JP4548105B2 - 樹脂被覆金属成形体からの樹脂被覆除去方法及び該方法により得られるチタン成形体 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、上記方法により得られる新規な表面特性を有するチタン成形体を提供することにある。
(1)前記金属成形体がチタン成形体であること、
(2)前記酸化剤として過酸化水素水を用いること、
が好ましく、さらに、本発明のチタン成形体においては、
(3)前記表面の中心線平均表面粗さRaが0.05乃至5μmの範囲にあること、
(4)前記表面の表面積の大きさσが0.01以上となること(但し、表面積大きさσ=Ra/Sm(Ra:中心線平均粗さ(μm)、Sm:粗さ曲線における凹凸の平均間隔(μm))である。)
が好適である。
本発明に用いる樹脂被覆金属成形体は、樹脂被覆した金属板を、それ自体公知の金属加工に付することにより得られたものである。
本発明では、上記のようにして成形された樹脂被覆金属成形体から樹脂被覆を取り除く。即ち、先ず、樹脂被覆の熱分解処理を行い、次いで酸化剤を用いて熱分解生成物を除去することにより、金属成形体表面に形成された樹脂被覆を取り除くことができる。
なお、熱分解処理の前に機械的処理や後述する酸化剤による処理を施して、樹脂被覆をある程度剥がしておくことも有効である。
本発明においては、樹脂被覆チタン成形体に上記方法を適用することにより、従来のものとは異なるチタン成形体を得ることができる。即ち、上記方法で樹脂被覆が除去されたチタン成形体の表面には、光学顕微鏡等による観察により、短辺が20μm以上の過酸化チタンの鱗片層が観察される。即ち、過酸化水素水などの酸化剤を用いての処理により、その表面には、黄色の過酸化チタンが生成するが、被覆樹脂の残存が有効に抑制されていることから、光学顕微鏡観察により、上記のような大きさの過酸化チタンの鱗片層が観察される。例えば、熱分解処理を行わずに酸化剤処理を行った場合には、過酸化チタンの鱗片層を観察することはできるが、上記のような大きさのものではなく、その短辺は10μm程度が限界である。
しかるに、絞り加工と同時又は後にしごき加工を行い、更に前述のしごき加工を多段で行うと、その粗さ曲線は、図3(b)に示されているように、粗さはほとんど変動しないが、絞り加工で既に形成されていた大きな周期の凹凸平均間隔が小さくなるのと同時に、新たに小さな周期の微細な凹凸が大きな周期の凹凸の中に多く発生し、チタン成形体の表面はフラクタルな粗面となる(図3(b)は2段のしごき加工が行われた例である)。しかるに、親水性の表面は、その表面がフラクタル様に粗面となり表面積が増大するほど親水性が増すことが知られており、従って、本発明では、上記のように多段のしごき加工を行い、成形体表面をフラクタルな粗面としておくことが好適となるのである。
σ=Ra/Sm
式中、Raは、中心線平均粗さ(μm)であり、
Smは、粗さ曲線における凹凸の平均間隔(μm)を示し、
測定条件;カットオフ値:標準値λc=0.8mm
測定倍率:垂直方向1000倍、水平方向200倍
により算出される表面積の大きさσは0.01以上、特に0.015以上となるように加工を行うことが好ましい。
[表面粗さ測定]
株式会社東京精密社製サーフコム575A−3DFを用い、下記の測定条件にて表面粗さを測定した。
カットオフ値:標準値λc=0.8mm
測定倍率:垂直方向1000倍、水平方向200倍
測定方向:圧延方向に対して直角
協和界面科学株式会社製接触角計及び固液界面システムを用いて、下記の測定条件にて水接触角を測定した。
測定方法:液適法(θ/2法)
曲率補正:なし、着液量:1.0μl
測定時間間隔:500ms、測定値:開始から1000ms後の値
板厚0.2mmの純チタン板の内外面に膜厚16.5μmの共重合ポリエステルフィルム(ガラス転移点Tg=75℃、融点Tm=240℃)をラミネートした樹脂被覆チタン板を用いて、下記の条件にて絞り成形を行い、成形カップを得た。
[成型条件]
ブランク径:143mm、パンチ径:91.00mm
ダイラジアス:1.5mm、パンチ、ダイクリアランス:0.37mm
絞り比:1.571
カップ表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面の状態は短辺が20μm以上の鱗片層となっていた。また、表面粗さRaは1.5μmで、表面積大きさσは0.015であった。
処理後のカップ表面にブラックライト(3mW/cm2)を24時間照射し、その表面の水接触角を測定したところ、接触角は4.4°で高い親水性を示していた。
実施例1と同様の条件で作成したカップを用いて、電気炉による炭化処理を行わずに濃度35%H2O2水を用いて30分間煮沸した。処理後のカップ表面には樹脂が所々に残っており、樹脂を全て除去することはできなかった。
表面状態についてカップ表面を光学顕微鏡にて観察したところ、樹脂が除去されている部分においては短辺が10μm程度の鱗片層となっていた。また、実施例1と同様に水接触角を測定したところ、8.4°であり実施例のものより親水性は低かった。
実施例1と同様の樹脂被覆チタン板を用いて、下記の条件で絞り成形(第1工程)、再絞りしごき成形(第2工程)を行いチタン成形カップを得た。
[第1工程成形条件]
ブランク径:154mm、パンチ径:94.80mm
ダイラジアス:0.7mm、パンチ、ダイクリアランス:0.34mm
絞り比:1.508
[第2工程成形条件]
パンチ径:81.70mm、ダイラジアス:0.5mm
パンチ、ダイクリアランス:0.14mm
絞り比:1.160、総絞り比:1.750
表面状態についてカップ表面を光学顕微鏡にて観察したところ、表面の状態は短辺が20μm以上の鱗片層となっていた。また、表面粗さRaは2.1μm、表面積大きさσは0.04であった。さらに、実施例1と同様の方法で水接触角を測定したところ、0.0°であり極めて高い親水性を示していた。
Claims (6)
- 樹脂被覆金属成形体を加熱処理して被覆樹脂を熱分解し、次いで酸化剤を用いて金属成形体表面から熱分解生成物を除去することを特徴とする金属成形体表面からの樹脂被覆の除去方法。
- 前記金属成形体がチタン成形体である請求項1に記載の除去方法。
- 前記酸化剤として過酸化水素水を用いる請求項1または2に記載の除去方法。
- 樹脂被覆チタン成形体から樹脂被覆を取り除くことにより得られたチタン成形体において、光学顕微鏡により、該チタン成形体の表面には、鱗片状の過酸化チタンが線状に連なった鱗片層が観察され、該鱗片層の幅が20μm以上であることを特徴とするチタン成形体。
- 前記表面の中心線平均表面粗さRaが0.05乃至5μmの範囲にある請求項4に記載のチタン成形体。
- 下記式:
σ=Ra/Sm
式中、σは、前記表面の表面積の大きさを示し、
Raは、中心線平均粗さ(μm)、
Smは、粗さ曲線における凹凸の平均間隔(μm)である、
で定義される前記表面の表面積の大きさσが0.01以上である請求項5に記載のチタン成形体。
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