目的で用いることができる。前述したように、中間層が印刷層２３である場合、印刷層２３に所望の印刷が施されることによって、フィルム２１の加飾性を高めることができる。

（第４実施形態）
続いて、第４実施形態に係るフィルム３１について図７を参照しながら説明する。図７に示されるように、第４実施形態に係るフィルム３１は、印刷層２３及び粘着剤層４の間に位置する第２基材層３２と、印刷層２３及びプライマー層３の間に設けられる第２粘着剤層３４とを更に備える。換言すれば、前述したフィルム２１では、印刷層２３が基材層２の裏側に設けられていたが、フィルム３１では、印刷層２３が第２基材層３２の表側に設けられている。

第２基材層３２は、例えば、着色されていてもよく、一例として白色とされている。第２基材層３２の材料は、基材層２の材料と同一であってもよく、一例としてＰＶＣである。例えば、第２基材層３２の厚さは、１０μｍ以上且つ９０μｍ以下であり、一例として、５０μｍである。第２粘着剤層３４の厚さは、例えば、１０μｍ以上且つ５０μｍ以下であり、一例として、３０μｍである。

フィルム３１の製造方法の例としては、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、第２粘着剤層３４から剥離ライナー３５を剥がし、印刷層２３、第２基材層３２、粘着剤層４及び剥離ライナー５を含む積層体の印刷層２３を第２粘着剤層３４に貼り付ける。以上、フィルム３１では、フィルム２１と同様、印刷層２３を中間層として含むため、フィルム３１の加飾性を高めることができる。更に、上記の積層体の印刷層２３を第２粘着剤層３４に貼り付けてフィルム３１を製造することができるため、フィルム３１の製造を容易に行うことができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係るフィルム４１について図９を参照しながら説明する。フィルム４１は、前述した親水性コーティング層１２、基材層２、プライマー層３、粘着剤層４及び剥離ライナー５に加えて、疎水性コーティング層４２を更に備える。本明細書において、「疎水性」とは、水に対する親和性が低く、水と混ざりにくい又は水に溶けにくい性質を示しており、撥水性を含んでいる。「疎水性コーティング層」は、疎水性を高めるためにコーティングされた層を示している。

疎水性コーティング層４２は、例えば、撥水機能を有する。一例として、基材層２の凹凸２Ａに氷が付着した場合には凹凸２Ａの空力性能が低下することが懸念される。しかしながら、疎水性コーティング層４２を備えるフィルム４１では、疎水性コーティング層４２の撥水機能により、付着した氷を容易に除去することが可能となる。また、フィルム４１では、前述と同様、疎水性コーティング層４２によって泥等の付着を抑制することができる。

疎水性コーティング層４２は、例えば、セルフクリーニング機能を有していてもよいし、紫外線吸収剤を含んでいてもよい。この場合、疎水性コーティング層４２及び親水性コーティング層１２等の耐候性を高めることが可能となる。疎水性コーティング層４２の材料は、例えば、シリコーンやフッ素系樹脂を含んでいてもよい。例えば、疎水性コーティング層４２が耐候性を有する場合、親水性コーティング層１２に代えて疎水性コーティング層４２が設けられてもよい。

図１０に示されるように、フィルム４１の製造方法としては、まず、親水性コーティング層１２を備えた基材層２の凹凸２Ａの上にシリコーン製の溶液４５をマイヤーバーによって塗布し、オーブンによって１００℃で６０秒加熱する。これにより、厚さが０．６μｍの疎水性コーティング層４２を備えたフィルム４１が得られる。

以上のように、フィルム４１は、凹凸２Ａをコーティングする疎水性コーティング層４２を備えてもよい。すなわち、フィルム４１は、撥水層を備えていてもよい。この場合、フィルム４１の凹凸２Ａに水分を付着しにくくすることができ、凹凸２Ａから水分と共に異物を容易に除去することができる。従って、フィルム４１の表面の凹凸２Ａに異物を付着しにくくすることができる。

（第５実施形態）
図１１に示されるように、第５実施形態に係るフィルム５１は、前述した印刷層２３、第２基材層３２及び第２粘着剤層３４を備える点がフィルム４１とは異なっている。フィルム５１の製造方法としては、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、第２粘着剤層３４から剥離ライナー３５を剥がし、印刷層２３、第２基材層３２、粘着剤層４及び剥離ライナー５を含む積層体の印刷層２３を第２粘着剤層３４に貼り付ける。このように、フィルム５１では、前述と同様、印刷層２３を中間層として含むため、フィルム５１の加飾性を高めることができる。更に、上記の積層体の印刷層２３を第２粘着剤層３４に貼り付けてフィルム５１を製造することができるため、フィルム５１の製造を容易に行うことができる。

（実施例）
次に、本開示に係るフィルムの実施例について説明する。本開示は、以下の実施例に限定されない。実施例では、本開示に係るフィルムに対して風洞実験を行い、本開示に係るフィルムの効果を確認した。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示されるように、風洞実験は、磁力支持天秤装置Ａ（ＭＳＢＳ：Magnetic Suspension and Balance System）を風洞施設Ｅに配置して行った。

風洞施設Ｅは、送風機からの風を通す環状の流路を備えており、風は４つの角部Ｅ２を時計回りに流れる。風洞施設Ｅの流路の領域Ｅ１に磁力支持天秤装置Ａが配置され、磁力支持天秤装置Ａは、一対の空芯コイルＣ１と、複数の磁気支持コイルＣ２とを備える。複数の磁気支持コイルＣ２の間には長さが２．２ｍ程度の風洞模型Ｔが配置される。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、風洞模型Ｔは、棒状とされた本体部Ｔ１と、本体部Ｔ１の両端のそれぞれに位置する流線形状の端部Ｔ２，Ｔ３とを備える。

本体部Ｔ１の内部には、永久磁石Ｕが配置されており、永久磁石Ｕの磁力によって風洞模型Ｔが複数の磁気支持コイルＣ２の間で空中に浮揚する。永久磁石Ｕはネオジム磁石である。このように風洞模型Ｔを磁力で浮揚させることにより、風洞模型Ｔを支持する物が不要となるので、風洞模型Ｔを用いた一層正確な風洞実験を行うことを可能としている。本実験では、後述する実施例１、実施例２、比較例１、比較例２及び比較例３のそれぞれの風洞模型Ｔに対して各種測定を行った。実施例１、実施例２、比較例１、比較例２及び比較例３のそれぞれの風洞模型Ｔの仕様は以下の通りとした。

（実施例１）
図１５（ａ）に示されるように、前述した凹凸２Ａを有する樹脂製の基材層２、厚さが３０μｍの粘着剤層６４、白色且つＰＶＣ製であって厚さが５０μｍの第２基材層６３、及び厚さが３０μｍの粘着剤層６５が積層されたフィルム６１を風洞模型Ｔに貼り付けた。凹凸２Ａの高さ及び幅は共に１００μｍとした。

（実施例２）
前述した凹凸２Ａを有する樹脂製の基材層２、厚さが３０μｍの粘着剤層６４、白色且つＰＶＣ製であって厚さが５０μｍの第２基材層６３、及び厚さが３０μｍの粘着剤層６５が積層されたフィルム６１を風洞模型Ｔに貼り付けた。凹凸２Ａの高さ及び幅は共に４４μｍとした。

（比較例１）
図１５（ｂ）に示されるように、前述した凹凸２Ａを有しない平滑なフィルム６６を風洞模型Ｔに貼り付けた。フィルム６６は、ＰＶＤＦ及びＰＭＭＡを含む厚さ３０μｍの樹脂層６７、ＰＭＭＡを含む厚さ７５μｍの樹脂層６８、厚さが３０μｍの粘着剤層６４、白色且つＰＶＣ製であって厚さが５０μｍの第２基材層６３、並びに、厚さが３０μｍの粘着剤層６５が積層されたものとした。

（比較例２）
前述した凹凸２Ａに代えて直径１６０μｍの丸穴（ディンプル）が表面に形成されたフィルムを風洞模型Ｔに貼り付けた。

（比較例３）
前述した凹凸２Ａに代えて直径５３μｍの丸穴（ディンプル）が表面に形成されたフィルムを風洞模型Ｔに貼り付けた。

図１６は、前述した実施例１、実施例２、比較例１、比較例２及び比較例３のそれぞれの風洞模型Ｔに対し磁力支持天秤装置Ａを用いて風洞実験を行った結果を示すグラフである。図１６のグラフの縦軸は抵抗係数を示しており、図１６のグラフの横軸はレイノルズ数を示している。本風洞実験では、風洞模型Ｔを通る風の風速を上げながら風洞模型Ｔの抵抗係数を測定した。

レイノルズ数は風速の高速化に伴って増大し、レイノルズ数が２．０×１０^６以下のときには、実施例１，２及び比較例１〜３共に、レイノルズ数の増大に伴って風洞模型Ｔの抵抗係数が低下した。なお、レイノルズ数が２．０×１０^６のときの風速は時速５０ｋｍ程度であって、レイノルズ数が２．０×１０^６以下のときには風洞模型Ｔの表面の境界層の流れが層流であったと考えられる。

しかしながら、レイノルズ数が２．０×１０^６以上となって風洞模型Ｔの表面の境界層の流れが乱流となったと考えられるときに、ディンプルを有する比較例２，３の風洞模型Ｔでは、実施例１，２及び比較例１よりも抵抗係数が高くなった。このように、ディンプルを有する比較例２，３のフィルムは、境界層が乱流と考えられる領域では抵抗を下げる効果を奏しないことが分かった。

一方、レイノルズ数が２．８×１０^６以上となったときに、実施例１，２の風洞模型Ｔでは、比較例１〜３よりも抵抗係数が下がった。具体的には、高さ及び幅が１００μｍの凹凸２Ａを有する実施例１のフィルム６１では、比較例１よりも抵抗係数を４．５％程度下げることができ、高さ及び幅が４４μｍの凹凸２Ａを有する実施例２のフィルム６１では比較例１よりも抵抗係数を３％程度下げることができた。凹凸２Ａの高さ及び幅が大きい実施例１の方が実施例２よりも更に抵抗係数を下げられることが分かった。このように、凹凸２Ａを有する実施例１，２のフィルム６１は、境界層が乱流と考えられる領域において抵抗を下げる効果を奏することが分かった。

以上、本開示の各実施形態及び実施例について説明したが、本開示は前述した各実施形態又は実施例に限定されるものではない。例えば、本開示に係るフィルムの各部の厚さ、大きさ、形状、材料、数及び配置態様は前述の各実施形態又は実施例に限られず適宜変更可能である。なお、フィルムの厚さは、特に限定されないが、空力抵抗を減らす観点ではフィルムは薄い方が好ましい。以下では、本開示に係るフィルムの更なる変形例について説明する。具体例の１つとして、例えば図１７（ａ）に示されるように、凹部７２ａ及び凸部７２ｂが連続した凹凸７２Ａが形成された基材層７２を備えるフィルム７１において、凸部７２ｂの高さＨ、凸部７２ｂの角度αは、適宜変更可能である。前述の実施形態では、高さＨは１μｍ以上且つ５００μｍ以下である例について説明したが、一例として、高さＨは１００μｍ又は１５０μｍであってもよい。凸部７２ｂの角度αは、例えば、１０°以上且つ８０°以下であってもよいし、一例として、２６．５°又は５３°であってもよい。

図１７（ｂ）に示されるように、例示的なフィルム８１は、凸部８２ａと隣接する凸部８２ａとの間に間隔８２ｂを有する凹凸８２Ａが形成された基材層８２を備える。間隔８２ｂは、一対の凸部８２ａの間において平坦状とされた部位を示している。間隔８２ｂの幅Ｑは、例えば、１０μｍ以上且つ２００μｍ以下であるが、一例として、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ又は１５０μｍであってもよい。

図１８（ａ）に示されるように、一例としてのフィルム９１は、矩形状の凹部９２ａ及び凸部９２ｂが形成された凹凸９２Ａを有する基材層９２を備えていてもよい。フィルムは、矩形状の凹部９２ａ及び凸部９２ｂに代えて、台形状の凹部及び凸部が形成された凹凸を有する基材層を備えていてもよい。また、図１８（ｂ）に示されるように、他の例としてのフィルム１０１は、一対の大型の凸部１０２ｃの間に小型の凹部１０２ａ及び凸部１０２ｂが配置された基材層１０２を備えていてもよい。このように、基材層の凹凸の形状は、三角波状の凹凸２Ａに限られず適宜変更可能である。

図１９（ａ）に示されるように、例示的なフィルム１１１は、平面視において（面外方向から見た場合に）波打った凹部１１２ａ及び凸部１１２ｂが形成された凹凸１１２Ａを有する基材層１１２を備えていてもよい。図１９（ｂ）に示されるように、例示的なフィルム１２１は、移動体の移動方向Ｄ５から傾斜した方向Ｄ４に延在する凹部１２２ａ及び凸部１２２ｂが形成された凹凸１２２Ａを有する基材層１２２を備えていてもよい。移動方向Ｄ５に対する方向Ｄ４の角度θは、例えば、０°より大きく且つ１０°以下である。以上のように、フィルムの凹凸の形状、大きさ、方向及び配置態様は適宜変更可能である。

１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１…フィルム、２，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２…基材層、２Ａ，７２Ａ，８２Ａ，９２Ａ，１１２Ａ，１２２Ａ…凹凸、２ａ，７２ａ，９２ａ，１０２ａ，１１２ａ，１２２ａ…凹部、２ｂ，７２ｂ，９２ｂ，１０２ｂ，１０２ｃ，１１２ｂ，１２２ｂ…凸部、２ｃ…平面、３…プライマー層、４，６４，６５…粘着剤層、５，３５…剥離ライナー、１２…親水性コーティング層、１３，１４，４５…溶液、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…層、１５…剥離部材、１６…プライマー液、２３…印刷層（中間層）、３２，６３…第２基材層、３４…第２粘着剤層、４２…疎水性コーティング層、Ｃ１…空芯コイル、Ｃ２…磁気支持コイル、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｄ３…第３方向、Ｅ…風洞施設、Ｅ１…領域、Ｅ２…角部、Ｍ…型、Ｍ１…凹凸、Ｐ…幅、Ｔ…風洞模型、Ｔ１…本体部、Ｔ２，Ｔ３…端部、Ｕ…永久磁石。

Claims

所定の移動方向に移動する移動体に貼り付けられるフィルムであって、
前記移動方向に沿って延在すると共に前記移動体の空力性能を向上させる凹凸を表面に備える、
フィルム。
前記凹凸をコーティングする親水性コーティング層を備える、
請求項１に記載のフィルム。
前記凹凸をコーティングする疎水性コーティング層を備える、
請求項１又は２に記載のフィルム。
前記フィルムを前記移動体に粘着する粘着剤層を備える、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム。
前記凹凸及び前記粘着剤層の間に位置する中間層を備える、
請求項４に記載のフィルム。