JPH10168637A - 水滴付着防止性を有するヘルメットシ−ルド - Google Patents

水滴付着防止性を有するヘルメットシ−ルド

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JPH10168637A
JPH10168637A JP35350096A JP35350096A JPH10168637A JP H10168637 A JPH10168637 A JP H10168637A JP 35350096 A JP35350096 A JP 35350096A JP 35350096 A JP35350096 A JP 35350096A JP H10168637 A JPH10168637 A JP H10168637A
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JP
Japan
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water
helmet shield
repellent
silicone
surface layer
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JP35350096A
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English (en)
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Mitsuyoshi Machida
町田  光義
Makoto Hayakawa
信 早川
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水滴が付着しにくく、可視性を喪失しにくい
ヘルメットシ−ルドの提供。 【解決手段】 基材表面に、光触媒性酸化物粒子とシリ
コ−ンと撥水性フッ素樹脂とを含有する実質的に透明な
表面層が形成されている、或いは光触媒性酸化物粒子と
無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する実質的に
透明な表面層が形成されているヘルメットシ−ルドであ
って、なおかつその表面の水との接触角が90゜以上で
あるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水滴付着防止性を
有するヘルメットシ−ルドに関する。
【0002】
【従来の技術】ヘルメットシ−ルドは寒冷時や雨天に曇
り、可視性が失われることがある。またヘルメットシ−
ルドが降雨や水しぶきを受けて、離散した多数の水滴が
表面に付着して、それらの表面が翳り、ぼやけ、斑模様
になり、或いは曇り、可視性が失われることがある。ヘ
ルメットシ−ルドの可視性が失われると、安全運転上支
障を来す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
水滴が付着しにくい表面を有するヘルメットシ−ルドを
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、基材表面に、光触媒性酸化物粒子とシリコ
−ンと撥水性フッ素樹脂とを含有する実質的に透明な表
面層が形成されており、かつ前記層表面は水との接触角
が90゜以上であることを特徴とする水滴付着防止性を
有するヘルメットシ−ルドを提供する。光触媒性酸化物
粒子とシリコ−ンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面
層が形成されている構成にすることにより、光触媒を光
励起したときに、光触媒作用によりシリコ−ン分子中の
ケイ素原子に結合した有機基が少なくとも部分的に水酸
基に置換されて親水性を呈するようになり、シリコ−ン
が外気に露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素
樹脂が外気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面
に微視的に分散された構造となる。さらに、光触媒が存
在することにより、光触媒の光励起に応じてシリコ−ン
分子中のケイ素原子に結合した有機基が少なくとも部分
的に水酸基に置換されたシリコ−ンは恒久的に親水性を
維持するので、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈す
る部分の双方が表面に微視的に分散された構造は維持さ
れる。このような構造では、親水性表面と撥水性表面が
隣接するため、親水性表面になじみやすい親水性の付着
物は隣接する撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面
になじみやすい疎水性の付着物は隣接する親水性部分に
なじまない。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物
も部材表面に固着されることはなく、表面は清浄な状態
に維持される。従って、清浄な状態、すなわち表面層製
造時に表面の水との接触角を90゜以上にすると、その
状態は光触媒の光励起に応じて維持され、水滴が付着し
にくくなる。
【0005】基材表面に、光触媒性酸化物粒子と無定型
シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する実質的に透明な
表面層が形成されており、かつ前記層表面は水との接触
角が90゜以上であることを特徴とする水滴付着防止性
を兼ね備えたヘルメットシ−ルドを提供する。光触媒性
酸化物粒子と無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有
する表面層が形成されている構成にすることにより、表
面層中の無定型シリカが外気に露出した親水性を呈する
部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈
する部分の双方が表面に微視的に分散された構造とな
る。さらに、光触媒が存在することにより、光触媒の光
励起に応じて無定型シリカは恒久的に親水性を維持する
ので、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の
双方が表面に微視的に分散された構造は維持される。こ
のような構造では、親水性表面と撥水性表面が隣接する
ため、親水性表面になじみやすい親水性の付着物は隣接
する撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面になじみ
やすい疎水性の付着物は隣接する親水性部分になじまな
い。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物も部材表
面に固着されることはなく、表面は清浄な状態に維持さ
れる。従って、清浄な状態、すなわち表面層製造時に表
面の水との接触角を90゜以上にすると、その状態は光
触媒の光励起に応じて維持され、水滴が付着しにくくな
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明におけるヘルメットシ−ル
ドの一態様においては、図1に示すように、基材表面に
は、光触媒粒子と、シリコ−ンと、撥水性フッ素樹脂を
含む表面層が形成されており、かつその表面における水
との接触角は90゜以上にする。図1に光触媒を光励起
することの可能な光が照射されると、外気に露出したシ
リコ−ンの少なくとも一部が、光触媒作用によりシリコ
−ン分子中のケイ素原子に結合した有機基が少なくとも
部分的に水酸基に置換されて親水性を呈するようにな
り、シリコ−ンが外気に露出した親水性を呈する部分
と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈する
部分の双方が表面に微視的に分散された構造となる。さ
らに、光触媒が存在することにより、光触媒の光励起に
応じて無定型シリカは恒久的に親水性を維持するので、
上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の双方が
表面に微視的に分散された構造は維持される。従って、
このような構造になることにより、親水性付着物も、疎
水性付着物も部材表面に固着されることはなく、表面は
清浄な状態に維持される。従って、清浄な状態、すなわ
ち表面層製造時に表面の水との接触角を90゜以上にす
ると、その状態は光触媒の光励起に応じて維持され、水
滴が付着しにくくなる。
【0007】本発明の他の態様においては、図2に示す
ように、基材表面には、光触媒粒子と、無定型シリカ
と、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成されており、
かつその表面における水との接触角は90゜以上であ
る。光触媒粒子と、無定型シリカと、撥水性フッ素樹脂
を含む表面層が形成されている構成にすることにより、
表面層中の無定型シリカが外気に露出した親水性を呈す
る部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を
呈する部分の双方が表面に微視的に分散された構造とな
る。さらに、光触媒が存在することにより、光触媒の光
励起に応じて無定型シリカは恒久的に親水性を維持する
ので、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の
双方が表面に微視的に分散された構造は維持される。従
って、このような構造になることにより、親水性付着物
も、疎水性付着物も部材表面に固着されることはなく、
表面は清浄な状態に維持される。従って、清浄な状態、
すなわち表面層製造時に表面の水との接触角を90゜以
上にすると、その状態は光触媒の光励起に応じて維持さ
れ、水滴が付着しにくくなる。
【0008】表面層製造時に表面における水との接触角
を90゜以上にするには、表面層における光触媒性酸化
物とフッ素樹脂とシリコ−ン(または無定型シリカ)の
合計量に対するフッ素樹脂の配合比を50重量%以上、
より好ましくは60重量%以上配合するようにするとよ
い。
【0009】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギ−ギャップよりも大きなエネルギ−
(すなわち短い波長)の光(励起光)を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起(光励起)が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、光触媒性酸化物に
は、例えば、アナタ−ゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、チタン酸ストロンチウム等の
酸化物が好適に利用できる。
【0010】ヘルメットシ−ルド基材には、ポリカ−ボ
ネ−ト、アクリル等の透明プラスチック、透明プラスチ
ック基材の上に透明なハ−ドコ−トを設けたプラスチッ
ク等の透明体プラスチックが好適に利用できる。基材と
中間層との間には、基材との密着性向上等の目的で、シ
リカやシリコ−ン、アクリルシリコン等からなる透明な
中間層を設けてもよい。
【0011】光触媒の光励起に用いる光源は、太陽光や
室内照明を利用してもよいし、及び付帯設備や携帯設備
として、励起光を照射しうる光源を使用してもよい。使
用する光源には、例えば、蛍光灯、白熱電灯、メタルハ
ライドランプ、水銀ランプ、キセノンランプ、殺菌灯等
が好適に利用できる。光触媒の光励起により、基材表面
のシリコ−ン又は無定型シリカが親水化されるために
は、励起光の照度は0.001mW/cm2以上あれば
よいが、0.01mW/cm2以上だと好ましく、0.
1mW/cm2以上だとより好ましい。
【0012】シリコ−ンには、平均組成式 RpSiO(4-p)/2 (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、pは0<p<2を満足する数
である)で表される樹脂が利用できる。
【0013】撥水性フッ素樹脂には、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘ
キサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレンコポリマ−等が好適に利用でき
る。
【0014】表面層の膜厚は、0.4μm以下にするの
が好ましい。そうすれば、光の乱反射による白濁を防止
することができ、表面層は実質的に透明となる。さら
に、表面層の膜厚を、0.2μm以下にすると一層好ま
しい。そうすれば、光の干渉による表面層の発色を防止
することができる。また、表面層が薄ければ薄いほどそ
の透明度は向上する。更に、膜厚を薄くすれば、表面層
の耐摩耗性が向上する。
【0015】表面層には、Ag、Cu、Znのような金
属を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させること
ができる。
【0016】表面層にはPt、Pd、Ru、Rh、I
r、Osのような白金族金属を添加することができる。
前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元活性を
増強でき、有機物汚れの分解性、有害気体や悪臭の分解
性を向上させることができる。
【0017】次に、基材表面に、光触媒性酸化物粒子と
シリコ−ンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形
成されている防汚性部材の製法について説明する。この
場合の製法は、基本的には、基材表面にコ−ティング組
成物を塗布し、硬化させることによる。
【0018】ここでコ−ティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリコ−ンの前駆体を必須
構成要件とし、その他に水、エタノ−ル、プロパノ−ル
等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレイン酸等の
シリコ−ンの前駆体の加水分解を促進する触媒や、トリ
ブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化合物類、
アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライソプロピ
ルチタネ−トなどの酸性化合物類等のシリコ−ンの前駆
体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等のコ−
ティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを添加
してもよい。
【0019】ここでシリコ−ンの前駆体としては、平均
組成式 RpSiXq(4-p-q)/2 (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、p及びqは0<p<2、0<
q<4を満足する数である)で表されるシロキサンから
なる塗膜形成要素、又は一般式 RpSiX4-p (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、pは1または2である)で表
される加水分解性シラン誘導体からなる塗膜形成要素、
が好適に利用できる。
【0020】ここで上記加水分解性シラン誘導体からな
る塗膜形成要素としては、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラ
ン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメ
トキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニル
トリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキ
シシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェ
ニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジプロポ
キシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、n−プ
ロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシ
シラン、n−プロピルトリプロポキシシラン、n−プロ
ピルトリブトキシシラン、γ−グリコキシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン等が好適に利用できる。
【0021】また、上記シロキサンからなる塗膜形成要
素としては、上記加水分解性シラン誘導体の部分加水分
解及び脱水縮重合、又は上記加水分解性シラン誘導体の
部分加水分解物と、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシ
シラン、ジエトキシジメトキシシラン等の部分加水分解
物との脱水縮重合等で作製することができる。
【0022】上記コ−ティング組成物の塗布方法として
は、スプレ−コ−ティング法、ディップコ−ティング
法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−ティング法、ロ
−ルコ−ティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。
【0023】次に、基材表面に、光触媒粒子と無定型シ
リカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成され
ている防汚性部材の製法について説明する。この場合の
製法は、基本的には、基材表面にコ−ティング組成物を
塗布し、硬化させることによる。
【0024】ここでコ−ティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリカ粒子又はシリカの前
駆体を必須構成要件とし、その他に水、エタノ−ル、プ
ロパノ−ル等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレ
イン酸等のシリカの前駆体の加水分解を促進する触媒
や、トリブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化
合物類、アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライ
ソプロピルチタネ−トなどの酸性化合物類等のシリカの
前駆体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等の
コ−ティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを
添加してもよい。
【0025】ここでシリコ−ンの前駆体としては、平均
組成式 SiXq(4-q)/2 (式中、Xはアルコキシ基、又は、ハロゲン原子であ
り、qは0<q<4を満足する数である)で表されるシ
リケ−トからなる塗膜形成要素、又は一般式 SiX4 (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子である)で表される4官能加水分解性
シラン誘導体からなる塗膜形成要素等が好適に利用でき
る。
【0026】ここで上記4官能加水分解性シラン誘導体
からなる塗膜形成要素としては、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、ジエトキシジメトキシシラン等
が好適に利用できる。
【0027】また、上記シリケ−トからなる塗膜形成要
素としては、上記4官能加水分解性シラン誘導体の部分
加水分解及び脱水縮重合等で作製することができる。
【0028】上記コ−ティング組成物の塗布方法として
は、スプレ−コ−ティング法、ディップコ−ティング
法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−ティング法、ロ
−ルコ−ティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。
【0029】
【実施例】
参考例.アナタ−ゼ型酸化チタンゾル(日産化学、TA
−15、硝酸解膠型、pH=1)と、シリカゾル(日本
合成ゴム、グラスカA液、pH=4)と、メチルトリメ
トキシシラン(日本合成ゴム、グラスカB液)とエタノ
−ルを混合し、2〜3分撹拌して得たコ−ティング液
を、スプレ−コ−ティング法にて10cm四角のソ−ダ
ライムガラス基材上に塗布し、200℃で15分熱処理
して、アナタ−ゼ型酸化チタン粒子11重量部、シリカ
6重量部、シリコ−ン5重量部からなる表面層を形成し
た#1試料を得た。#1試料の水との接触角は85゜で
あった。ここで水との接触角は接触角測定器(協和界面
科学、CA−X150)を用い、マイクロシリンジから
水滴を滴下した後30秒後の水との接触角で評価した。
次いで#1試料表面に、紫外線光源(三共電気、ブラッ
クライトブル−(BLB)蛍光灯)を用いて0.3mW
/cm2の紫外線照度で1日照射し、#2試料を得た。
その結果、#2試料の水との接触角は0゜まで親水化さ
れた。次に、#1試料と、#1試料に水銀灯を22.8
mW/cm2の紫外線照度で2時間照射して得た#3試
料夫々の試料表面をラマン分光分析した。その結果、#
1試料表面で認められたメチル基のピ−クが#3試料で
は認められず、代わりに水酸基のブロ−ドなピ−クが認
められた。以上のことから、光触媒であるアナタ−ゼ型
酸化チタンの光励起に応じて被膜の表面のシリコ−ン分
子中のケイ素原子に結合した有機基は、光触媒作用によ
り水酸基に置換されること、及び親水化されることがわ
かる。
【0030】実施例.10cm角のポリカ−ボネ−ト板
にアクリルシリコン系プライマ−塗料(信越化学、PC
−7A)をフロ−コ−ティング法にて塗布後、120℃
で20分乾燥させて、基板をプライマ−樹脂層で被覆し
た。次に、シリコ−ン系ハ−ドコ−ティング剤(信越化
学、KP−85)をフロ−コ−ティング法にて塗布後、
120℃で60分乾燥させて、ハ−ドコ−ト層を形成し
た。次いでハ−ドコ−ト層をコロナ放電処理した。さら
にその上に、アナタ−ゼ型酸化チタンゾル(日産化学、
TA−15)と、シリカゾル(日本合成ゴム、グラスカ
A液)と、メチルトリメトキシシラン(日本合成ゴム、
グラスカB液)とポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)粒子(ダイキン工業、ルブロンL−5)とエタノ−
ルを混合し、2〜3時間撹拌して得たコ−ティング液
を、スプレ−コ−ティング法にて10cm角のソ−ダラ
イムガラス板上に塗布し、200℃で15分熱処理し
て、アナタ−ゼ型酸化チタン粒子33重量部、ポリテト
ラフルオロエチレン粒子66重量部、シリカ6重量部、
シリコ−ン5重量部からなる表面層を形成して#4試料
を作製した。#4試料の水との接触角は108゜であっ
た。次いで#4試料表面に、紫外線光源(三共電気、ブ
ラックライトブル−(BLB)蛍光灯)を用いて0.3
mW/cm2の紫外線照度で1日照射し、#5試料を得
た。その結果、#5試料の水との接触角は98.1゜と
さほど変化がなかった。上記参考例より、シリコ−ンが
外気に露出した部分はシリコ−ン分子中のケイ素原子に
結合した有機基は、光触媒作用により水酸基に置換さ
れ、親水化されるはずであるから、その分だけ親水化し
て水との接触角が若干減少したと考えられる。すなわ
ち、#5試料表面は、光触媒作用により水酸基に置換さ
れ、親水化されたシリコ−ンが外気に露出した親水性を
呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水
性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散された構造
となっていると推定される。また水との接触角が98.
1゜と90゜以上であることにより、ガラスを傾けると
水滴は転がりながら落下した。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、ヘルメットシ−ルド表
面は、水滴が付着しにくくなるので、寒冷時や雨天の結
露水の成長による曇りや、降雨や水しぶきを原因とする
水滴の離散的付着による可視性の喪失を有効に防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るヘルメットシ−ルドの表面構造を
示す図。
【図2】本発明に係るヘルメットシ−ルドの他の表面構
造を示す図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材表面に、光触媒性酸化物粒子とシリ
    コ−ンと撥水性フッ素樹脂とを含有する実質的に透明な
    表面層が形成されており、かつ前記層表面は水との接触
    角が90゜以上であることを特徴とする水滴付着防止性
    を有するヘルメットシ−ルド。
  2. 【請求項2】 基材表面に、光触媒性酸化物粒子と無定
    型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する実質的に透明
    な表面層が形成されており、かつ前記層表面は水との接
    触角が90゜以上であることを特徴とする水滴付着防止
    性を有するヘルメットシ−ルド。
JP35350096A 1996-12-16 1996-12-16 水滴付着防止性を有するヘルメットシ−ルド Pending JPH10168637A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000135442A (ja) * 1998-08-28 2000-05-16 Tao:Kk 撥水性基体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000135442A (ja) * 1998-08-28 2000-05-16 Tao:Kk 撥水性基体

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