JPH09242717A - 気体保持能を有する膜体の製造方法 - Google Patents
気体保持能を有する膜体の製造方法Info
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- JPH09242717A JPH09242717A JP8056252A JP5625296A JPH09242717A JP H09242717 A JPH09242717 A JP H09242717A JP 8056252 A JP8056252 A JP 8056252A JP 5625296 A JP5625296 A JP 5625296A JP H09242717 A JPH09242717 A JP H09242717A
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- film
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 撥水性表面を有し、水中に入れると表面に空
気層を形成し、流体摩擦抵抗を低減することのできる薄
膜の製造方法を提供する。 【解決手段】 複数のアルコキシ基を有する金属アルコ
キシド及びフッ素置換アルキル基で置換した金属アルコ
キシドの混合溶液を脱アルコール反応による縮合反応に
より得られたゾル調整物と金属酸化物微粒子とを含有す
るゾル状物を形成し、このゾル状物を基板上に塗布し、
固化させるものである。前記微粒子の添加は前記縮合反
応の前後いずれでもよい。
気層を形成し、流体摩擦抵抗を低減することのできる薄
膜の製造方法を提供する。 【解決手段】 複数のアルコキシ基を有する金属アルコ
キシド及びフッ素置換アルキル基で置換した金属アルコ
キシドの混合溶液を脱アルコール反応による縮合反応に
より得られたゾル調整物と金属酸化物微粒子とを含有す
るゾル状物を形成し、このゾル状物を基板上に塗布し、
固化させるものである。前記微粒子の添加は前記縮合反
応の前後いずれでもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中で気体保持能
を有する膜体の製造方法に関し、更に詳細には、船舶、
配管など、液体と接する構造物表面に気体を保持させ、
液体との間の流体摩擦抵抗を低減させることのできる膜
体の製造方法に関するものである。
を有する膜体の製造方法に関し、更に詳細には、船舶、
配管など、液体と接する構造物表面に気体を保持させ、
液体との間の流体摩擦抵抗を低減させることのできる膜
体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に船舶の航行やポンプなどにより液
体を輸送する際には、液体と接する構造物表面（以下没
水表面という）を流れる液体に、剪断抵抗による流体摩
擦抵抗が生じる。この流体摩擦抵抗は、船舶の航行の場
合や、液体の輸送の場合に動力ロスが増すため、従来か
ら流体摩擦抵抗を低減させる方法が種々提案されてい
る。
体を輸送する際には、液体と接する構造物表面（以下没
水表面という）を流れる液体に、剪断抵抗による流体摩
擦抵抗が生じる。この流体摩擦抵抗は、船舶の航行の場
合や、液体の輸送の場合に動力ロスが増すため、従来か
ら流体摩擦抵抗を低減させる方法が種々提案されてい
る。
【０００３】船舶の流体摩擦抵抗を低減させる方法とし
て、例えば、没水表面に突起物を設けて枠状の空気室を
形成し、この空気室内に空気を供給して船体表面に空気
層を形成させたり、没水表面に空気を噴出し、船体表面
に多数の気泡を発生させる、いわゆるマイクロバブル法
などの提案がある。しかしながらこれらの方法は、いず
れも大量の空気を供給しなければならず、コンプレッサ
の容量が大きくなるなど、設備費及び動力費が増大し、
いずれも実用されるに至っていない。
て、例えば、没水表面に突起物を設けて枠状の空気室を
形成し、この空気室内に空気を供給して船体表面に空気
層を形成させたり、没水表面に空気を噴出し、船体表面
に多数の気泡を発生させる、いわゆるマイクロバブル法
などの提案がある。しかしながらこれらの方法は、いず
れも大量の空気を供給しなければならず、コンプレッサ
の容量が大きくなるなど、設備費及び動力費が増大し、
いずれも実用されるに至っていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで本出願人は、
没水表面に微細な凹凸を形成し、この凹凸の少なくとも
凸部の頂部を撥水性として凹部内に水が進入できないよ
うにして空気膜を没水表面に形成させることにより、流
体摩擦抵抗を低減させることができることを見いだし
た。この場合、没水表面から水流によって持ち去られる
空気を、上流側から補給することにより継続的に流体摩
擦抵抗を低減させ、船舶航行、液体輸送などの消費エネ
ルギーを節減することができる。前記撥水性微細凹凸表
面に補給する空気量は、マイクロバブル法などより遙に
少ない量でよく、特開平７−１７４７６号として特許出
願している。
没水表面に微細な凹凸を形成し、この凹凸の少なくとも
凸部の頂部を撥水性として凹部内に水が進入できないよ
うにして空気膜を没水表面に形成させることにより、流
体摩擦抵抗を低減させることができることを見いだし
た。この場合、没水表面から水流によって持ち去られる
空気を、上流側から補給することにより継続的に流体摩
擦抵抗を低減させ、船舶航行、液体輸送などの消費エネ
ルギーを節減することができる。前記撥水性微細凹凸表
面に補給する空気量は、マイクロバブル法などより遙に
少ない量でよく、特開平７−１７４７６号として特許出
願している。
【０００５】前記没水表面に撥水性微細凹凸を形成する
方法は、没水表面に形成した未硬化樹脂層を形成し、そ
の上に所定粒径の微粒子を吹付けなどの手段により散布
し、樹脂を硬化させる方法、熱可塑性樹脂シートに網目
パターンからなる金型をプレスするパターン転写法、レ
ーザーやプラズマなどの高密度エネルギーを樹脂層に放
射して微細な凹凸を形成する方法、電解又は無電解分散
メッキ法などにより形成するものである。
方法は、没水表面に形成した未硬化樹脂層を形成し、そ
の上に所定粒径の微粒子を吹付けなどの手段により散布
し、樹脂を硬化させる方法、熱可塑性樹脂シートに網目
パターンからなる金型をプレスするパターン転写法、レ
ーザーやプラズマなどの高密度エネルギーを樹脂層に放
射して微細な凹凸を形成する方法、電解又は無電解分散
メッキ法などにより形成するものである。
【０００６】また前記撥水性を与える方法としては、疎
水性シリカ、フルオロエチレン粒子などの無機・有機物
質の疎水性粒子を用いたり、凹凸層を形成し、その上に
撥水性樹脂をコーティングするなどの方法を用いること
ができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン粒子を
分散したメッキ液で基板上にメッキすると、金属マトリ
クスと共にポリテトラフルオロエチレン粒子が共析し、
微細な凹凸を基板上に形成することができる。本発明
は、より容易に優れた撥水性微細凹凸表面を形成させる
ことのできる気体保持能を有する膜体の製造方法を提供
することを目的としている。
水性シリカ、フルオロエチレン粒子などの無機・有機物
質の疎水性粒子を用いたり、凹凸層を形成し、その上に
撥水性樹脂をコーティングするなどの方法を用いること
ができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン粒子を
分散したメッキ液で基板上にメッキすると、金属マトリ
クスと共にポリテトラフルオロエチレン粒子が共析し、
微細な凹凸を基板上に形成することができる。本発明
は、より容易に優れた撥水性微細凹凸表面を形成させる
ことのできる気体保持能を有する膜体の製造方法を提供
することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決する本
発明の気体保持能を有する膜体の製造方法の手段は、膜
体を水中に没すると、水と膜表面との間に気体膜を形成
し、膜体表面を流れる水の流体摩擦抵抗を低減させるこ
とのできる膜体の製造方法であって、金属アルコキシド
及び疎水性基を有する金属アルコキシドの脱アルコール
反応を伴う脱水縮合を無機酸化物微粒子の存在下に行わ
せ、得られたゾル調整物を基板に塗布し、固化させるこ
とからなるものである。
発明の気体保持能を有する膜体の製造方法の手段は、膜
体を水中に没すると、水と膜表面との間に気体膜を形成
し、膜体表面を流れる水の流体摩擦抵抗を低減させるこ
とのできる膜体の製造方法であって、金属アルコキシド
及び疎水性基を有する金属アルコキシドの脱アルコール
反応を伴う脱水縮合を無機酸化物微粒子の存在下に行わ
せ、得られたゾル調整物を基板に塗布し、固化させるこ
とからなるものである。
【０００８】なお前記無機酸化物微粒子は、金属アルコ
キシドを脱水縮合させた後に添加することもできる。前
記脱アルコール反応を伴う脱水縮合により得られたゾル
調整物から膜体を得る手段自体は、ゾル−ゲル法として
知られている。したがって、前記反応及びゲル化する際
に、従来から用いられる手段を適宜援用することができ
る。
キシドを脱水縮合させた後に添加することもできる。前
記脱アルコール反応を伴う脱水縮合により得られたゾル
調整物から膜体を得る手段自体は、ゾル−ゲル法として
知られている。したがって、前記反応及びゲル化する際
に、従来から用いられる手段を適宜援用することができ
る。
【０００９】前記金属アルコキシドは、例えば前記〔化
１〕式で表される化合物を使用することができる。好ま
しい化合物としては、例えば、テトラメトキシシランSi
(OCH 3)4 、メチルメトキシシランCH3Si(OCH3)3、ジメチ
ルジメトキシシラン(CH3)2Si(OCH3)2 、トリメチルメト
キシシラン(CH3)3Si(OCH3)、メチルトリエトキシシラン
CH3Si(OH2H5)3、ジメチルジエトキシシラン(CH3)2Si(OC2
H5)2、トリメチルエトキシシラン(CH3)3Si(OC2H5) な
ど、エチルトリメトキシシランC2H5Si(OCH3)3 、ジエチ
ルジメトキシシラン(C2H5) 2Si(OCH3)2、トリエチルメト
キシシラン(C2H5)3Si(OCH3) 、エチルトリエトキシシラ
ンC2H5Si(OC2H5)3、ジエチルジエトキシシラン(C2H5)2S
i(OC2H5)2 、トリエチルエトキシシラン(C2H5)3Si(OC2H
5)など、プロピルトリメトキシシランC3H7Si(OCH3)3 、
ジプロピルジメトキシシラン(C 3H7)2Si(OCH3)2、トリプ
ロピルメトキシシラン(C3H7)3Si(OCH3) 、プロピルトリ
エトキシシランC3H7Si(OC2H5)3、ジプロピルジエトキシ
シラン(C3H7)2Si(OC2H5) 2 、トリプロピルエトキシシラ
ン(C3H7)3Si(OC2H5)など、以上などの炭素数１〜２０の
アルキル基を１〜３個有するエトキシシラン又はメトキ
シシランの単独又は複数種を混合して使用することがで
きる。但し、本発明の金属アルコキシドは以上の例示化
合物に限定されない（以下同様）。
１〕式で表される化合物を使用することができる。好ま
しい化合物としては、例えば、テトラメトキシシランSi
(OCH 3)4 、メチルメトキシシランCH3Si(OCH3)3、ジメチ
ルジメトキシシラン(CH3)2Si(OCH3)2 、トリメチルメト
キシシラン(CH3)3Si(OCH3)、メチルトリエトキシシラン
CH3Si(OH2H5)3、ジメチルジエトキシシラン(CH3)2Si(OC2
H5)2、トリメチルエトキシシラン(CH3)3Si(OC2H5) な
ど、エチルトリメトキシシランC2H5Si(OCH3)3 、ジエチ
ルジメトキシシラン(C2H5) 2Si(OCH3)2、トリエチルメト
キシシラン(C2H5)3Si(OCH3) 、エチルトリエトキシシラ
ンC2H5Si(OC2H5)3、ジエチルジエトキシシラン(C2H5)2S
i(OC2H5)2 、トリエチルエトキシシラン(C2H5)3Si(OC2H
5)など、プロピルトリメトキシシランC3H7Si(OCH3)3 、
ジプロピルジメトキシシラン(C 3H7)2Si(OCH3)2、トリプ
ロピルメトキシシラン(C3H7)3Si(OCH3) 、プロピルトリ
エトキシシランC3H7Si(OC2H5)3、ジプロピルジエトキシ
シラン(C3H7)2Si(OC2H5) 2 、トリプロピルエトキシシラ
ン(C3H7)3Si(OC2H5)など、以上などの炭素数１〜２０の
アルキル基を１〜３個有するエトキシシラン又はメトキ
シシランの単独又は複数種を混合して使用することがで
きる。但し、本発明の金属アルコキシドは以上の例示化
合物に限定されない（以下同様）。
【００１０】前記金属アルコキシドに置換しうる疎水性
基としては、特に限定はないが、好ましい置換基として
フッ素置換アルキル基を挙げることができるが、本発明
はこれに限定されない。フッ素置換疎水性基を有する金
属アルコキシドは、例えば前記〔化２〕式で表される末
端にＣＦ3 を有するアルコキシシラン、例えば次のパー
フルオロオクチルエチルトリエトキシシランCF3(CF2)
7(CH2)2Si(OC2H5)3 、パーフルオロイソプロピルエチル
トリエトキシシラン(CF3)2CF(CH2)2Si(OC2H5)3などの
外、パーフルオロメチルエトキシトリメチルシラン、パ
ーフルオロブチルエトキシトリメチルシラン、パーフル
オロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロ
オクチルエチルメチルジメトキシシランなどの炭素数１
〜２０の、好ましくは１〜１０のパーフルオロアルキル
基を有するアルコキシシランなどが挙げられる。
基としては、特に限定はないが、好ましい置換基として
フッ素置換アルキル基を挙げることができるが、本発明
はこれに限定されない。フッ素置換疎水性基を有する金
属アルコキシドは、例えば前記〔化２〕式で表される末
端にＣＦ3 を有するアルコキシシラン、例えば次のパー
フルオロオクチルエチルトリエトキシシランCF3(CF2)
7(CH2)2Si(OC2H5)3 、パーフルオロイソプロピルエチル
トリエトキシシラン(CF3)2CF(CH2)2Si(OC2H5)3などの
外、パーフルオロメチルエトキシトリメチルシラン、パ
ーフルオロブチルエトキシトリメチルシラン、パーフル
オロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロ
オクチルエチルメチルジメトキシシランなどの炭素数１
〜２０の、好ましくは１〜１０のパーフルオロアルキル
基を有するアルコキシシランなどが挙げられる。
【００１１】前記無機酸化物微粒子としては、特に限定
はないが、好ましくはシリカ、カオリン、タルク、アル
ミナ、酸化アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛な
どの微粒子を使用することがてきる。更に粒子表面を疎
水化処理して使用することもできる。また粒子の大きさ
は好ましくは０．１〜１０μｍ、更に好ましくは１〜５
μｍできる。
はないが、好ましくはシリカ、カオリン、タルク、アル
ミナ、酸化アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛な
どの微粒子を使用することがてきる。更に粒子表面を疎
水化処理して使用することもできる。また粒子の大きさ
は好ましくは０．１〜１０μｍ、更に好ましくは１〜５
μｍできる。
【００１２】前記無機酸化物微粒子は、金属アルコキシ
ドを脱アルコール反応を伴う脱水縮合させる前に添加し
てもよく、また脱水アルコール反応を伴う脱水縮合した
後に混合することもできる。なお無機酸化物微粒子は、
通常空気に触れているため、空中の水分などの環境水分
を取り込み、粒子全体としては酸化物であっても、粒子
表面の酸素が水酸基に変化している。したがって無機酸
化物微粒子は、前記脱水縮合の反応体としても関与する
ことができる。
ドを脱アルコール反応を伴う脱水縮合させる前に添加し
てもよく、また脱水アルコール反応を伴う脱水縮合した
後に混合することもできる。なお無機酸化物微粒子は、
通常空気に触れているため、空中の水分などの環境水分
を取り込み、粒子全体としては酸化物であっても、粒子
表面の酸素が水酸基に変化している。したがって無機酸
化物微粒子は、前記脱水縮合の反応体としても関与する
ことができる。
【００１３】また前記ゾル調整物に有機ポリマーを添加
するか、又は、有機ポリマーを前記脱水縮合させる際に
添加することにより、得られる膜体の弾性率を高め、よ
り強度の高い膜性能とすることができる。前記有機ポリ
マーはして、シリコン含有重合性不飽和単量体と、これ
と共重合可能な不飽和単量体との重合物を用いることが
できる。前記シリコン含有不飽和単量体としては、
するか、又は、有機ポリマーを前記脱水縮合させる際に
添加することにより、得られる膜体の弾性率を高め、よ
り強度の高い膜性能とすることができる。前記有機ポリ
マーはして、シリコン含有重合性不飽和単量体と、これ
と共重合可能な不飽和単量体との重合物を用いることが
できる。前記シリコン含有不飽和単量体としては、
【００１４】
【化３】 式中、Ｒ4 は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ5 は次の
〔化４〕式、
〔化４〕式、
【００１５】
【化４】
【００１６】で表される基である。式中、ｊは０は１の
整数、ｋは０〜６の整数、ｐは１〜５の整数、ｑは１〜
２０の整数、ｒは０〜２の整数、ｓは１〜３の整数であ
り、ｒ＋ｓ＝３である。上記〔化３〕式で表される基の
例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−メタク
リロイルオキシプロピルジメトキシシランなどが挙げら
れる。一方、上記シリコン含有重合性不飽和単量体と共
重合可能な不飽和単量体には、次の〔化５〕式、
整数、ｋは０〜６の整数、ｐは１〜５の整数、ｑは１〜
２０の整数、ｒは０〜２の整数、ｓは１〜３の整数であ
り、ｒ＋ｓ＝３である。上記〔化３〕式で表される基の
例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−メタク
リロイルオキシプロピルジメトキシシランなどが挙げら
れる。一方、上記シリコン含有重合性不飽和単量体と共
重合可能な不飽和単量体には、次の〔化５〕式、
【００１７】
【化５】 式中、Ｒ4 は水素原紙又はメチル基を表し、Ｒ6 は次の
〔化６〕式、
〔化６〕式、
【００１８】
【化６】 （式中ｎ＝１〜１８の整数）で示されるアクリル酸又は
メタクリル酸のアルキルエステル基である。
メタクリル酸のアルキルエステル基である。
【００１９】〔化５〕式で表される不飽和単量体の例と
しては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プ
ロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘ
キシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル
などが挙げられる。
しては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プ
ロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘ
キシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル
などが挙げられる。
【００２０】更に以下に示す単量体を使用することがで
きる。グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ート、アクリル酸又はメタクリル酸のＣ2 〜Ｃ18のアル
コキシアルキルエステル、例えばアクリル酸メトキシブ
チル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキ
シブチル、メタクリル酸エトキシブチルなど、アクリル
酸又はメタクリル酸のＣ2 〜Ｃ3 のアルケニルエステ
ル、例えば、アリルアクリレート、アリルメタクリレー
トなど、アクリル酸又はメタクリル酸のＣ2 〜Ｃ8 のヒ
ドロキシアルキル、例えば、ヒドロキシエチルアクリレ
ート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレー
トなど、アクリル酸又はメタクリル酸のアミノアルキル
エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、例え
ば、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミ
ノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどを挙
げることができ、アクリル酸、メタクリル酸も単量体と
して使用することができる。更に、次の〔化７〕式で表
されるアクリル（又はメタクリル）オキシアルキルポリ
メチルシリコン類を挙げることができる。
きる。グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ート、アクリル酸又はメタクリル酸のＣ2 〜Ｃ18のアル
コキシアルキルエステル、例えばアクリル酸メトキシブ
チル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキ
シブチル、メタクリル酸エトキシブチルなど、アクリル
酸又はメタクリル酸のＣ2 〜Ｃ3 のアルケニルエステ
ル、例えば、アリルアクリレート、アリルメタクリレー
トなど、アクリル酸又はメタクリル酸のＣ2 〜Ｃ8 のヒ
ドロキシアルキル、例えば、ヒドロキシエチルアクリレ
ート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレー
トなど、アクリル酸又はメタクリル酸のアミノアルキル
エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、例え
ば、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミ
ノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどを挙
げることができ、アクリル酸、メタクリル酸も単量体と
して使用することができる。更に、次の〔化７〕式で表
されるアクリル（又はメタクリル）オキシアルキルポリ
メチルシリコン類を挙げることができる。
【００２１】
【化７】
【００２２】式中Ｒ4 はメチル基又は水素原子を表し、
ｔは１〜５０の整数である。上記〔化５〕式で表される
単量体の例としては、γ−アクリルオキシプロピルメチ
ルシリコンまたはγ−メタクリルオキシプロピルメチル
シリコンなどである。更に、次の〔化８〕式及び〔化
９〕式で表される単量体、
ｔは１〜５０の整数である。上記〔化５〕式で表される
単量体の例としては、γ−アクリルオキシプロピルメチ
ルシリコンまたはγ−メタクリルオキシプロピルメチル
シリコンなどである。更に、次の〔化８〕式及び〔化
９〕式で表される単量体、
【００２３】
【化８】
【００２４】
【化９】
【００２５】などのアクリルオキシ基又はメタクリルオ
キシ基を有するフルオロエーテル類などのアクリル酸又
はメタクリル酸系不飽和単量体を挙げることができる。
この他に、スチレン、酢酸ビニル、スチレンペンタフル
オライド、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アク
リロニトリル、メタアクリロニトリル、アクロレイン、
メタクロレイン、ブタジエン、イソブタジエンなどのア
クリル系不飽和単量体以外の不飽和単量体も挙げること
ができる。更に、次の〔化10〕式で表されるフルオロア
ルキル基含有のアクリル系又はメタクリル系単量体を使
用することができる。
キシ基を有するフルオロエーテル類などのアクリル酸又
はメタクリル酸系不飽和単量体を挙げることができる。
この他に、スチレン、酢酸ビニル、スチレンペンタフル
オライド、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アク
リロニトリル、メタアクリロニトリル、アクロレイン、
メタクロレイン、ブタジエン、イソブタジエンなどのア
クリル系不飽和単量体以外の不飽和単量体も挙げること
ができる。更に、次の〔化10〕式で表されるフルオロア
ルキル基含有のアクリル系又はメタクリル系単量体を使
用することができる。
【００２６】
【化10】 式中、Ｒ4 は水素原子又はメチル基を表し、ｘは１〜１
１、好ましくは１〜５の整数であり、Ｒｆは次の〔化1
1〕式で表されるフッ素置換アルキル基である。
１、好ましくは１〜５の整数であり、Ｒｆは次の〔化1
1〕式で表されるフッ素置換アルキル基である。
【００２７】
【化11】
【００２８】但し式中のｍ及びｎは１〜２０、好ましく
は１〜１０の整数を表す。前記〔化10〕式で示される単
量体としては２−パーフルオロオクチルエチルメタクリ
レートC2=C(CH3)-C(=O)O-CH2CH2-C8F17 、2-パーフルオ
ロイソノニルエチルメタクリレートCH2=C(CH3)-C(=O)O-
CH2CH2-(CF2)6CF(CF3)2 、その他２−パーフルオロノニ
ルエチルメタクリレート、２−パーフルオロデシルエチ
ルメタクリレート、２−パーフルオロブチルエチルメタ
クリレート、パーフルオロメチルメチルメタクリレー
ト、パーフルオロエチルメチルメタクリレート、パーフ
ルオロブチルメチルメタクリレート、パーフルオロオク
チルメチルメタクリレート、パーフルオロデシルメチル
メタクリレート、更に、パーフルオロメチルプロピルメ
タクリレート、パーフルオロプロピルプロピルメタクリ
レート、パーフルオロオクチルプロピルメタクリレー
ト、パーフルオロオクチルアミルメタクリレート、パー
フルオロオクチルウンデシルメタクリレートなどの、炭
素数１〜２０のパーフルオロアルキルキを有するパーフ
ルオロアクリルアルキルアクリレート類及び上記メタク
リレートをアクリレートに変えたパーフルオロアルキル
アルキルアクリレート類、及び上記メタクリレートをア
クリレートに変えたパーフルオロアルキルアルキルアク
リレート類を挙げることができる。
は１〜１０の整数を表す。前記〔化10〕式で示される単
量体としては２−パーフルオロオクチルエチルメタクリ
レートC2=C(CH3)-C(=O)O-CH2CH2-C8F17 、2-パーフルオ
ロイソノニルエチルメタクリレートCH2=C(CH3)-C(=O)O-
CH2CH2-(CF2)6CF(CF3)2 、その他２−パーフルオロノニ
ルエチルメタクリレート、２−パーフルオロデシルエチ
ルメタクリレート、２−パーフルオロブチルエチルメタ
クリレート、パーフルオロメチルメチルメタクリレー
ト、パーフルオロエチルメチルメタクリレート、パーフ
ルオロブチルメチルメタクリレート、パーフルオロオク
チルメチルメタクリレート、パーフルオロデシルメチル
メタクリレート、更に、パーフルオロメチルプロピルメ
タクリレート、パーフルオロプロピルプロピルメタクリ
レート、パーフルオロオクチルプロピルメタクリレー
ト、パーフルオロオクチルアミルメタクリレート、パー
フルオロオクチルウンデシルメタクリレートなどの、炭
素数１〜２０のパーフルオロアルキルキを有するパーフ
ルオロアクリルアルキルアクリレート類及び上記メタク
リレートをアクリレートに変えたパーフルオロアルキル
アルキルアクリレート類、及び上記メタクリレートをア
クリレートに変えたパーフルオロアルキルアルキルアク
リレート類を挙げることができる。
【００２９】更にこれらのパーフルオロアルキルアルキ
ルアクリレート又はパーフルオロアルキルアルキルメタ
クリレートのパーフルオロアルキル基において、一つの
フッ素原子が水素原子に置き変わったアクリレート又は
メタクリレート類、例えば、２−ハイドロジェンヘキサ
フルオロプロピルメチルアクリレートCH2=CH-COO-CH2-C
F2CFHCF3、４−ハイドロジェンオクタフルオロブチルメ
チルメタクリレート、６−ハイドロジェンドデカフルオ
ロヘキシルメチルメタクリレート、８−ハイドロジェン
ヘキサデカフルオロオクチルメチルアクリレート、２−
ハイドロジェンテトラフルオロエチルメチルメタリレー
ト、２−パーフルオロオクチルエチルメタクリレートな
どである。
ルアクリレート又はパーフルオロアルキルアルキルメタ
クリレートのパーフルオロアルキル基において、一つの
フッ素原子が水素原子に置き変わったアクリレート又は
メタクリレート類、例えば、２−ハイドロジェンヘキサ
フルオロプロピルメチルアクリレートCH2=CH-COO-CH2-C
F2CFHCF3、４−ハイドロジェンオクタフルオロブチルメ
チルメタクリレート、６−ハイドロジェンドデカフルオ
ロヘキシルメチルメタクリレート、８−ハイドロジェン
ヘキサデカフルオロオクチルメチルアクリレート、２−
ハイドロジェンテトラフルオロエチルメチルメタリレー
ト、２−パーフルオロオクチルエチルメタクリレートな
どである。
【００３０】膜性能を向上させるために、例えばビニル
シラン重合物などの有機ポリマーを添加することができ
る。この有機ポリマーは、金属アルコキシドの反応前に
添加してもよく、反応後に添加することもできる。
シラン重合物などの有機ポリマーを添加することができ
る。この有機ポリマーは、金属アルコキシドの反応前に
添加してもよく、反応後に添加することもできる。
【００３１】
【発明の実施の形態】前記脱アルコール反応を伴う脱水
縮合反応を進行させるには、従来から使用される触媒を
使用することができる。使用し得る触媒としては、塩
酸、酢酸、硝酸などの有機又は無機酸、アンモニアなど
を挙げることができる。なお、前記脱アルコール反応
は、金属アルコキシドが加水分解されて起こるものであ
り、空気中の湿分によっても反応は進行する。反応中の
攪拌手段は、特に限定はなく、通常使用される攪拌機を
使用することができる。
縮合反応を進行させるには、従来から使用される触媒を
使用することができる。使用し得る触媒としては、塩
酸、酢酸、硝酸などの有機又は無機酸、アンモニアなど
を挙げることができる。なお、前記脱アルコール反応
は、金属アルコキシドが加水分解されて起こるものであ
り、空気中の湿分によっても反応は進行する。反応中の
攪拌手段は、特に限定はなく、通常使用される攪拌機を
使用することができる。
【００３２】以下に、本発明の膜体の製造方法を、金属
アルコキシドとしてモノメチルエトキシシランCH3Si(OH
2H5)3 、疎水性基を有する金属アルコキシドとしてパー
フルオロオクチルエチルトリエトキシシランCF3(CF2)
7(CH2)2Si(OC2H5)3 、及びまた無機酸化物としてシリカ
粒子を、それぞれ使用した場合についての一実施の形態
を説明する。
アルコキシドとしてモノメチルエトキシシランCH3Si(OH
2H5)3 、疎水性基を有する金属アルコキシドとしてパー
フルオロオクチルエチルトリエトキシシランCF3(CF2)
7(CH2)2Si(OC2H5)3 、及びまた無機酸化物としてシリカ
粒子を、それぞれ使用した場合についての一実施の形態
を説明する。
【００３３】先ずモノメチルエトキシシランに、蒸留
水、エチルアルコール、塩酸及びシリカ粒子を添加し、
均一に混合する。この原料混合物を、４０℃において４
０分間攪拌すると粘度が上昇する。次いで、シリコン−
アルミナ系のアルコキシド、有機ポリマー、シリカゾル
を適宜の順序で添加する。添加は同時に行わず、４０℃
において、１種づつ添加し、２０分間攪拌しながら順次
添加するようにする。この液にパーフルオロオクチルエ
チルトリエトキシシランのトルエン溶液を添加し、白
濁、粘稠のゾル状調整物を得た。
水、エチルアルコール、塩酸及びシリカ粒子を添加し、
均一に混合する。この原料混合物を、４０℃において４
０分間攪拌すると粘度が上昇する。次いで、シリコン−
アルミナ系のアルコキシド、有機ポリマー、シリカゾル
を適宜の順序で添加する。添加は同時に行わず、４０℃
において、１種づつ添加し、２０分間攪拌しながら順次
添加するようにする。この液にパーフルオロオクチルエ
チルトリエトキシシランのトルエン溶液を添加し、白
濁、粘稠のゾル状調整物を得た。
【００３４】以上によって得たゾル状調整物を、アプリ
ケーターを使用して基板上に塗布し、余剰の溶媒を蒸発
乾燥させたのち、キュアリングさせると微小凹凸を有す
る膜体が得られる。なお本発明方法は以上の説明に限定
されず、以降に示す実施例のとおり、各種態様で実施す
ることができる。前記キュアリングとは、通常、３５〜
５０℃の恒湿条件で養生させる操作を指す。更に必要に
応じて、キュアリングした膜表面を疎水性基を有するシ
ランやシラザンで処理することもできる。またキュアリ
ングとは別に、蒸発成分を十分に追い出すなどの目的
で、通常、１００〜３００℃で加熱処理を行うこともで
きる。この場合、塗布した膜に亀裂が生じないように徐
々に昇温する必要がある。
ケーターを使用して基板上に塗布し、余剰の溶媒を蒸発
乾燥させたのち、キュアリングさせると微小凹凸を有す
る膜体が得られる。なお本発明方法は以上の説明に限定
されず、以降に示す実施例のとおり、各種態様で実施す
ることができる。前記キュアリングとは、通常、３５〜
５０℃の恒湿条件で養生させる操作を指す。更に必要に
応じて、キュアリングした膜表面を疎水性基を有するシ
ランやシラザンで処理することもできる。またキュアリ
ングとは別に、蒸発成分を十分に追い出すなどの目的
で、通常、１００〜３００℃で加熱処理を行うこともで
きる。この場合、塗布した膜に亀裂が生じないように徐
々に昇温する必要がある。
【００３５】本発明の前記微小凹凸膜体の製膜中にクラ
ックが発生するおそれがある場合には、例えばＮ，Ｎ−
ジメチルホルムアミドなどを添加することが好ましい。
溶媒としては、１種以上の混合溶媒を使用してもよい。
またゾル調整中に投入されるアルコール、トルエンなど
を分散媒として使用することもできる。以下実施例によ
り本発明を具体的に説明する。
ックが発生するおそれがある場合には、例えばＮ，Ｎ−
ジメチルホルムアミドなどを添加することが好ましい。
溶媒としては、１種以上の混合溶媒を使用してもよい。
またゾル調整中に投入されるアルコール、トルエンなど
を分散媒として使用することもできる。以下実施例によ
り本発明を具体的に説明する。
【００３６】（実施例１） Ａ液：それぞれ重量比で２．７５：９．２０：０．６６
の割合の蒸留水：エタノール：濃塩酸と、前記混合物に
対し重量比で０．１重量部のシリカ粒子（平均粒子径
１．８μｍ）を容器に取り、ホモジナイザー（１０．６
×１０００ｒｐｍ）によりし、所定時間（例えば３０
秒）の間混合した懸濁液。
の割合の蒸留水：エタノール：濃塩酸と、前記混合物に
対し重量比で０．１重量部のシリカ粒子（平均粒子径
１．８μｍ）を容器に取り、ホモジナイザー（１０．６
×１０００ｒｐｍ）によりし、所定時間（例えば３０
秒）の間混合した懸濁液。
【００３７】Ｂ液：テトラエトキシシラン５．４重量部
及びジメチルエトキシシラン６．１重量部の混合液。 Ｃ液：CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3 で表されるパーフル
オロエチルトリエトキシシラン１０．５重量部とトルエ
ン１０．５ｇの混合液。 前記Ｂ液を容器に取り、氷冷の下に攪拌機で混合しなが
らＡ液を滴下し、滴下終了後Ｃ液を混入し、次いで昇温
し、４０℃の温度で３時間攪拌しながら反応させ、ゾル
調整物を得た。このゾル調整物７．９５重量部に前記平
均粒径のシリカ１．００重量部を混ぜ合わせ、更にＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド１．２４重量部を添加し、ゾ
ル状物を得た。
及びジメチルエトキシシラン６．１重量部の混合液。 Ｃ液：CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3 で表されるパーフル
オロエチルトリエトキシシラン１０．５重量部とトルエ
ン１０．５ｇの混合液。 前記Ｂ液を容器に取り、氷冷の下に攪拌機で混合しなが
らＡ液を滴下し、滴下終了後Ｃ液を混入し、次いで昇温
し、４０℃の温度で３時間攪拌しながら反応させ、ゾル
調整物を得た。このゾル調整物７．９５重量部に前記平
均粒径のシリカ１．００重量部を混ぜ合わせ、更にＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド１．２４重量部を添加し、ゾ
ル状物を得た。
【００３８】得られたゾル状物を、幅３０mm、長さ２５
０mm、厚さ１mmのガラス平板上に、膜厚２５μｍの塗装
用アプリケーターを用いて塗布し、室温で一晩乾燥させ
た後、２０℃／ｈの昇温速度で２００℃まで昇温したの
ち放冷し、薄膜を形成させた試験片Ｔを得た。実施例１
の試験片Ｔの表面をＸ線光電子分光分析(ESCA)による元
素分析結果を表１に示す。
０mm、厚さ１mmのガラス平板上に、膜厚２５μｍの塗装
用アプリケーターを用いて塗布し、室温で一晩乾燥させ
た後、２０℃／ｈの昇温速度で２００℃まで昇温したの
ち放冷し、薄膜を形成させた試験片Ｔを得た。実施例１
の試験片Ｔの表面をＸ線光電子分光分析(ESCA)による元
素分析結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】また、前記薄膜の表面の凹凸を走査型レー
ザー顕微鏡により測定したところ、凹凸の粗さは９０μ
ｍ以下で、凹凸の山と谷との高低差は０．１μｍ以上で
あり、膜表面のフッ素原子含有量を４０％以上とするこ
とができた。この試験片Ｔを水に浸漬すると、膜体表面
に空気膜が形成され銀色を呈した。 ≪流体摩擦抵抗試験≫前記ガラス板上に形成した薄膜
を、図１，２に示す流体摩擦抵抗試験装置１によって気
体保持能を試験した。
ザー顕微鏡により測定したところ、凹凸の粗さは９０μ
ｍ以下で、凹凸の山と谷との高低差は０．１μｍ以上で
あり、膜表面のフッ素原子含有量を４０％以上とするこ
とができた。この試験片Ｔを水に浸漬すると、膜体表面
に空気膜が形成され銀色を呈した。 ≪流体摩擦抵抗試験≫前記ガラス板上に形成した薄膜
を、図１，２に示す流体摩擦抵抗試験装置１によって気
体保持能を試験した。
【００４１】図１において、流体摩擦抵抗試験装置に前
記試験片Ｔを取り付ける矩形管１は、内法寸法が５×１
０mmのアクリル樹脂製で、図２に示すとおり、天井部
に、前記試験片Ｔを、膜面を下に向けて取り付け、その
上流側天井部に幅０．５mmの空気吹込み口を開口し、水
系Ａと空気系Ｂとの２系統の配管を取り付けた。矩形管
１内の水接触面積Ｓと試験片Ｔの表面積ｓの比（ｓ／
Ｓ）は１／３である。
記試験片Ｔを取り付ける矩形管１は、内法寸法が５×１
０mmのアクリル樹脂製で、図２に示すとおり、天井部
に、前記試験片Ｔを、膜面を下に向けて取り付け、その
上流側天井部に幅０．５mmの空気吹込み口を開口し、水
系Ａと空気系Ｂとの２系統の配管を取り付けた。矩形管
１内の水接触面積Ｓと試験片Ｔの表面積ｓの比（ｓ／
Ｓ）は１／３である。
【００４２】前記水系Ａは、ステンレス製容器２内の水
Ｗを、ポンプ３、バルブ４及び流量計５を経て矩形管１
に供給し、矩形管１から流出した水Ｗを再び容器２に戻
す閉ループ系をなしている。一方、空気系Ｂは、ミニコ
ンプレッサ６から空気Ｋがバルブ７及び流量計８を経て
矩形管１に供給するように形成し、流体摩擦による矩形
管１の入口側水頭と出口側水頭との差圧を差圧計９で測
定するようにした。
Ｗを、ポンプ３、バルブ４及び流量計５を経て矩形管１
に供給し、矩形管１から流出した水Ｗを再び容器２に戻
す閉ループ系をなしている。一方、空気系Ｂは、ミニコ
ンプレッサ６から空気Ｋがバルブ７及び流量計８を経て
矩形管１に供給するように形成し、流体摩擦による矩形
管１の入口側水頭と出口側水頭との差圧を差圧計９で測
定するようにした。
【００４３】前記差圧計９には、ピエゾ抵抗型差圧計を
使用し、差圧検出信号をローパスフィルター10を介して
パソコン11に与え、連続的に記録できるようにした。試
験は、水流量を１２リットル／min とし、空気膜厚が
０．１mmとなるように空気流量２４０ｍリットル／min
に調整した。そして、試験片Ｔを取り付けた場合と取り
付けない場合との差圧ΔＰから、以下に示す〔数１〕式
により管摩擦係数λを求め、次いで〔数２〕式から抵抗
低減量ＤＲを求め、〔数３〕式から試験片Ｔ部分の摩擦
抵抗減量ＤＲ′を求めた。
使用し、差圧検出信号をローパスフィルター10を介して
パソコン11に与え、連続的に記録できるようにした。試
験は、水流量を１２リットル／min とし、空気膜厚が
０．１mmとなるように空気流量２４０ｍリットル／min
に調整した。そして、試験片Ｔを取り付けた場合と取り
付けない場合との差圧ΔＰから、以下に示す〔数１〕式
により管摩擦係数λを求め、次いで〔数２〕式から抵抗
低減量ＤＲを求め、〔数３〕式から試験片Ｔ部分の摩擦
抵抗減量ＤＲ′を求めた。
【００４４】
【数１】
【００４５】但し、ｄは管の内径であり、異形管の場合
はｄ＝２ｒH （ｒH は、管路断面積を流体に接する管路
の浸辺長で除した値で表される動水半径である）を、Ｌ
は管の長さを、ρは水の比重を、ｕm は管内の水の平均
流速をそれぞれ表す。
はｄ＝２ｒH （ｒH は、管路断面積を流体に接する管路
の浸辺長で除した値で表される動水半径である）を、Ｌ
は管の長さを、ρは水の比重を、ｕm は管内の水の平均
流速をそれぞれ表す。
【００４６】
【数２】 但しλ0 は試験片がない場合の管摩擦係数を、λ1 は試
験片ありの場合の管摩擦係数をそれぞれ表す。
験片ありの場合の管摩擦係数をそれぞれ表す。
【００４７】
【数３】 但しＳは矩形管の面積を、ｓは試験片の面積をそれぞれ
表す。差圧ΔＰ測定結果から求めた管摩擦係数λ
0,λ1 、ＤＲ及びＤＲ′を求めた結果を表２に示す。
表す。差圧ΔＰ測定結果から求めた管摩擦係数λ
0,λ1 、ＤＲ及びＤＲ′を求めた結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】 以上の結果から、試験片Ｔの流体摩擦抵抗低減効果が明
らかに認められる。
らかに認められる。
【００４９】（実施例２） Ａ液：蒸留水：エタノール：濃塩酸を、それぞれ重量比
で２．７５：９．２０：０．６６の割合で混合したも
の。 Ｂ液：モル比で１１：１の割合の酢酸ビニル：ビニルト
リエトキシシランを、ベンゼンを溶媒として混合し、Ａ
ＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を反応開始剤と
して７５〜８０℃で８時間重合し、石油エーテルで抽出
したもの１重量部を、７．５重量部のメタノールに溶解
したもの。
で２．７５：９．２０：０．６６の割合で混合したも
の。 Ｂ液：モル比で１１：１の割合の酢酸ビニル：ビニルト
リエトキシシランを、ベンゼンを溶媒として混合し、Ａ
ＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を反応開始剤と
して７５〜８０℃で８時間重合し、石油エーテルで抽出
したもの１重量部を、７．５重量部のメタノールに溶解
したもの。
【００５０】Ｃ液：CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3 で表さ
れるフッ化アルキル基含有アルコキシシラン：トルエン
を、重量比で６：５の割合で混合したもの。 氷冷下で、２．１１重量部のモノメチルトリエトキシシ
ランを攪拌しながら、Ａ液を１．１０重量部を滴下し、
滴下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ粒子２重量部
を添加後、更に１０．０重量部のエタノールを添加混合
し、４０℃において４０分間攪拌した。
れるフッ化アルキル基含有アルコキシシラン：トルエン
を、重量比で６：５の割合で混合したもの。 氷冷下で、２．１１重量部のモノメチルトリエトキシシ
ランを攪拌しながら、Ａ液を１．１０重量部を滴下し、
滴下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ粒子２重量部
を添加後、更に１０．０重量部のエタノールを添加混合
し、４０℃において４０分間攪拌した。
【００５１】前記混合物に、前記Ｓｉ−Ａｌ系のアルコ
キシドとしてセラミックコーティング剤：セラミカG1-9
2(日板研究所製）３．２３重量部を加え、４０℃にて２
０分間攪拌した。次いで前記Ｂ液を２重量部加え、４０
℃において２０分間攪拌した。更にＣ液１１重量部を加
え、４０℃において４０分間攪拌し、ゾル調整液を得
た。
キシドとしてセラミックコーティング剤：セラミカG1-9
2(日板研究所製）３．２３重量部を加え、４０℃にて２
０分間攪拌した。次いで前記Ｂ液を２重量部加え、４０
℃において２０分間攪拌した。更にＣ液１１重量部を加
え、４０℃において４０分間攪拌し、ゾル調整液を得
た。
【００５２】このゾル調整液を、ガラス板に塗布し、一
晩室温に放置後、１０７℃で１２時間加熱した。その
後、トルエンで希釈した２０％パーフルオロシランをゾ
ル塗布板に噴霧してから４０℃の加湿器（開放系）にて
１０日間キュアリングを行って前記流体摩擦抵抗試験用
の試験片Ｔを得た。前記実施例２の試験片Ｔの表面をＸ
線光電子分光分析(ESCA)による元素分析結果を表３に示
す。
晩室温に放置後、１０７℃で１２時間加熱した。その
後、トルエンで希釈した２０％パーフルオロシランをゾ
ル塗布板に噴霧してから４０℃の加湿器（開放系）にて
１０日間キュアリングを行って前記流体摩擦抵抗試験用
の試験片Ｔを得た。前記実施例２の試験片Ｔの表面をＸ
線光電子分光分析(ESCA)による元素分析結果を表３に示
す。
【００５３】
【表３】 実施例１と同様に差圧ΔＰ測定結果から求めた管摩擦係
数λ0,λ1 、ＤＲ及びＤＲ′を求めた結果を表４に示
す。
数λ0,λ1 、ＤＲ及びＤＲ′を求めた結果を表４に示
す。
【００５４】
【表４】 以上の結果から、実施例２の流体摩擦抵抗低減効果が大
きいことが分かる。
きいことが分かる。
【００５５】（実施例３）実施例２と同様のＡ液、Ｂ液
及びＣ液から以下のようにしてゾル調整液を得た。即
ち、２．１１重量部のモノメチルトリエトキシシランを
攪拌しながら氷冷し、これにＡ液１．４０重量部を滴下
し、滴下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ粒子２重
量部を添加後、更に７．５０重量部のエタノールを添加
混合し、４０℃において４０分間攪拌した。
及びＣ液から以下のようにしてゾル調整液を得た。即
ち、２．１１重量部のモノメチルトリエトキシシランを
攪拌しながら氷冷し、これにＡ液１．４０重量部を滴下
し、滴下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ粒子２重
量部を添加後、更に７．５０重量部のエタノールを添加
混合し、４０℃において４０分間攪拌した。
【００５６】前記混合物に前記セラミカG1-92(日板研究
所製）３．２３重量部を加え、４０℃において２０分間
攪拌した。次にシリカゾルIPA-ST（日産化学工業社製）
を９．４５重量部を加え、４０℃において２時間攪拌し
た。次いで前記Ｂ液を３．０３重量部加え、４０℃にお
いて２０分間攪拌した。更にＣ液１１重量部を加え４０
℃において４０分間攪拌した。
所製）３．２３重量部を加え、４０℃において２０分間
攪拌した。次にシリカゾルIPA-ST（日産化学工業社製）
を９．４５重量部を加え、４０℃において２時間攪拌し
た。次いで前記Ｂ液を３．０３重量部加え、４０℃にお
いて２０分間攪拌した。更にＣ液１１重量部を加え４０
℃において４０分間攪拌した。
【００５７】得られた液に、予め表面をフッ素含有アル
コキシシランで表面処理したシリカ粒子１重量部を加
え、１０分間攪拌してゾル調整液を得た。このゾル調整
液を、ガラス板に塗布し、８日間室温に放置後、ＤＲ測
定試験片とした。この試験片について実施例１と同様に
Ｘ線光電子分光分析及び流体摩擦抵抗試験を行い、ＤＲ
性能を確認した。得られた元素分析結果を表５に示す。
コキシシランで表面処理したシリカ粒子１重量部を加
え、１０分間攪拌してゾル調整液を得た。このゾル調整
液を、ガラス板に塗布し、８日間室温に放置後、ＤＲ測
定試験片とした。この試験片について実施例１と同様に
Ｘ線光電子分光分析及び流体摩擦抵抗試験を行い、ＤＲ
性能を確認した。得られた元素分析結果を表５に示す。
【００５８】
【表５】 また、管摩擦係数λ0,λ1 、ＤＲ及びＤＲ′を求めた結
果を表６に示す。
果を表６に示す。
【００５９】
【表６】 以上の結果から、実施例３の流体摩擦抵抗低減効果も実
施例２と同様に大きいことが分かる。
施例２と同様に大きいことが分かる。
【００６０】（実施例４） Ａ液：アンモニア０．１重量部を２００重流部のエタノ
ールに希釈しＡ液とした。 Ｂ液：モル比で１１：１の割合の酢酸ビニル：ビニルト
リエトキシシランを、ベンゼンを溶媒として混合し、Ａ
ＩＢＮ（アゾビスイソブチルニトリル）を反応開始剤と
して７５〜８０℃で８時間重合し、石油エーテルで抽出
したもの１重量部を、７．５重量部のメタノールに溶解
したもの。
ールに希釈しＡ液とした。 Ｂ液：モル比で１１：１の割合の酢酸ビニル：ビニルト
リエトキシシランを、ベンゼンを溶媒として混合し、Ａ
ＩＢＮ（アゾビスイソブチルニトリル）を反応開始剤と
して７５〜８０℃で８時間重合し、石油エーテルで抽出
したもの１重量部を、７．５重量部のメタノールに溶解
したもの。
【００６１】Ｃ液：CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3 で表さ
れるフッ化アルキル基含有アルコキシシラン６重量部と
トルエン５重量部との割合で混合したもの。 氷冷下で、７．３０重量部のモノメチルトリエトキシシ
ランを攪拌し、これにＡ液２．００重量部を滴下し、滴
下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ粒子２重量部を
添加し、更に蒸留水３．６重量部とジメチルホルムアミ
ド１．４６重量部を加えた混合液を、４０℃において４
０分間攪拌した。
れるフッ化アルキル基含有アルコキシシラン６重量部と
トルエン５重量部との割合で混合したもの。 氷冷下で、７．３０重量部のモノメチルトリエトキシシ
ランを攪拌し、これにＡ液２．００重量部を滴下し、滴
下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ粒子２重量部を
添加し、更に蒸留水３．６重量部とジメチルホルムアミ
ド１．４６重量部を加えた混合液を、４０℃において４
０分間攪拌した。
【００６２】以上のようにして得た混合液にＢ液を１．
１４重量部を加え、４０℃にて２０分間攪拌し、更にＣ
液１１重量部を加え、４０℃にて４０分攪拌してから、
室温で３日間攪拌し、ゾル調整液を得た。このゾル調整
液を、ガラス板に塗布し、一晩室温に放置後、４０℃の
加湿器（開放系）にて１０日間キュアリングを行って流
体摩擦抵抗試験装置１用の試験片Ｔを得た。この試験片
Ｔの表面をＸ線光電子分光分析(ESCA)による元素分析結
果を表７に示す。
１４重量部を加え、４０℃にて２０分間攪拌し、更にＣ
液１１重量部を加え、４０℃にて４０分攪拌してから、
室温で３日間攪拌し、ゾル調整液を得た。このゾル調整
液を、ガラス板に塗布し、一晩室温に放置後、４０℃の
加湿器（開放系）にて１０日間キュアリングを行って流
体摩擦抵抗試験装置１用の試験片Ｔを得た。この試験片
Ｔの表面をＸ線光電子分光分析(ESCA)による元素分析結
果を表７に示す。
【００６３】
【表７】 実施例１と同様に差圧ΔＰ測定結果から求めた管摩擦係
数λ0,λ1 、ＤＲ及びＤＲ′を求めた結果を表４に示
す。
数λ0,λ1 、ＤＲ及びＤＲ′を求めた結果を表４に示
す。
【００６４】
【表８】 以上の結果から、実施例４の流体摩擦抵抗低減効果が認
められた。
められた。
【００６５】（実施例５） Ａ液：蒸留水：エタノール：濃塩酸をそれぞれ重量比で
２．７５：９．２０：０．６６の割合で混合したもの。 Ｂ液：モル比で２０：４の割合で２−（パーフルオロオ
クチル）エチルメタクリレート、ビニルトリエトキシシ
ランをトルエンを溶媒として混合し、前記ＡＩＢＮを反
応開始剤として使用し、８０℃で１０時間重合し、ヘキ
サンで抽出しもの０．１０重量部を４．６１重量部のパ
ーフルオロオクチルエチルトリエトキシシランに溶解し
たもの。
２．７５：９．２０：０．６６の割合で混合したもの。 Ｂ液：モル比で２０：４の割合で２−（パーフルオロオ
クチル）エチルメタクリレート、ビニルトリエトキシシ
ランをトルエンを溶媒として混合し、前記ＡＩＢＮを反
応開始剤として使用し、８０℃で１０時間重合し、ヘキ
サンで抽出しもの０．１０重量部を４．６１重量部のパ
ーフルオロオクチルエチルトリエトキシシランに溶解し
たもの。
【００６６】氷冷下で、４．８重量部のモノメチルトリ
エトキシシランを攪拌しながら、Ａ液２．７９重量部を
滴下混合し、滴下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ
粒子３重量部を添加した後、更に８重量部のエタノール
を添加混合し、４０℃において４０分間攪拌した。前記
混合物に前記セラミカG1-92(日板研究所製）３重量部を
加え、４０℃において２０分間攪拌した。更にシリカゾ
ルIPA-ST（日産化学工業社製）を１重量部加え、４０℃
において２０分間攪拌した。得られた混合物にＢ液６．
６重量部を添加し、４０℃において４０分間攪拌し、ゾ
ル状の調整物を得た。
エトキシシランを攪拌しながら、Ａ液２．７９重量部を
滴下混合し、滴下終了後、平均粒径１．８μｍのシリカ
粒子３重量部を添加した後、更に８重量部のエタノール
を添加混合し、４０℃において４０分間攪拌した。前記
混合物に前記セラミカG1-92(日板研究所製）３重量部を
加え、４０℃において２０分間攪拌した。更にシリカゾ
ルIPA-ST（日産化学工業社製）を１重量部加え、４０℃
において２０分間攪拌した。得られた混合物にＢ液６．
６重量部を添加し、４０℃において４０分間攪拌し、ゾ
ル状の調整物を得た。
【００６７】この調整物をガラス板に塗布し、７日間３
５℃の開放系恒湿環境下において、キュアリングを行っ
てから１０７℃で２４時間加熱し、抵抗低減量ＤＲ測定
用試験片とした。この試験片について実施例１と同様に
Ｘ線光電子分光分析及び液体摩擦抵抗試験を行い、ＤＲ
性能を確認した。得られた元素分析結果を表９に示す。
５℃の開放系恒湿環境下において、キュアリングを行っ
てから１０７℃で２４時間加熱し、抵抗低減量ＤＲ測定
用試験片とした。この試験片について実施例１と同様に
Ｘ線光電子分光分析及び液体摩擦抵抗試験を行い、ＤＲ
性能を確認した。得られた元素分析結果を表９に示す。
【００６８】
【表９】 また、前記と同様に管摩擦係数λ0,λ1 、ＤＲ及びＤ
Ｒ′を求めた結果を表10に示す。
Ｒ′を求めた結果を表10に示す。
【００６９】
【表10】 以上の結果から、流体摩擦抵抗低減効果が高いことが分
かった。
かった。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の気体保持能
を有する膜体の製造方法は、金属アルコキシドの加水分
解物の脱水縮合反応により得たフッ素含有高分と微粒子
とを含有するゾル状塗膜材を、一定の膜厚に塗布すると
いう簡単な方法で気体保持能を有する膜体を作ることが
できる。
を有する膜体の製造方法は、金属アルコキシドの加水分
解物の脱水縮合反応により得たフッ素含有高分と微粒子
とを含有するゾル状塗膜材を、一定の膜厚に塗布すると
いう簡単な方法で気体保持能を有する膜体を作ることが
できる。
【００７１】しかも、膜表面部分を撥水性とするフッ素
含有量を大きな値とすることが、前記説明のとおり極め
て容易である。したがって、巨大な船舶や流体輸送配管
の没水表面に、流体摩擦抵抗低減効果を有する撥水性微
細凹凸面を容易に形成することができる。
含有量を大きな値とすることが、前記説明のとおり極め
て容易である。したがって、巨大な船舶や流体輸送配管
の没水表面に、流体摩擦抵抗低減効果を有する撥水性微
細凹凸面を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によって得た膜体の流体摩擦抵
抗測定装置の概要説明図である。
抗測定装置の概要説明図である。
【図２】図１の試料取り付け部分の概要を説明する斜視
図である。
図である。
１ 矩形管 ２ 容器 ３ ポンプ ４ バルブ ５ 流量計 ６ ミニコンプレ
ッサ ７ バルブ ８ 流量計 ９ 差圧計 10 ローパスフィ
ルター 11 パソコン Ａ 水系 Ｂ 空気系 Ｔ 試料
ッサ ７ バルブ ８ 流量計 ９ 差圧計 10 ローパスフィ
ルター 11 パソコン Ａ 水系 Ｂ 空気系 Ｔ 試料
Claims (9)
- 【請求項１】 膜体を水中に没すると、水と膜表面との
間に気体膜を形成し、膜体表面を流れる水の流体摩擦抵
抗を低減させることのできる膜体の製造方法であって、
金属アルコキシド及び疎水性基を有する金属アルコキシ
ドの脱アルコール反応を伴う脱水縮合を無機酸化物微粒
子の存在下に行わせ、得られたゾル調整物を基板に塗布
し、固化させることからなる気体保持能を有する膜体の
製造方法。 - 【請求項２】 膜体を水中に没すると、水と膜表面との
間に気体膜を形成し、膜体表面を流れる水の流体摩擦抵
抗を低減させることのできる膜体の製造方法であって、
金属アルコキシド及び疎水性基を有する金属アルコキシ
ドの脱アルコール反応を伴う脱水縮合を行わせ、得られ
た反応物に無機酸化物微粒子を混入し、得られたゾル調
整物を基板に塗布し、固化させることからなる気体保持
能を有する膜体の製造方法。 - 【請求項３】 前記金属アルコキシドが、下記化１式で
表される化合物である請求項１又は２記載の気体保持能
を有する膜体の製造方法。 【化１】 但し、Ｒ1 はメチル基又はエチル基、Ｒ2 は炭素数１〜
２０のアルキル基、Ｍは金属元素、ｎは金属元素の酸化
数、ｍは０〜ｎ−１の整数をそれぞれ表す。 - 【請求項４】 前記疎水性基を有する金属アルコキシド
は、少なくとも下記化２式で表される末端にＣＦ3 を有
するアルコキシシランである請求項１又は２記載の気体
保持能を有する膜体の製造方法。 【化２】 但し、Ｒ1 はメチル基又はエチル基、ｐは１〜１０、ｍ
は１〜５、Ｒ′はメチル基又はエチル基、ｎは１〜３を
表す。 - 【請求項５】 無機酸化物がシリカ粒子である請求項
１、２、３又は４記載の気体保持能を有する膜体の製造
方法。 - 【請求項６】 無機酸化物表面を疎水化処理したことか
らなる請求項１、２、３、４又は５記載の気体保持能を
有する膜体の製造方法。 - 【請求項７】 有機ポリマーの存在下に金属アルコキシ
ドを脱アルコール反応を伴う脱水縮合させることからな
る請求項１、２、３、４、５又は６記載の気体保持能を
有する膜体の製造方法。 - 【請求項８】 有機ポリマーを混合して得たゾル調整物
を基板に塗布することからなる請求項１、２、３、４、
５又は６記載の気体保持能を有する膜体の製造方法。 - 【請求項９】 有機ポリマーがシリコン含有重合性不飽
和単量体と不飽和単量体との共重合体である請求項７又
は８記載の気体保持能を有する膜体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056252A JPH09242717A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 気体保持能を有する膜体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056252A JPH09242717A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 気体保持能を有する膜体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09242717A true JPH09242717A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=13021901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056252A Withdrawn JPH09242717A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 気体保持能を有する膜体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09242717A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000070673A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-07 | Daido Steel Co Ltd | 抗菌脱臭性光触媒型フィルタ及びその製造方法 |
| US6852299B2 (en) | 2000-04-28 | 2005-02-08 | Mitsui Chemicals, Inc. | Water-repellent porous silica, method for preparation thereof and use thereof |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP8056252A patent/JPH09242717A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000070673A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-07 | Daido Steel Co Ltd | 抗菌脱臭性光触媒型フィルタ及びその製造方法 |
| US6852299B2 (en) | 2000-04-28 | 2005-02-08 | Mitsui Chemicals, Inc. | Water-repellent porous silica, method for preparation thereof and use thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |