JPH0913179A - 金属表面への親液性付与方法 - Google Patents
金属表面への親液性付与方法Info
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- JPH0913179A JPH0913179A JP9532796A JP9532796A JPH0913179A JP H0913179 A JPH0913179 A JP H0913179A JP 9532796 A JP9532796 A JP 9532796A JP 9532796 A JP9532796 A JP 9532796A JP H0913179 A JPH0913179 A JP H0913179A
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- metal
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 金属表面に化学的処理によって特定のス
ケールの微細な凹凸構造を形成させることにより金属表
面に親液性を付与する方法、及び金属表面に化学的処理
によって微細な凹凸構造を形成させ、該凹凸構造が形成
された金属表面の全部又は一部を親液性物質でコーティ
ングすることにより金属表面に親液性を付与する方法。 【効果】 本発明によれば、簡便な操作で種々の金属表
面に優れた親液性を付与することができる。
ケールの微細な凹凸構造を形成させることにより金属表
面に親液性を付与する方法、及び金属表面に化学的処理
によって微細な凹凸構造を形成させ、該凹凸構造が形成
された金属表面の全部又は一部を親液性物質でコーティ
ングすることにより金属表面に親液性を付与する方法。 【効果】 本発明によれば、簡便な操作で種々の金属表
面に優れた親液性を付与することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属表面への親液
性付与方法に関し、詳しくは水などの液体に対する親液
性が要求される製品、例えば流し台、皿、フライパン等
の台所用製品、冷暖房機の熱交換板表面、建築材、乗り
物などの被塗料塗布表面などの金属表面の表面処理に適
用し得る親液性付与方法に関する。
性付与方法に関し、詳しくは水などの液体に対する親液
性が要求される製品、例えば流し台、皿、フライパン等
の台所用製品、冷暖房機の熱交換板表面、建築材、乗り
物などの被塗料塗布表面などの金属表面の表面処理に適
用し得る親液性付与方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属表面に親水性を付与する技術
としては、例えば金属表面にヒドロキル基を導入するな
どの化学的処理や水溶性ポリアミドなどの樹脂を塗布す
るなどの方法が知られている。また、固体表面を機械的
加工によって凹凸化することによって親液性が変化する
ことも、例えば「Ａ．Ｗ．Ａｄａｍｓｏｎ著Ｐｈｙｓｉ
ｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅｓ
（Ｊｏｎｅ Ｗｉｌｅｙ＆ Ｓｏｎｓ． Ｎｅｗ Ｙｏ
ｒｋ）」などにも記述されているように、ある程度は知
られていた。実際、塗料に対する濡れ性をよくするため
に、固体表面を紙ヤスリなどで荒らすことは経験的によ
く行われている。
としては、例えば金属表面にヒドロキル基を導入するな
どの化学的処理や水溶性ポリアミドなどの樹脂を塗布す
るなどの方法が知られている。また、固体表面を機械的
加工によって凹凸化することによって親液性が変化する
ことも、例えば「Ａ．Ｗ．Ａｄａｍｓｏｎ著Ｐｈｙｓｉ
ｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅｓ
（Ｊｏｎｅ Ｗｉｌｅｙ＆ Ｓｏｎｓ． Ｎｅｗ Ｙｏ
ｒｋ）」などにも記述されているように、ある程度は知
られていた。実際、塗料に対する濡れ性をよくするため
に、固体表面を紙ヤスリなどで荒らすことは経験的によ
く行われている。
【０００３】しかしながら、上記ヒドロキシル基の導入
や樹脂の塗布あるいは機械的加工によって金属表面を凹
凸化することにより得られる親液性及びその耐久性は十
分ではなく、さらに親液性が向上した金属表面を得るた
めの処理方法が望まれていた。
や樹脂の塗布あるいは機械的加工によって金属表面を凹
凸化することにより得られる親液性及びその耐久性は十
分ではなく、さらに親液性が向上した金属表面を得るた
めの処理方法が望まれていた。
【０００４】従って、本発明の目的は金属表面に安価か
つ簡便に、高度な親液性を付与することができる方法を
提供することにある。
つ簡便に、高度な親液性を付与することができる方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような実情におい
て、本発明者は金属表面の構造とその液体に対する濡れ
性について鋭意検討を行った結果、意外にも種々の化学
的処理によって金属表面に特定のスケールを有する微細
な凹凸構造を形成することにより、金属表面の親液性が
機械的加工による場合に比べて顕著に向上することを見
出し、また、その微細な凹凸構造を有する金属表面を親
液性物質で処理することにより、親液性や金属表面の耐
久性がさらに向上することを見出し、本発明を完成する
に至った。
て、本発明者は金属表面の構造とその液体に対する濡れ
性について鋭意検討を行った結果、意外にも種々の化学
的処理によって金属表面に特定のスケールを有する微細
な凹凸構造を形成することにより、金属表面の親液性が
機械的加工による場合に比べて顕著に向上することを見
出し、また、その微細な凹凸構造を有する金属表面を親
液性物質で処理することにより、親液性や金属表面の耐
久性がさらに向上することを見出し、本発明を完成する
に至った。
【０００６】すなわち、本発明は、金属表面に化学的処
理によって特定のスケールの微細な凹凸構造を形成させ
ることを特徴とする金属表面への親液性付与方法、及び
金属表面に化学的処理によって微細な凹凸構造を形成さ
せ、該凹凸構造が形成された金属表面の全部又は一部を
親液性物質でコーティングすることを特徴とする金属表
面への親液性付与方法を提供するものである。
理によって特定のスケールの微細な凹凸構造を形成させ
ることを特徴とする金属表面への親液性付与方法、及び
金属表面に化学的処理によって微細な凹凸構造を形成さ
せ、該凹凸構造が形成された金属表面の全部又は一部を
親液性物質でコーティングすることを特徴とする金属表
面への親液性付与方法を提供するものである。
【０００７】本発明において親液性表面とは、金属表面
の液体に対する接触角が９０度未満となる場合をいう。
本発明の対象は必ずしも水が付着する表面に限定される
ものではなく、アルコール、油、界面活性剤を含む液体
との接触角を減少させるためにも適用されるものであ
る。その際、金属表面の最終的なコーティング処理に用
いる親液性物質は、当該液体に対して接触角が９０度未
満となる物質である。
の液体に対する接触角が９０度未満となる場合をいう。
本発明の対象は必ずしも水が付着する表面に限定される
ものではなく、アルコール、油、界面活性剤を含む液体
との接触角を減少させるためにも適用されるものであ
る。その際、金属表面の最終的なコーティング処理に用
いる親液性物質は、当該液体に対して接触角が９０度未
満となる物質である。
【０００８】金属表面に微細な凹凸構造を形成する化学
的処理としては、（１）酸又はアルカリの溶液に金属を
浸漬する方法、（２）金属を腐食させる方法、（３）金
属を電極として用いた電気分解を利用する方法、（４）
親水性モノマーを金属表面で電解酸化重合する方法が挙
げられる。
的処理としては、（１）酸又はアルカリの溶液に金属を
浸漬する方法、（２）金属を腐食させる方法、（３）金
属を電極として用いた電気分解を利用する方法、（４）
親水性モノマーを金属表面で電解酸化重合する方法が挙
げられる。
【０００９】上記（１）の方法は、例えば次のような工
程によって実施することができる。塩酸等の酸と水とを
混合し、ｐＨ１〜６の間の適当なｐＨになるように濃度
を調整し、この溶液中に対象とする金属板を浸漬し、所
定温度で所定時間保持することにより、金属表面に微細
な凹凸構造が形成される。また、アルカリを用いる場合
は水酸化ナトリウムと水とを混合し、ｐＨ８〜１４の間
の適当なｐＨになるように濃度を調整し、この溶液中に
対象とする金属板を浸漬し、所定温度で所定時間保持す
ることにより、金属表面に微細な凹凸構造が形成され
る。
程によって実施することができる。塩酸等の酸と水とを
混合し、ｐＨ１〜６の間の適当なｐＨになるように濃度
を調整し、この溶液中に対象とする金属板を浸漬し、所
定温度で所定時間保持することにより、金属表面に微細
な凹凸構造が形成される。また、アルカリを用いる場合
は水酸化ナトリウムと水とを混合し、ｐＨ８〜１４の間
の適当なｐＨになるように濃度を調整し、この溶液中に
対象とする金属板を浸漬し、所定温度で所定時間保持す
ることにより、金属表面に微細な凹凸構造が形成され
る。
【００１０】上記（２）の方法としては、水蒸気を含む
雰囲気中で、対象とする金属板を所定温度で所定時間保
持し、自然腐食させる方法がある。
雰囲気中で、対象とする金属板を所定温度で所定時間保
持し、自然腐食させる方法がある。
【００１１】上記（３）の方法としては、電解質溶液中
に、対象とする金属板を陽極あるいは陰極として浸漬
し、両極間に所定電圧を所定温度で所定時間印加する方
法がある。その際、対象とする金属板から金属を溶出さ
せ凹凸構造を形成させる方法と、対象とする金属板に電
解質溶液中の金属あるいは他の物質を析出させ凹凸構造
を形成させる方法の二通りがある。前者には電解研磨、
後者には電気めっき、電着塗装などの例がある。
に、対象とする金属板を陽極あるいは陰極として浸漬
し、両極間に所定電圧を所定温度で所定時間印加する方
法がある。その際、対象とする金属板から金属を溶出さ
せ凹凸構造を形成させる方法と、対象とする金属板に電
解質溶液中の金属あるいは他の物質を析出させ凹凸構造
を形成させる方法の二通りがある。前者には電解研磨、
後者には電気めっき、電着塗装などの例がある。
【００１２】上記（４）の方法としては、ピロールなど
の重合性かつ親液性のモノマーを含む電解質溶液中に、
対象とする金属板を陽極として浸漬し、両極間に所定電
圧を所定温度で所定時間印加することにより、金属板表
面でモノマーを酸化重合させる方法がある。
の重合性かつ親液性のモノマーを含む電解質溶液中に、
対象とする金属板を陽極として浸漬し、両極間に所定電
圧を所定温度で所定時間印加することにより、金属板表
面でモノマーを酸化重合させる方法がある。
【００１３】本発明で用いる金属は、上記（１）〜
（４）の処理によって微細な凹凸構造が形成されるもの
であれば特に限定されるものではないが、上記（１）〜
（４）の処理に適した金属としては、亜鉛、ニッケル、
鉄、アルミニウム又はこれらの合金、ステンレス等が挙
げられる。
（４）の処理によって微細な凹凸構造が形成されるもの
であれば特に限定されるものではないが、上記（１）〜
（４）の処理に適した金属としては、亜鉛、ニッケル、
鉄、アルミニウム又はこれらの合金、ステンレス等が挙
げられる。
【００１４】上記のような化学的処理がなされた金属表
面は微細な凹凸構造を有しており、そのような金属表面
の微細な凹凸構造としては、平面視で凹凸構造１cm2あ
たりの実表面積が十分大きくなる構造が概して好まし
い。しかしながら、凹凸の高さを通常の液滴の大きさ
（〜２mm）程度あるいはそれ以上に大きくすることによ
って、凹凸表面の実表面積を増やしても、親液性が向上
するものでもない。親液性に影響するのは、液滴と接触
し得る凹凸構造のごく表面近傍での実表面の稠密度、す
なわち単位体積あたりの実表面積であり、これが大きい
ことが親液性にとって好ましいのである。
面は微細な凹凸構造を有しており、そのような金属表面
の微細な凹凸構造としては、平面視で凹凸構造１cm2あ
たりの実表面積が十分大きくなる構造が概して好まし
い。しかしながら、凹凸の高さを通常の液滴の大きさ
（〜２mm）程度あるいはそれ以上に大きくすることによ
って、凹凸表面の実表面積を増やしても、親液性が向上
するものでもない。親液性に影響するのは、液滴と接触
し得る凹凸構造のごく表面近傍での実表面の稠密度、す
なわち単位体積あたりの実表面積であり、これが大きい
ことが親液性にとって好ましいのである。
【００１５】この観点から、表面の微細な凹凸構造とし
ては、その幅が１nm〜８００μm 、好ましくは１nm〜３
００μm であり、その高さが５０nm〜３００μm 、好ま
しくは３０μm 以下であることが好ましい。そして、こ
の条件のもとに、平面視で凹凸構造１cm2あたりの実表
面積が大きいこと、具体的には３cm2以上となることが
好ましい。ただし、この実表面積が大きくなりすぎる
と、凹凸構造が薄片状や細線状となり、金属表面の機械
的強度が低下することになるため好ましくない。従っ
て、金属表面の強度を維持する観点から、凹凸構造実表
面積は２０cm2未満であることが好ましい。また、凹凸
構造の全実表面積を有効に使うために、凹凸表面の接触
率、すなわちその凹凸表面に平滑な剛体をあてたときの
凹凸構造の接触面積が、剛体表面１cm2あたり０．２cm2
以下であることが好ましい。
ては、その幅が１nm〜８００μm 、好ましくは１nm〜３
００μm であり、その高さが５０nm〜３００μm 、好ま
しくは３０μm 以下であることが好ましい。そして、こ
の条件のもとに、平面視で凹凸構造１cm2あたりの実表
面積が大きいこと、具体的には３cm2以上となることが
好ましい。ただし、この実表面積が大きくなりすぎる
と、凹凸構造が薄片状や細線状となり、金属表面の機械
的強度が低下することになるため好ましくない。従っ
て、金属表面の強度を維持する観点から、凹凸構造実表
面積は２０cm2未満であることが好ましい。また、凹凸
構造の全実表面積を有効に使うために、凹凸表面の接触
率、すなわちその凹凸表面に平滑な剛体をあてたときの
凹凸構造の接触面積が、剛体表面１cm2あたり０．２cm2
以下であることが好ましい。
【００１６】なお、本発明において実表面積とは、ＢＥ
Ｔ法により測定した表面積をいう。このＢＥＴ法は、
Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｐ．Ｈ．Ｅｍｍｅｔｔ及びＥ．
Ｔｅｌｌｅｒによって提唱されたＢＥＴ吸着式を利用
し、固体表面への気体分子（窒素ガス、クリプトンガ
ス）の吸着に基づいて、固体の表面積を算出する方法で
ある。また、凹凸構造の高さ、幅及び接触面積は固体の
断面ＳＥＭ写真から画像解析により測定した。
Ｔ法により測定した表面積をいう。このＢＥＴ法は、
Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｐ．Ｈ．Ｅｍｍｅｔｔ及びＥ．
Ｔｅｌｌｅｒによって提唱されたＢＥＴ吸着式を利用
し、固体表面への気体分子（窒素ガス、クリプトンガ
ス）の吸着に基づいて、固体の表面積を算出する方法で
ある。また、凹凸構造の高さ、幅及び接触面積は固体の
断面ＳＥＭ写真から画像解析により測定した。
【００１７】化学的処理がなされた金属表面の微細な凹
凸構造は均一でなくともよい。また、凹凸構造の形状は
特に限定されるものではなく、りん片状、角柱状、円柱
状、角錐状、円錐状、針状などのいずれであってもよ
い。更にそれらの形状が複雑に組合わさってできた、２
次元以上３次元未満のフラクタル構造を持つフラクタル
構造又は自己アファイン構造であってもよい。
凸構造は均一でなくともよい。また、凹凸構造の形状は
特に限定されるものではなく、りん片状、角柱状、円柱
状、角錐状、円錐状、針状などのいずれであってもよ
い。更にそれらの形状が複雑に組合わさってできた、２
次元以上３次元未満のフラクタル構造を持つフラクタル
構造又は自己アファイン構造であってもよい。
【００１８】上記のように化学的処理により形成された
微細な凹凸構造を有する金属表面の親液性は、機械的加
工により形成された同様な凹凸構造を有する金属表面の
親液性に比べて顕著である。すなわち、機械的加工によ
る接触角の低下率はせいぜい２０〜５０％であるのに対
し、化学的処理による接触角の低下は５０〜１００％に
達する。
微細な凹凸構造を有する金属表面の親液性は、機械的加
工により形成された同様な凹凸構造を有する金属表面の
親液性に比べて顕著である。すなわち、機械的加工によ
る接触角の低下率はせいぜい２０〜５０％であるのに対
し、化学的処理による接触角の低下は５０〜１００％に
達する。
【００１９】また、このような親液性金属表面を更に親
液性物質でコーティングすることによって、親液性に加
えて耐久性にも優れた超親液表面を得ることができる。
このとき用いるコーティング剤としては、特に限定され
るものではないが、耐久性を向上させる点から、金属表
面と結合を作るような物質が好ましく、例えば各種カッ
プリング剤が挙げられる。
液性物質でコーティングすることによって、親液性に加
えて耐久性にも優れた超親液表面を得ることができる。
このとき用いるコーティング剤としては、特に限定され
るものではないが、耐久性を向上させる点から、金属表
面と結合を作るような物質が好ましく、例えば各種カッ
プリング剤が挙げられる。
【００２０】コーティングに用いる親液性物質のうち例
えば液体として水を対象とした親水物質としては、アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、テトライソプ
ロピルビス（ジオクチルフォスファイト）チタネート、
イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチルアミノエチル）チ
タネート等が挙げられるが必ずしもこの限りではない。
また、これらの混合物でもよい。
えば液体として水を対象とした親水物質としては、アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、テトライソプ
ロピルビス（ジオクチルフォスファイト）チタネート、
イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチルアミノエチル）チ
タネート等が挙げられるが必ずしもこの限りではない。
また、これらの混合物でもよい。
【００２１】このときのコーティング層の厚さは、表面
の微細な凹凸をなくさない程度に薄ければ何れでもよい
が、特に１００ｎｍ以下が好ましい。また、これら親液
性物質による処理に先だって又は同時にクロメート処理
などの防錆処理を施すことができる。
の微細な凹凸をなくさない程度に薄ければ何れでもよい
が、特に１００ｎｍ以下が好ましい。また、これら親液
性物質による処理に先だって又は同時にクロメート処理
などの防錆処理を施すことができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、簡便な操作で種々の金
属表面に優れた親液性を付与することができる。
属表面に優れた親液性を付与することができる。
【００２３】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【００２４】実施例１ サイズ１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ０．３ｍｍの亜鉛板（ニ
ラコ社製）を、塩酸でｐＨを３に調整した水溶液に３日
間室温で浸漬した。表面を電子顕微鏡（日立製、ＦＥ−
ＳＥＭ、Ｓ−４０００）を用いて観察したところ、図１
のように微細な凹凸構造が形成されていた。この凹凸構
造の高さは２〜５０μm 、幅は０．５〜２５μm 、平面
視で１cm2 あたりの実表面積は１６．２cm2 、接触面積
は０．００４３cm2 であった。
ラコ社製）を、塩酸でｐＨを３に調整した水溶液に３日
間室温で浸漬した。表面を電子顕微鏡（日立製、ＦＥ−
ＳＥＭ、Ｓ−４０００）を用いて観察したところ、図１
のように微細な凹凸構造が形成されていた。この凹凸構
造の高さは２〜５０μm 、幅は０．５〜２５μm 、平面
視で１cm2 あたりの実表面積は１６．２cm2 、接触面積
は０．００４３cm2 であった。
【００２５】金属表面の液体に対する接触角は光学式接
触角測定装置（協和界面科学社製、ＣＡ−Ａ型）を用い
て測定した。すなわち図２（ａ）、（ｂ）に示すように
試験試料１を上記光学式接触角計の試料台２に載置し、
液滴滴下用のシリンジ３に液体を０．５ｍｌ入れ、シリ
ンジ３の針の先に直径１ｍｍの液滴４を作った。液滴４
と試験試料１との間を約１ｃｍに保ち、シリンジ３に振
動を与えて針先の液滴４を試験試料１の上に落下させ
た。液滴４を落下させた後、液滴４と試験試料１との間
の接触角（θ）を測定した。
触角測定装置（協和界面科学社製、ＣＡ−Ａ型）を用い
て測定した。すなわち図２（ａ）、（ｂ）に示すように
試験試料１を上記光学式接触角計の試料台２に載置し、
液滴滴下用のシリンジ３に液体を０．５ｍｌ入れ、シリ
ンジ３の針の先に直径１ｍｍの液滴４を作った。液滴４
と試験試料１との間を約１ｃｍに保ち、シリンジ３に振
動を与えて針先の液滴４を試験試料１の上に落下させ
た。液滴４を落下させた後、液滴４と試験試料１との間
の接触角（θ）を測定した。
【００２６】平らな亜鉛板上での水、ぬれ指数標準液Ｎ
ｏ．５４及びＮｏ．４８（和光社製）の接触角はそれぞ
れ７９度、６８度及び６６度であったが、それを酸に浸
漬することにより、水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及び
Ｎｏ．４８（和光社製）の接触角はそれぞれ１２度、９
度及び８度まで減少し、親液性表面となった。
ｏ．５４及びＮｏ．４８（和光社製）の接触角はそれぞ
れ７９度、６８度及び６６度であったが、それを酸に浸
漬することにより、水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及び
Ｎｏ．４８（和光社製）の接触角はそれぞれ１２度、９
度及び８度まで減少し、親液性表面となった。
【００２７】比較例１ サイズ１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ０．３ｍｍの亜鉛板（ニ
ラコ社製）を粗さ１００番及び１２００番の紙ヤスリで
磨くことで表面に凹凸構造を形成した。それぞれの亜鉛
板表面での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４
８の接触角を測定したところ表１に示す結果となり、十
分な親液性は得られなかった。１００番の紙ヤスリで磨
いた亜鉛板表面の凹凸構造の高さは２〜１０μm 、幅１
〜５０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は２．２
cm2 、接触面積は０．００８cm2であり、１２００番の
紙ヤスリで磨いた亜鉛板表面の凹凸構造の高さは５μm
、幅１〜５０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積
は２．９cm2 、接触面積は０．００２６cm2 であった。
ラコ社製）を粗さ１００番及び１２００番の紙ヤスリで
磨くことで表面に凹凸構造を形成した。それぞれの亜鉛
板表面での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４
８の接触角を測定したところ表１に示す結果となり、十
分な親液性は得られなかった。１００番の紙ヤスリで磨
いた亜鉛板表面の凹凸構造の高さは２〜１０μm 、幅１
〜５０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は２．２
cm2 、接触面積は０．００８cm2であり、１２００番の
紙ヤスリで磨いた亜鉛板表面の凹凸構造の高さは５μm
、幅１〜５０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積
は２．９cm2 、接触面積は０．００２６cm2 であった。
【００２８】
【表１】
【００２９】実施例２ サイズ１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ０．３ｍｍのアルミニム
板（ニラコ社製）を、水道水７００ｍｌに水酸化ナトリ
ウム３０ｇを加えてアルカリ水溶液としたものに室温で
３時間浸漬した。表面の構造を電子顕微鏡（日立製、Ｆ
Ｅ−ＳＥＭ、Ｓ−４０００）を用いて観察したところ、
図３のように微細な凹凸構造が形成されていた。この凹
凸構造の高さは２μm 、幅は１〜２０μm 、平面視で１
cm2 あたりの実表面積は４．３cm2 、接触面積は０．０
０１５cm2 であった。
板（ニラコ社製）を、水道水７００ｍｌに水酸化ナトリ
ウム３０ｇを加えてアルカリ水溶液としたものに室温で
３時間浸漬した。表面の構造を電子顕微鏡（日立製、Ｆ
Ｅ−ＳＥＭ、Ｓ−４０００）を用いて観察したところ、
図３のように微細な凹凸構造が形成されていた。この凹
凸構造の高さは２μm 、幅は１〜２０μm 、平面視で１
cm2 あたりの実表面積は４．３cm2 、接触面積は０．０
０１５cm2 であった。
【００３０】このようにして得られたアルミニウム板試
料の水に対する接触角を光学式接触角測定装置（協和界
面科学社製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定した。平らなア
ルミニウム板上での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及び
Ｎｏ．４８の接触角はそれぞれ７０度、５５度及び４２
度であったが、それをアルカリ水溶液に浸漬することに
より、水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に
対する接触角はすべて３度にまで減少し、親液性表面と
なった。
料の水に対する接触角を光学式接触角測定装置（協和界
面科学社製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定した。平らなア
ルミニウム板上での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及び
Ｎｏ．４８の接触角はそれぞれ７０度、５５度及び４２
度であったが、それをアルカリ水溶液に浸漬することに
より、水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に
対する接触角はすべて３度にまで減少し、親液性表面と
なった。
【００３１】比較例２ サイズ１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ０．３ｍｍのアルミニム
板（ニラコ社製）を粗さ１００番及び１２００番の紙ヤ
スリで磨くことで表面に凹凸構造を形成した。それぞれ
のアルミニム板表面での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４
及びＮｏ．４８の接触角を測定したところ表２に示す結
果となり、十分な親液性は得られなかった。１００番の
紙ヤスリで磨いたアルミニウム板表面の凹凸構造の高さ
は１〜５μm 、幅５〜８０μm 、平面視で１cm2 あたり
の実表面積は１．３cm2 、接触面積は０．０３cm2 であ
り、１２００番の紙ヤスリで磨いたアルミニウム板表面
の凹凸構造の高さは１〜５μm 、幅１〜５０μm 、平面
視で１cm2 あたりの実表面積は１．９cm2 、接触面積は
０．０２cm2 であった。
板（ニラコ社製）を粗さ１００番及び１２００番の紙ヤ
スリで磨くことで表面に凹凸構造を形成した。それぞれ
のアルミニム板表面での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４
及びＮｏ．４８の接触角を測定したところ表２に示す結
果となり、十分な親液性は得られなかった。１００番の
紙ヤスリで磨いたアルミニウム板表面の凹凸構造の高さ
は１〜５μm 、幅５〜８０μm 、平面視で１cm2 あたり
の実表面積は１．３cm2 、接触面積は０．０３cm2 であ
り、１２００番の紙ヤスリで磨いたアルミニウム板表面
の凹凸構造の高さは１〜５μm 、幅１〜５０μm 、平面
視で１cm2 あたりの実表面積は１．９cm2 、接触面積は
０．０２cm2 であった。
【００３２】
【表２】
【００３３】実施例３ サイズ１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ０．３ｍｍの鉄板（ニラ
コ社製）を、濃度３重量％の食塩水に浸漬し、取り出し
て空気中で２週間放置することで表面を腐食させて微細
な凹凸構造を形成した。この凹凸構造の高さは２〜２０
μm 、幅は０．５〜３０μm 、平面視で１cm2 あたりの
実表面積は１３．７cm2 、接触面積は０．００５cm2 で
あった。このようにして得られた鉄板試料の水、ぬれ指
数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角を光
学式接触角測定装置（協和界面科学社製、ＣＡ−Ａ型）
を用いて測定した。平らな鉄板上での水、ぬれ指数標準
液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８の接触角はそれぞれ８３
度、６７度及び６４度であったが、それを自然腐食させ
ることにより、水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮ
ｏ．４８に対する接触角はすべて３度にまで減少し、親
液性表面となった。
コ社製）を、濃度３重量％の食塩水に浸漬し、取り出し
て空気中で２週間放置することで表面を腐食させて微細
な凹凸構造を形成した。この凹凸構造の高さは２〜２０
μm 、幅は０．５〜３０μm 、平面視で１cm2 あたりの
実表面積は１３．７cm2 、接触面積は０．００５cm2 で
あった。このようにして得られた鉄板試料の水、ぬれ指
数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角を光
学式接触角測定装置（協和界面科学社製、ＣＡ−Ａ型）
を用いて測定した。平らな鉄板上での水、ぬれ指数標準
液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８の接触角はそれぞれ８３
度、６７度及び６４度であったが、それを自然腐食させ
ることにより、水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮ
ｏ．４８に対する接触角はすべて３度にまで減少し、親
液性表面となった。
【００３４】比較例３ サイズ１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ０．３ｍｍの鉄板（ニラ
コ社製）を粗さ１００番及び１２００番の紙ヤスリで磨
くことで表面に凹凸構造を形成した。それぞれの鉄板表
面での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８の
接触角を測定したところ表３に示す結果となり、十分な
親液性は得られなかった。１００番の紙ヤスリで磨いた
鉄板表面の凹凸構造の高さは５〜２０μm 、幅５〜８０
μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は２．４cm2 、
接触面積は０．０１cm2 であり、１２００番の紙ヤスリ
で磨いた鉄板表面の凹凸構造の高さは５〜２０μm 、幅
１〜５０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は２．
８cm2 、接触面積は０．００９cm2 であった。
コ社製）を粗さ１００番及び１２００番の紙ヤスリで磨
くことで表面に凹凸構造を形成した。それぞれの鉄板表
面での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８の
接触角を測定したところ表３に示す結果となり、十分な
親液性は得られなかった。１００番の紙ヤスリで磨いた
鉄板表面の凹凸構造の高さは５〜２０μm 、幅５〜８０
μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は２．４cm2 、
接触面積は０．０１cm2 であり、１２００番の紙ヤスリ
で磨いた鉄板表面の凹凸構造の高さは５〜２０μm 、幅
１〜５０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は２．
８cm2 、接触面積は０．００９cm2 であった。
【００３５】
【表３】
【００３６】実施例４ サイズ１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１ｍｍの亜鉛板（ニラコ
社製）二枚を、０．０１ｍｏｌ／ｌ−塩化亜鉛水溶液中
に電極として４２ｍｍの間隔をおいて対向させて設置
し、直流安定化電源（インステック社製、ＧＰＳ−３０
３０）により両極間に１．０Ｖの定電圧を５時間印加し
た。その結果、陰極の亜鉛板表面に塩化亜鉛水溶液中の
亜鉛イオンが析出した。その陰極表面の微細構造を電子
顕微鏡（日立製、ＦＥ−ＳＥＭ、Ｓ−４０００）を用い
て観察したところ、図４のように微細な凹凸構造が形成
されていた。この凹凸構造の高さは１〜２０μm 、幅は
０．２〜３０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は
１５．３cm2 、接触面積は０．０１１cm2 であった。
社製）二枚を、０．０１ｍｏｌ／ｌ−塩化亜鉛水溶液中
に電極として４２ｍｍの間隔をおいて対向させて設置
し、直流安定化電源（インステック社製、ＧＰＳ−３０
３０）により両極間に１．０Ｖの定電圧を５時間印加し
た。その結果、陰極の亜鉛板表面に塩化亜鉛水溶液中の
亜鉛イオンが析出した。その陰極表面の微細構造を電子
顕微鏡（日立製、ＦＥ−ＳＥＭ、Ｓ−４０００）を用い
て観察したところ、図４のように微細な凹凸構造が形成
されていた。この凹凸構造の高さは１〜２０μm 、幅は
０．２〜３０μm 、平面視で１cm2 あたりの実表面積は
１５．３cm2 、接触面積は０．０１１cm2 であった。
【００３７】このようにして得られた亜鉛板試料の水に
対する接触角を光学式接触角測定装置（協和界面科学社
製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定した。平らな亜鉛板上で
の水の接触角は７９度であったが、それを電気分解する
ことにより、水に対する接触角が３度以下にまで減少
し、親水性表面となった。
対する接触角を光学式接触角測定装置（協和界面科学社
製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定した。平らな亜鉛板上で
の水の接触角は７９度であったが、それを電気分解する
ことにより、水に対する接触角が３度以下にまで減少
し、親水性表面となった。
【００３８】実施例５ 実施例４において亜鉛板の代りにサイズ１０ｃｍ×５ｃ
ｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム板（ニラコ社製）二枚
を、塩化亜鉛水溶液の代りに２５Ｎ−硫酸５０ｍｌを用
いた以外は実施例４と同様に設置し、直流安定化電源
（インステック社製、ＧＰＳ−３０３０）を用いて電極
電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2 で３時間通電した。その結
果、陽極のアルミニウム板表面からアルミニウムが溶出
し、微細凹凸構造が形成された。その陽極表面の微細構
造を電子顕微鏡（日立製、ＦＥ−ＳＥＭ、Ｓ−４００
０）を用いて観察したところ、図５のように微細な凹凸
構造が形成されていた。この凹凸構造の高さは２μm 、
幅は１〜１．５μm 、平面視で１cm 2 あたりの実表面積
は１４．７cm2 、接触面積は０．００７２cm2 であっ
た。
ｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム板（ニラコ社製）二枚
を、塩化亜鉛水溶液の代りに２５Ｎ−硫酸５０ｍｌを用
いた以外は実施例４と同様に設置し、直流安定化電源
（インステック社製、ＧＰＳ−３０３０）を用いて電極
電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2 で３時間通電した。その結
果、陽極のアルミニウム板表面からアルミニウムが溶出
し、微細凹凸構造が形成された。その陽極表面の微細構
造を電子顕微鏡（日立製、ＦＥ−ＳＥＭ、Ｓ−４００
０）を用いて観察したところ、図５のように微細な凹凸
構造が形成されていた。この凹凸構造の高さは２μm 、
幅は１〜１．５μm 、平面視で１cm 2 あたりの実表面積
は１４．７cm2 、接触面積は０．００７２cm2 であっ
た。
【００３９】このようにして得られたアルミニウム板試
料の水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対
する接触角を光学式接触角測定装置（協和界面科学社
製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定した。平らなアルミニウ
ム板上での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４
８の接触角はそれぞれ７０度、５５度及び４２度であっ
たが、それを電気分解することにより、水、ぬれ指数標
準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角がすべて
３度以下にまで減少し、親液性表面となった。
料の水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対
する接触角を光学式接触角測定装置（協和界面科学社
製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定した。平らなアルミニウ
ム板上での水、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４
８の接触角はそれぞれ７０度、５５度及び４２度であっ
たが、それを電気分解することにより、水、ぬれ指数標
準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角がすべて
３度以下にまで減少し、親液性表面となった。
【００４０】実施例６ 酢酸（関東化学社製、特級）５０mlを蒸留水４５０mlに
混合し、これにアミノプロピルトリメトキシシラン（信
越化学工業社製）１mlを加えて処理液し、この処理液に
実施例５と同様の方法で作成した微細構造を持つアルミ
ニウム板を、室温下で１２時間浸漬することでカップリ
ング処理を行った。このようにして得られたアルミニウ
ム板試料の水、ぬれ指標標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４
８に対する接触角を光学式接触角計（協和界面科学社
製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定したところ、水、ぬれ指
標標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角が全
て３度以下まで減少し、親液性表面となった。
混合し、これにアミノプロピルトリメトキシシラン（信
越化学工業社製）１mlを加えて処理液し、この処理液に
実施例５と同様の方法で作成した微細構造を持つアルミ
ニウム板を、室温下で１２時間浸漬することでカップリ
ング処理を行った。このようにして得られたアルミニウ
ム板試料の水、ぬれ指標標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４
８に対する接触角を光学式接触角計（協和界面科学社
製、ＣＡ−Ａ型）を用いて測定したところ、水、ぬれ指
標標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角が全
て３度以下まで減少し、親液性表面となった。
【００４１】実施例７ アセトニトリル５００mlにピロール（関東化学社製）
３．４ｇとＰ−トルエンスルホン酸ナトリウム（関東化
学社製）０．１ｇを溶解し、この溶媒中に、ニッケル板
（３０mm×５０mm×０．２mm）２枚を電極として、互い
に５cm離して平行に設置し、直流安定電源装置（インス
テックス社製，ＧＰＳ−３０３０）により１８Ｖの電圧
を６分間印加した。このようにして得られた、オクタデ
シルピロールを重合させたニッケル板の表面構造を走査
型電子顕微鏡（日立社製，Ｓ４０００）で観察したとこ
ろ、サブミクロンオーダーの凹凸構造が認められた。こ
の凹凸構造の高さは２〜１０μm 、幅は２〜１０μm 、
平面視で１cm2 あたりの実表面積は１１．３cm2 、接触
面積は０．００５cm2 であった。このニッケル板試料の
水、ぬれ指標標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する
接触角を光学式接触角計（協和界面科学社製，ＣＡ−Ａ
型）を用いて測定したところ、水、ぬれ指標標準液Ｎ
ｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角が全て３度以下
まで減少し、親液性表面となった。
３．４ｇとＰ−トルエンスルホン酸ナトリウム（関東化
学社製）０．１ｇを溶解し、この溶媒中に、ニッケル板
（３０mm×５０mm×０．２mm）２枚を電極として、互い
に５cm離して平行に設置し、直流安定電源装置（インス
テックス社製，ＧＰＳ−３０３０）により１８Ｖの電圧
を６分間印加した。このようにして得られた、オクタデ
シルピロールを重合させたニッケル板の表面構造を走査
型電子顕微鏡（日立社製，Ｓ４０００）で観察したとこ
ろ、サブミクロンオーダーの凹凸構造が認められた。こ
の凹凸構造の高さは２〜１０μm 、幅は２〜１０μm 、
平面視で１cm2 あたりの実表面積は１１．３cm2 、接触
面積は０．００５cm2 であった。このニッケル板試料の
水、ぬれ指標標準液Ｎｏ．５４及びＮｏ．４８に対する
接触角を光学式接触角計（協和界面科学社製，ＣＡ−Ａ
型）を用いて測定したところ、水、ぬれ指標標準液Ｎ
ｏ．５４及びＮｏ．４８に対する接触角が全て３度以下
まで減少し、親液性表面となった。
【図１】本発明の実施例における酸処理された亜鉛板表
面の金属組織を示す顕微鏡写真である。
面の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は接触角測定装置の要部の構
成及び接触角を示す図である。
成及び接触角を示す図である。
【図３】本発明の実施例におけるアルカリ処理されたア
ルミニウム板表面の金属組織を示す顕微鏡写真である。
ルミニウム板表面の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施例における電気分解処理された陰
極における亜鉛板表面の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。
極における亜鉛板表面の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。
【図５】本発明の実施例における電気分解処理された陽
極におけるアルミニウム板表面の金属組織を示す顕微鏡
写真である。
極におけるアルミニウム板表面の金属組織を示す顕微鏡
写真である。
１ 試験試料 ２ 試料台 ３ シリンジ ４ 液滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｆ 3/02 Ｃ２５Ｆ 3/02 Ｂ // Ｃ２３Ｃ 22/00 Ｃ２３Ｃ 22/00 Ｚ
Claims (6)
- 【請求項１】 金属表面に化学的処理によって微細な凹
凸構造を形成させることを特徴とする金属表面への親液
性付与方法。 - 【請求項２】 金属表面に化学的処理によって微細な凹
凸構造を形成させ、該凹凸構造が形成された金属表面の
全部又は一部を親液性物質でコーティングすることを特
徴とする金属表面への親液性付与方法。 - 【請求項３】 微細な凹凸構造の高さが３００μm 以下
であり、平面視で該凹凸構造１cm2あたりの実表面積が
３cm2以上であり、該凹凸構造表面に平滑な剛体をあて
たときの接触面積が剛体表面１cm2あたり０．２cm2以下
である請求項１又は２記載の金属表面への親液性付与方
法。 - 【請求項４】 平面視で微細な凹凸構造１cm2あたりの
実表面積が３cm2以上２０cm2未満である請求項３記載の
金属表面への親液性付与方法。 - 【請求項５】 微細な凹凸構造がフラクタル構造又は自
己アファイン構造である請求項３又は４記載の金属表面
への親液性付与方法。 - 【請求項６】 化学的処理が、酸又はアルカリの溶液に
金属表面を浸漬する方法、金属を腐食させる方法、金属
を電極として用いた電気分解を利用する方法又は親水性
モノマーを金属表面で電解酸化重合する方法によってな
されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記
載の金属表面への親液性付与方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9532796A JPH0913179A (ja) | 1995-04-24 | 1996-04-17 | 金属表面への親液性付与方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-98794 | 1995-04-24 | ||
| JP9879495 | 1995-04-24 | ||
| JP9532796A JPH0913179A (ja) | 1995-04-24 | 1996-04-17 | 金属表面への親液性付与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0913179A true JPH0913179A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=26436580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9532796A Pending JPH0913179A (ja) | 1995-04-24 | 1996-04-17 | 金属表面への親液性付与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0913179A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229512A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Jfe Engineering Kk | 傾斜沈降装置 |
| JP2008229513A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Jfe Engineering Kk | 散気板および散気板の製造方法 |
| JP2008266709A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属表面微細構造の作成方法 |
| US7455045B2 (en) | 2006-08-01 | 2008-11-25 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Fluid flow control device for internal combustion engine |
| JP2017145503A (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 皮膜付溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板およびその製造方法 |
| JP2018188704A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 皮膜被覆溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板およびその製造方法 |
| KR20200098351A (ko) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 김경민 | 화학적 방식에 의한 스테인리스 관로 내부 코팅방법 |
-
1996
- 1996-04-17 JP JP9532796A patent/JPH0913179A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7455045B2 (en) | 2006-08-01 | 2008-11-25 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Fluid flow control device for internal combustion engine |
| JP2008229512A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Jfe Engineering Kk | 傾斜沈降装置 |
| JP2008229513A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Jfe Engineering Kk | 散気板および散気板の製造方法 |
| JP2008266709A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属表面微細構造の作成方法 |
| JP2017145503A (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 皮膜付溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板およびその製造方法 |
| JP2018188704A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 皮膜被覆溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板およびその製造方法 |
| KR20200098351A (ko) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 김경민 | 화학적 방식에 의한 스테인리스 관로 내부 코팅방법 |
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