JP2018090657A - 超撥水表面構造 - Google Patents
超撥水表面構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018090657A JP2018090657A JP2016232534A JP2016232534A JP2018090657A JP 2018090657 A JP2018090657 A JP 2018090657A JP 2016232534 A JP2016232534 A JP 2016232534A JP 2016232534 A JP2016232534 A JP 2016232534A JP 2018090657 A JP2018090657 A JP 2018090657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorine
- water
- surface structure
- super
- repellent surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000005871 repellent Substances 0.000 title claims abstract description 113
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 176
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 176
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 176
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 131
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 130
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 130
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 70
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 14
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims description 13
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 claims description 7
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 31
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 25
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 11
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 11
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 9
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 7
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 5
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 4
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- PGUFRYZQAPBGDW-UHFFFAOYSA-N 2,2-difluoro-2-[1,1,2,2-tetrafluoro-2-[1,1,2,2-tetrafluoro-2-(trifluoromethoxy)ethoxy]ethoxy]ethanol Chemical compound OCC(F)(F)OC(F)(F)C(F)(F)OC(F)(F)C(F)(F)OC(F)(F)F PGUFRYZQAPBGDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229920006244 ethylene-ethyl acrylate Polymers 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- RIQRGMUSBYGDBL-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoropentane Chemical compound FC(F)(F)C(F)C(F)C(F)(F)C(F)(F)F RIQRGMUSBYGDBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KUGVQHLGVGPAIZ-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-henicosafluorodecan-2-yl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OC(F)(C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F KUGVQHLGVGPAIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QERNPKXJOBLNFM-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluoropentane Chemical compound CC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)F QERNPKXJOBLNFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(F)(F)F QTKPMCIBUROOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VBHXIMACZBQHPX-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethyl prop-2-enoate Chemical compound FC(F)(F)COC(=O)C=C VBHXIMACZBQHPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BSXJTDJJVULBTQ-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-heptadecafluorononan-1-ol Chemical compound OCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F BSXJTDJJVULBTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NSKCTPBWPZPFHW-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-hexadecafluorodecane-1,10-diol Chemical compound OCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)CO NSKCTPBWPZPFHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNJXRXXJPIFFAO-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)F ZNJXRXXJPIFFAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBZFBSFGXQBQTB-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F HBZFBSFGXQBQTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QUKRIOLKOHUUBM-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl prop-2-enoate Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)CCOC(=O)C=C QUKRIOLKOHUUBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLQGITSKRNWIOT-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylamino)furan-2-carbaldehyde Chemical compound CN(C)C1=CC=C(C=O)O1 ZLQGITSKRNWIOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 239000005042 ethylene-ethyl acrylate Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 2
- 229920013653 perfluoroalkoxyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 2
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- UVWPNDVAQBNQBG-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-icosafluorononane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F UVWPNDVAQBNQBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSVZYSKAPMBSMY-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3-tetrafluoropropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(F)(F)C(F)F RSVZYSKAPMBSMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHJHZYSXJKREEE-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3-tetrafluoropropyl prop-2-enoate Chemical compound FC(F)C(F)(F)COC(=O)C=C VHJHZYSXJKREEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JMMZCWZIJXAGKW-UHFFFAOYSA-N 2-methylpent-2-ene Chemical compound CCC=C(C)C JMMZCWZIJXAGKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCYMITBIXQHIFY-UHFFFAOYSA-N COCCOCCOCC(O)F Chemical compound COCCOCCOCC(O)F HCYMITBIXQHIFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006221 acetate fiber Polymers 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005370 alkoxysilyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenol Chemical compound C=C.OC=C UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- PGFXOWRDDHCDTE-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene oxide Chemical compound FC(F)(F)C1(F)OC1(F)F PGFXOWRDDHCDTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005062 perfluorophenyl group Chemical group FC1=C(C(=C(C(=C1F)F)F)F)* 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920013636 polyphenyl ether polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHARPDSAXCBDDR-UHFFFAOYSA-N propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCOC(=O)C(C)=C NHARPDSAXCBDDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
この超撥水表面構造の製造方法は図3(特許文献1の図3に該当する。)を用いて説明することができる。
図3Aでは、第一のフッ素系樹脂粒子110のエントロピー項を抑制することにより、第一のフッ素系樹脂粒子110と第二のフッ素系樹脂粒子120との相互作用を誘起させる。その結果、第一のフッ素系樹脂粒子110が、下地樹脂105に固定され、島状の(離隔した)一次凹凸101を形成する。
次に、図3Bに示すように第二のフッ素系樹脂粒子120と溶媒との界面に、溶媒の揮発に伴うメニスカスを誘発させることで、第二のフッ素系樹脂粒子120を第一のフッ素系樹脂粒子110の近傍に析出させる。
さらに、第二のフッ素系樹脂粒子120を含む溶液中にフッ素系添加物を使用すると図3Cに示すように第一のフッ素系樹脂粒子と第二のフッ素系樹脂粒子との結合エンタルピーを増大させ、それらの密着性が増大する。その結果、第一のフッ素系樹脂粒子で形成された一次凹凸に重畳して第二のフッ素系樹脂粒子が二次凹凸102を形成する。
[1] 第1のフッ素系樹脂粒子、上記第1のフッ素系樹脂粒子よりも平均粒子径が小さい第2のフッ素系樹脂粒子、およびフッ素系高分子化合物を含む凸部と、
フッ素系低分子化合物を含む複数の凹部と、
を有する超撥水表面構造であって、
上記複数の凹部は上記凸部によって不規則的に区分されてなり、かつ、上記複数の凹部のそれぞれを区分する上記凸部の間隔の最大値が150μm以下である、超撥水表面構造。
[2] 上記複数の凹部のそれぞれを区分する上記凸部の間隔の最大値の平均値が100μm以下である、上記[1]に記載の超撥水表面構造。
[3] 上記複数の凹部のそれぞれを区分する上記凸部の間隔の最大値の平均値が70μm以下である、上記[1]または[2]に記載の超撥水表面構造。
[4] 上記凸部の上記凹部の表面からの高さの最大値が10μm以上である、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
[5] 上記複数の凹部のそれぞれを区分する上記凸部の上記凹部の表面からの高さの最大値の平均値が6.5μm以上である、上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
[6] 上記第1のフッ素系樹脂粒子の平均粒子径が1μm〜10μmであり、上記第2のフッ素系樹脂粒子の平均粒子径が0.05μm〜0.8μmである、上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
[7] 上記フッ素系高分子化合物の重量平均分子量が10000〜1000000であり、上記フッ素系低分子化合物の分子量が300〜2000である、上記[1]〜[6]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
[8] 上記フッ素系低分子化合物が末端に極性基を持つ、上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
[9] 上記フッ素系低分子化合物が一方の末端に親水性基を持ち、他方の末端に疎水性基を持つ、上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
[10] 上記凸部の水平投影面積が、上記凸部の水平投影面積および上記凹部の水平投影面積の合計に対して10%〜50%である、上記[1]〜[9]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
[11] 水との接触角が130°以上である、上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の超撥水表面構造。
また、本発明において、「実質的に含まない」とは、通常用いる検出方法によっては検出できないことをいう。
本発明の超撥水表面構造は、第1のフッ素系樹脂粒子、上記第1のフッ素系樹脂粒子よりも平均粒子径が小さい第2のフッ素系樹脂粒子、およびフッ素系高分子化合物を含む凸部と、フッ素系低分子化合物を含む複数の凹部と、を有する超撥水表面構造であって、上記複数の凹部は上記凸部によって不規則的に区分されてなり、かつ、上記複数の凹部のそれぞれを区分する上記凸部の間隔の最大値が150μm以下である、超撥水表面構造である。
本発明において、「超撥水」とは、水との接触角が130°以上、好ましくは135°以上、より好ましくは140°以上であることをいう。ここで、水との接触角は、接触角計(DM−500,協和界面科学社製)を用いて、接触角計に0.5μLの水を滴下して測定した静的接触角をいう。
本発明の超撥水表面構造において、凸部とは、第1のフッ素系樹脂粒子、上記第1のフッ素系樹脂粒子よりも平均粒子径が小さい第2のフッ素系樹脂粒子、およびフッ素系高分子化合物を含み、隆起している部分をいう。
凸部Xは、第1のフッ素系樹脂粒子1、第2のフッ素系樹脂粒子2、およびフッ素系高分子化合物3を含んでいる。
複数の凹部Yのそれぞれを区分する凸部Xの間隔の最大値dmax(「最大間隔dmax」という場合がある。)は、150μm以下であり、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは85μm以下であり、さらに好ましくは65μm以下であり、いっそう好ましくは60μm以下であり、よりいっそう好ましくは50μm以下である。最大間隔dmaxがこの範囲であると、本発明の超撥水表面構造は、水との接触角が130°以上の良好な超撥水性を得ることができる。なお、本発明の超撥水表面構造について最大間隔dmaxがχ[μm]以下であるとは、無作為に抽出した、10個以上、好ましくは30個以上の凹部のそれぞれについてdmaxがχ[μm]以下であることをいう。ただし、ここでχは正の実数である。
ここで、平均間隔avg(dmax)は、無作為に抽出した、30個の凹部のそれぞれについての最大間隔dmaxの算術平均値である。
複数の凹部Yのそれぞれを区分する凸部Xの凹部Yの表面からの高さhの最大値hmax(「最大高さhmax」という場合がある。)は、特に限定されないが、好ましくは3μm以上であり、より好ましくは10μm以上である。最大高さhmaxがこの範囲であると、本発明の超撥水表面構造は、より良好な超撥水性を得ることができる。なお、本発明の超撥水表面構造について最大高さhmaxがυ[μm]以上であるとは、無作為に抽出した、10個以上、好ましくは30個以上の凹部のそれぞれについてhmaxがυ[μm]以上であることをいう。ただし、ここでυは正の実数である。
最大高さhmaxの上限は、特に限定されないが、凸部の強度を確保するため、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは20μm以下であり、さらに好ましくは15μm以下である。
ここで、平均高さavg(hmax)は、無作為に選択した、30個の凹部のそれぞれについての最大高さhmaxの算術平均値である。
第1のフッ素系樹脂粒子または第2のフッ素系樹脂粒子に使用することができるフッ素系樹脂は、特に限定されない。
上記フッ素系樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(4フッ化エチレン樹脂,PTFE)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、パーフルオロ(ブテニルビニルエーテル)の環化重合体などが挙げられる。
また、フッ素系樹脂として、フッ素含有(メタ)アクリル系単量体を重合させて得られる樹脂であってもよい。フッ素含有(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、パーフロロオクチルエチルメタクリレート、パーフロロオクチルエチルアクリレートなどが挙げられる。
第1のフッ素系樹脂粒子は、上記のフッ素系樹脂で形成された粒子であれば特に限定されない。フッ素系樹脂以外のモノマーを含む共重合樹脂でもよいが、フッ素系樹脂の含有量が50質量%以上である場合に本発明に用いるフッ素系樹脂粒子という。単一材料でもよく、二種以上の材料の混合物でもよい。第1のフッ素系樹脂粒子に用いることができる特に好ましいフッ素系樹脂は、4フッ化エチレン樹脂(PTFE,ポリテトラフルオロエチレン)である。
ここで、平均粒子径は、レーザー回折法により測定された平均粒子径である。第2のフッ素系樹脂粒子の平均粒子径も同様にして測定された平均粒子径である。第2のフッ素系樹脂粒子の平均粒子径も同様にして測定された平均粒子径である。
第2のフッ素系樹脂粒子は、上記第1のフッ素系樹脂粒子より平均粒子径が小さい。その他は第1のフッ素系樹脂粒子と同様であり、同一材料でも異なった材料でもよい。第2のフッ素系樹脂粒子に用いることができる特に好ましいフッ素系樹脂は、4フッ化エチレン樹脂(PTFE,ポリテトラフルオロエチレン)である。
フッ素系高分子化合物は、下記フッ素系低分子化合物よりも分子量が大きいものであれば特に限定されない。
上記フッ素系高分子化合物の重量平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは10000〜1000000であり、より好ましくは100000〜500000であり、さらに好ましくは150000〜300000である。
また、フッ素系高分子化合物は、フッ素含有(メタ)アクリル系単量体を重合させて得られる化合物であってもよい。このようなフッ素含有(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、パーフロロオクチルエチルメタクリレート、パーフロロオクチルエチルアクリレートなどが挙げられる。
また、上記フッ素系高分子化合物は、分子構造の末端に極性基を持つものを用いることもできる。ここで、極性基としては、エポキシ基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、シラノール基、アルコキシシリル基、パーフルオロアルキル基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基が好ましい。また、分子構造の中間に、アミド結合、エーテル結合、エステル結合などを有していてもよい。
また、上記フッ素系高分子化合物の市販品としては、例えば、サイトップ(旭硝子社製;登録商標)、テフロンAF(三井・デュポンフロロケミカル社製;登録商標)、ルミフロン(旭硝子社製;登録商標)、オプスター(荒川化学工業社製;登録商標)などが挙げられる。
上記フッ素系高分子化合物は、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の超撥水表面構造において、凹部とは、フッ素系高分子化合物を含み、凸部によって不規則的に区分されてなる複数の部分をいう。
ここで、不規則的とは、規則的な繰り返し構造を持たないことをいう。
凹部Yは、フッ素系低分子化合物4を含んでいる。
フッ素系低分子化合物は、上記フッ素系高分子化合物よりも分子量が小さいものであれば特に限定されない。
上記フッ素系低分子化合物の分子量は、特に限定されないが、好ましくは300〜2000であり、より好ましくは300〜1000であり、さらに好ましくは300〜500である。
上記フッ素系低分子化合物としては、常温(20℃±15℃,JIS Z 8703:1983)で乾燥せず油膜のように超撥水表面構造に残存して存在するフッ素系化合物が好ましい。
上記フッ素系低分子化合物としては、例えば、エイコサフルオロノナン、1H,1H‐へプタデカフルオロ‐1‐ノナノール、1H,1H,10H,10H−ヘキサデカフルオロ−1,10−デカンジオール、1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オール、1H,1H,11H,11H−ドデカフルオロ−3,6,9−トリオキサウンデカン‐1,11−ジオール等が挙げられる。
また、上記フッ素系低分子化合物は、分子構造の末端に極性基を持つもの、および/または、主鎖にポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンエポキシドおよびヘキサフルオロプロピレンエポキシドから選択される少なくとも1つの開環構造を有するものを用いることもできる。ここで、極性基としては、エポキシ基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、カルボキシ基およびヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一つの官能基が好ましい。このようなフッ素系低分子化合物としては、例えば、1H,1H−へプタデカフルオロ−1−ノナノール、1H,1H,10H,10H−ヘキサデカフルオロ−1,10−デカンジオール、1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オール、1H,1H,11H,11H−ドデカフルオロ−3,6,9−トリオキサウンデカン−1,11−ジオール等が挙げられる。
また、上記フッ素系低分子化合物の市販品としては、例えば、モレスコホスファロールA−20H(MORESCO社製)、デムナム(登録商標)S−65(ダイキン社製)等が挙げられる。
上記フッ素系低分子化合物は、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。
ここで、親水性基としては、カルボキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルホキシ基、シラノール基等が挙げられ、疎水性基としては、アルキル基、ポリフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、フェニル基、ポリフルオロフェニル基、パーフルオロフェニル基等が挙げられる。
本発明の超撥水表面構造において、凸部が占める割合、すなわち、凸部の水平投影面積の、凸部の水平投影面積および凹部の水平投影面積の合計に対する割合は、特に限定されないが、好ましくは20%〜50%であり、より好ましくは30%〜50%であり、さらに好ましくは40%〜50%である。
この割合は、レーザー顕微鏡(VK−9500,キーエンス社製)で観察した視野内での、凸部の面積(凸部面積)が占める割合を計算することにより求めることができる。
本発明の超撥水表面構造は、凸部と凹部を組み合わせているため、特許文献1に記載された一次凹凸と二次凹凸を重畳した超撥水表面構造に比べて、より簡便に、より広い面積に適用することができる。
本発明の超撥水表面構造は、好ましくはSi原子およびSi原子を含む化合物を含まない。
Si原子およびSi原子を含む化合物を含まないとは、EDX(エネルギー分散型X線分析法)で、表面構造の物質を分析し多場合のSiの含有量が50ppm以下であること、好ましくは20ppm以下であること、より好ましくは15ppm以下であることをいう。測定手段はEDXに限定されず、XPS(X線光電気分光法)、AES(オージェ電子分光法)、またはその他の元素分析法を用いてもよい。EDX以外の方法によって測定した場合の基準は、EDXの場合と同じである。
その理由としては、(1)シリケート粒子を得るにはシラン化合物の加水分解反応が必要であり工程が複雑になり市販の汎用性のある材料が使用できない、(2)超撥水表面構造をコネクター等の電気接続部材に適用する場合には、出発原料中にSi原子、またはSi原子を含む化合物が存在すると、Si化合物が他の部分へマイグレートし、容易に絶縁材料になるため、電気的接続部分に不具合が起こる恐れがありその危険性を極力減らすためである。
本発明の超撥水表面構造を形成するために、第1のフッ素系樹脂粒子と、第1のフッ素系樹脂粒子よりも平均粒子径が小さい第2のフッ素系樹脂粒子と、フッ素系高分子化合物と、フッ素系低分子化合物と、フッ素系溶媒とを含む、1液型の超撥水材組成物を用いることができる。
第1のフッ素系樹脂粒子、第2のフッ素系樹脂粒子、フッ素系高分子化合物、およびフッ素系低分子化合物は、既に説明したとおりである。
フッ素系溶媒は、大気圧下で蒸発する溶媒であれば特に限定されず、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
フッ素系溶媒の具体例としては、例えば、CT−SOLV180、CT−SOLV100E、CT−SOLV100K(以上、旭硝子社製)、バートレルXF、バートレルXF−UP、バートレルXE、バートレルXP、バートレルX−E10、バートレルX−P10(以上、三井・デュポンフロロケミカル社製)などが挙げられる。
本発明の超撥水材組成物は、第1のフッ素系樹脂粒子、第2のフッ素系樹脂粒子、フッ素系高分子化合物、フッ素系低分子化合物、およびフッ素系溶媒の他に、本発明の作用効果を損なわない範囲で、他の成分を含んでもよい。
本発明の超撥水表面構造は、本発明の超撥水材組成物に基材を浸漬し、乾燥することにより、製造することができる。
本発明の超撥水材組成物は、既に説明したとおりである。
本発明の超撥水表面構造を製造する際に用いる基材は、特に限定されないが、例えば、金属基板、ガラス基板、樹脂基板、金属とガラスとの複合基板、ガラスと樹脂との複合基板、樹脂と金属との複合基板、金属とガラスと樹脂との複合基板などが挙げられる。
金属基板または金属とガラスおよび/または樹脂との複合基板に用いる金属は、特に限定されないが、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、金、銀、銅、アルミニウム、およびこれらのうち2つ以上の合金などが挙げられる。
ガラス基板またはガラスと金属および/または樹脂との複合基板に用いるガラスは、特に限定されない
樹脂基板または樹脂とガラスおよび/または金属との複合基板に用いる樹脂は、特に限定されないが、例えば、アイオノマー樹脂(通称:IO)、EEA(エチレンエチルアクリレート共重合体)樹脂(通称:EEA)、AAS(アクリロニトリルアクリルゴムスチレン共重合体樹脂)樹脂(通称:AAS,ASA,耐候性ABS)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)樹脂(通称:AS,SAN)、ACS樹脂(通称:ACS)、エチレン酢酸ビニルコポリマー(通称:EVA)、エチレンビニルアルコール共重合樹脂(通称:EVOH)、ABS樹脂(通称:ABS)、塩化ビニル樹脂(通称:PVC)、塩素化ポリエチレン樹脂(通称:CPE)、酢酸繊維系樹脂(通称:CA,アセチ)、フッ素系樹脂(通称:PTFE,PFA他)、ポリアセタール樹脂(通称:POM)、ポリアミド樹脂6 66(通称:NYLON,PA,ナイロン)、ポリアミド樹脂11 12(通称:NYLON,PA,ナイロン)、ポリアリレート樹脂(通称:PAR)、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(通称:TPU)、熱可塑性エラストマー(通称:TPE)、液晶ポリマー(通称:LCP)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(通称:PEEK)、ポリサルホン樹脂(通称:PSU)、ポリエーテルサルホン樹脂(通称:PES)、高密度ポリエチレン(通称:HDPE)、低密度ポリエチレン(通称:LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(通称:LLDPE)、強化ポリエチレンテレフタレート(通称:GF−PET)、ポリカーボネート樹脂(通称:PC)、ポリスチレン(通称:PS)、ポリフェニレンエーテル樹脂(通称:変性PPE,変性PPO)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(通称:PPS)、ポリブタジエン樹脂(通称:PBD)、ポリブチレンテレフタレート(通称:PBT)、ポリプロピレン樹脂(通称:PP)、メタクリル樹脂(アクリル樹脂)(通称:PMMA,AC)、およびメチルペンテンポリマー(通称:TPX)などが挙げられる。
基材を本発明の超撥水材組成物に浸漬する。
浸漬の方法は、特に限定されないが、例えば、基材の一部を保持し、超撥水材組成物を入れた浸漬槽に入れる方法が挙げられる。
基材を超撥水材組成物に浸漬する時間は、特に限定されないが、基材の表面に超撥水材組成物が付着すればよく、好ましくは1秒間以上であり、より好ましくは1秒間〜1時間であり、さらに好ましくは1秒間〜5分間である。生産性の観点から、浸漬時間は短い方が好ましい。
基材を超撥水材組成物に浸漬する際の超撥水材組成物の温度は、特に限定されないが、好ましくは5℃〜35℃であり、より好ましくは10℃〜30℃であり、さらに好ましくは15℃〜25℃である。乾燥の際に行われる自己組織化に与える影響を少なくするため、乾燥の際の温度との差が少ない方が好ましい。
超撥水材組成物に浸漬した基材を、乾燥する。
乾燥の方法は特に限定されないが、例えば、超撥水材組成物を入れた浸漬槽から基材を取り出し、乾燥する方法が挙げられる。
基材を乾燥する時間は、特に限定されないが、基材の表面からフッ素系溶媒が除去されればよく、好ましくは5分間以上であり、より好ましくは30分間以上であり、さらに好ましくは1時間以上である。生産性の観点から、乾燥時間は短い方が好ましい。
基材を乾燥する際の雰囲気は、特に限定されないが、製造コストの観点から、好ましくは空気中である。
基材を乾燥する際の温度は、特に限定されないが、好ましくは5℃〜35℃であり、より好ましくは10℃〜30℃であり、さらに好ましくは15℃〜25℃である。乾燥の際に行われる自己組織化に与える影響を少なくするため、浸漬の際の超撥水材組成物の温度との差が少ない方が好ましい。
このような自己組織化プロセスは次のように説明することができる。
本発明の超撥水表面構造の製造方法においては、基材を超撥水材組成物に浸漬し、乾燥した後、硬化することが好ましい。
硬化することにより、本発明の超撥水表面構造の強度が増し、耐摩耗性および耐擦傷性を高めることができる。
硬化の方法は、特に限定されないが、例えば、乾燥した基材をオーブンに入れ、加熱する方法が挙げられる。
加熱する時間は、特に限定されないが、好ましくは1分間〜2時間であり、より好ましくは30分間から2時間であり、さらに好ましくは30分間から1.5時間である。生産性の観点から、加熱時間は短い方が好ましい。
加熱する際の温度は、特に限定されないが、好ましくは100℃〜200℃であり、より好ましくは120℃〜200℃であり、さらに好ましくは150℃〜190℃である。
加熱による硬化後、自然放冷などにより冷却することが好ましい。
コネクターは、電子回路や光通信において配線を接続するために用いられる部品で、容易に繰り返し脱着できる構造を持つ。プラグとジャック、またはプラグとレセプタクルの対で構成され、それぞれ電極部と絶縁部とを備え、ハウジングおよび/またはシェルが電極部と絶縁部とを保持または保護する構成を有する。電極部はニッケル、銅、銀、錫、金、パラジウム、アルミニウム、クロム、チタンおよび、亜鉛のいずれか、またはこれらの2つ以上を含む合金等が使用できる。
1.撥水材組成物の調製
表1に示す各成分を混合して、撥水材組成物1〜9を調製した。
(1)第1のフッ素系樹脂粒子
フッ素系樹脂粒子(大)1: PTFE製、平均粒子径3μm(喜多村社製)
(2)第2のフッ素系樹脂粒子
フッ素系樹脂粒子(小)1: PTFE製、平均粒子径0.2〜0.3μm(喜多村社製)
(3)フッ素系高分子化合物
フッ素系高分子化合物1: サイトップCTL−809M(旭硝子社製,重量平均分子量15万〜20万)
(4)フッ素系低分子化合物
フッ素系低分子化合物1: 1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オール
(5)フッ素系溶媒
フッ素系溶媒1: CT−SOLV180(旭硝子社製)
フッ素系溶媒2: バートレルXF(三井・デュポンフロロケミカル社製)
表2に示す基材を、調製した撥水材組成物1〜9のいずれかを満たした浸漬槽に1秒間浸漬し、4mm/秒の速さで引き上げて取り出した後、室温(25℃)にて1時間放置して乾燥させた後、オーブンにて180℃1時間加熱して硬化させた。基材と撥水材組成物の組合せは表2に示すとおりである。
基材表面に形成した撥水表面構造の撥水性を、接触角計DM−500(協和界面科学(株))を用いて測定した。測定は、接触角計に0.5μLの水を滴下して行った。
水との静的接触角が130°以上である場合に、撥水性を「超撥水」と評価し、90°以上130°未満の場合に「撥水」と評価した。
水との静的接触角(WCA)の測定結果および撥水性の評価結果を表2に示す。
ただし、比較例7については、塗膜不能であったため、水との静的接触角(WCA)の測定および撥水性の評価を行わなかった。比較例7の塗膜不能は、フッ素系高分子化合物1(サイトップCTL−809M)がフッ素系溶媒2(バートレルXF)に溶解せず、撥水材組成物を基材に塗布することができなかったことによるものである。なお、表2の撥水性の評価の欄には「塗膜不能」と記載した。
凸部の間隔の最大値dmaxおよびその平均値avg(dmax)を、レーザー顕微鏡(VK−9500,キーエンス社製)で得られた表面の三次元データによって測定した。
測定結果を表2に示す。
ただし、比較例1〜3は1μm以上の凹凸がなかったため、凸部の間隔の最大値およびその平均値の測定を行わず、表2には「凹凸なし」と記載した。また、比較例7については、塗膜不能であったため、凸部の間隔の最大値およびその平均値の測定を行わなかった。比較例7の塗膜不能は、フッ素系高分子化合物1(サイトップCTL−809M)がフッ素系溶媒2(バートレルXF)に溶解せず、撥水材組成物を基材に塗布することができなかったことによるものである。
凸部の高さの最大値hmaxおよびその平均値avg(hmax)を、レーザー顕微鏡(VK−9500,キーエンス社製)で得られた表面の三次元データによって測定した。
測定結果を表2に示す。
ただし、比較例1〜3は1μm以上の凹凸がなかったため、凸部の高さの最大値およびその平均値の測定を行わず、表2には「凹凸なし」と記載した。また、比較例7については、塗膜不能であったため、凸部の高さの最大値およびその平均値の測定を行わなかった。比較例7の塗膜不能は、フッ素系高分子化合物1(サイトップCTL−809M)がフッ素系溶媒2(バートレルXF)に溶解せず、撥水材組成物を基材に塗布することができなかったことによるものである。
レーザー顕微鏡(VK−9500,キーエンス社製)で観察した視野(T=7.5×104μm2)内での、凸部面積(Sμm2)および全面積に対する凸部が占める割合(凸部面積比という:S/T(%))を求めた。
表2に凸部面積S(μm2)および凸部面積比(%)を示す。
ただし、比較例1〜3は1μm以上の凹凸がなかったため、視野全領域の面積Tを凸部面積Sとした。また、比較例7については、塗膜不能であったため、凸部面積Sおよび凸部面積比の測定を行わなかった。
・ガラス: ガラス基板(S1126,松前ガラス工業社製)
・樹脂: LCP(液晶ポリマー)樹脂、(ラペロス(登録商標),ポリプラスチックス社製)
・金属: SUS304
実施例1〜5では、良好な撥水性を持つ超撥水表面構造が得られた。
これに対して、比較例1〜7では、超撥水性を持つ表面構造を形成することができなかった。
比較例1〜6では、撥水材組成物4、5が第1のフッ素系樹脂粒子、第2のフッ素系樹脂粒子、フッ素系高分子化合物、およびフッ素系低分子化合物のいずれかを欠いていたため、超撥水性を発揮するだけの凹凸構造を基材表面に形成できなかった。
また、比較例7では、撥水材組成物9にフッ素系高分子化合物に対する溶媒が含まれていなかったため、基材に塗布可能な撥水材組成物を調製することができなかった。
2 第2のフッ素系樹脂粒子
3 フッ素系高分子化合物
4 フッ素系低分子化合物
5 基材
10,720 ハウジング
710,21,620 電極端子部
20 コンタクト
25 絶縁樹脂部分
26 樹脂部分
30 シェル
31 嵌合部
32 基板取付部
100 超撥水表面構造
101 一次凹凸
102 二次凹凸
103 基材
105 下地樹脂
110 第一のフッ素系樹脂粒子
120 第二のフッ素系樹脂粒子
600,700 コネクター
X 凸部
Y 凹部
Claims (11)
- 第1のフッ素系樹脂粒子、前記第1のフッ素系樹脂粒子よりも平均粒子径が小さい第2のフッ素系樹脂粒子、およびフッ素系高分子化合物を含む凸部と、
フッ素系低分子化合物を含む複数の凹部と、
を有する超撥水表面構造であって、
前記複数の凹部は前記凸部によって不規則的に区分されてなり、かつ、前記複数の凹部のそれぞれを区分する前記凸部の間隔の最大値が150μm以下である、超撥水表面構造。 - 前記複数の凹部のそれぞれを区分する前記凸部の間隔の最大値が100μm以下である、請求項1に記載の超撥水表面構造。
- 前記複数の凹部のそれぞれを区分する前記凸部の間隔の最大値の平均値が70μm以下である、請求項1または2に記載の超撥水表面構造。
- 前記複数の凹部のそれぞれを区分する前記凸部の前記凹部の表面からの高さの最大値が10μm以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
- 前記複数の凹部のそれぞれを区分する前記凸部の前記凹部の表面からの高さの最大値の平均値が5μm以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
- 前記第1のフッ素系樹脂粒子の平均粒子径が1μm〜10μmであり、前記第2のフッ素系樹脂粒子の平均粒子径が0.05μm〜0.8μmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
- 前記フッ素系高分子化合物の重量平均分子量が10000〜1000000であり、前記フッ素系低分子化合物の分子量が300〜2000である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
- 前記フッ素系低分子化合物が末端に極性基を持つ、請求項1〜7のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
- 前記フッ素系低分子化合物が一方の末端に親水性基を持ち、他方の末端に疎水性基を持つ、請求項1〜7のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
- 前記凸部の水平投影面積が、前記凸部の水平投影面積および前記凹部の水平投影面積の合計に対して10%〜50%である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
- 水との接触角が130°以上である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の超撥水表面構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016232534A JP6806546B2 (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 超撥水表面構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016232534A JP6806546B2 (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 超撥水表面構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018090657A true JP2018090657A (ja) | 2018-06-14 |
JP6806546B2 JP6806546B2 (ja) | 2021-01-06 |
Family
ID=62565180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016232534A Active JP6806546B2 (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 超撥水表面構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6806546B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019189773A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 株式会社吉野工業所 | 撥液性物品及びその製造方法 |
JP2021037650A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-11 | 株式会社吉野工業所 | 撥液性物品 |
JP6921367B1 (ja) * | 2020-11-11 | 2021-08-18 | 三菱電機株式会社 | 撥水性構造体、撥水性構造体の製造方法および撥水性の回復方法 |
WO2021192757A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 日本航空電子工業株式会社 | 接点部材、コネクタ、組成物、接点部材の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08259851A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-08 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 撥水性塗膜、撥水性塗料及び熱交換器用フィン |
JPH10273617A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Toray Ind Inc | 撥水性コーティング膜 |
JP2016166308A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 日本航空電子工業株式会社 | 超撥水表面構造 |
-
2016
- 2016-11-30 JP JP2016232534A patent/JP6806546B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08259851A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-08 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 撥水性塗膜、撥水性塗料及び熱交換器用フィン |
JPH10273617A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Toray Ind Inc | 撥水性コーティング膜 |
JP2016166308A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 日本航空電子工業株式会社 | 超撥水表面構造 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019189773A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 株式会社吉野工業所 | 撥液性物品及びその製造方法 |
JP2021037650A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-11 | 株式会社吉野工業所 | 撥液性物品 |
JP7246833B2 (ja) | 2019-08-30 | 2023-03-28 | 株式会社吉野工業所 | 撥液性物品 |
WO2021192757A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 日本航空電子工業株式会社 | 接点部材、コネクタ、組成物、接点部材の製造方法 |
WO2021192759A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 日本航空電子工業株式会社 | 接点部材、コネクタ、組成物、接点部材の製造方法 |
JP2021155706A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 日本航空電子工業株式会社 | 接点部材、コネクタ、組成物、接点部材の製造方法 |
JP2021155707A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 日本航空電子工業株式会社 | 接点部材、コネクタ、組成物、接点部材の製造方法 |
JP6921367B1 (ja) * | 2020-11-11 | 2021-08-18 | 三菱電機株式会社 | 撥水性構造体、撥水性構造体の製造方法および撥水性の回復方法 |
WO2022102017A1 (ja) * | 2020-11-11 | 2022-05-19 | 三菱電機株式会社 | 撥水性構造体、撥水性構造体の製造方法および撥水性の回復方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6806546B2 (ja) | 2021-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6806546B2 (ja) | 超撥水表面構造 | |
JP6537853B2 (ja) | 超撥水表面構造 | |
US10987685B2 (en) | Spray application system components comprising a repellent surface and methods | |
US20150368824A1 (en) | Water and oil ultra-repellent structure and manufacturing method therefor | |
JP2019135047A (ja) | 液体含浸表面を利用した装置および方法 | |
US20130115381A1 (en) | Hydrophobic surface coating | |
JP5866228B2 (ja) | 撥油性が付与された通気フィルタ | |
US20150093511A1 (en) | Method of manufacture for graphene fluoropolymer dispersion | |
US8623954B2 (en) | Fuser coating composition and method of manufacture | |
RU2010154492A (ru) | Высокоэффективная высокотемпературная проволока или кабель | |
CN1801538A (zh) | 连接器接触基材 | |
CN107848255A (zh) | 防污结构体及其制造方法 | |
JP2006299016A (ja) | コーティング剤 | |
WO2022138491A1 (ja) | 樹脂膜及び耐水透湿膜 | |
JP2016216585A (ja) | 撥水性コーティング用組成物 | |
WO2014034053A1 (ja) | 撥油性が付与された通気フィルタ | |
CN107615405A (zh) | 绝缘电线 | |
JP6816938B2 (ja) | 撥油性が付与された通気フィルタ | |
JP2005045553A (ja) | 耐熱性エレクトレット用材料、それを用いた耐熱性エレクトレットおよびその製造方法、並びに静電型音響センサー | |
JP6043077B2 (ja) | 撥水性構造体およびその製造方法 | |
JP5592515B2 (ja) | フッ素樹脂コーティング構造体およびその製造方法 | |
JPH08259851A (ja) | 撥水性塗膜、撥水性塗料及び熱交換器用フィン | |
US11898022B2 (en) | Coated aerogels | |
WO2018116513A1 (ja) | 多孔質材料、ガスセンサ及び多孔質材料の製造方法 | |
JP6504523B2 (ja) | 帯電防止構造体、その製造方法及び帯電防止防汚構造体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190709 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190709 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6806546 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |