KR940006498B1 - 비금속(卑金屬)재료 및 그 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

비금속(卑金屬)재료 및 그 제조방법

제1도는 본 발명의 방사선 조사전의 비금속 재료의 요부단면 측면도.

제2도는 방사선 조사후의 비금속 재료의 요부 단면측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 비금속판 2 : 단분자막

3 : 불소피복막

본 발명은, 불소피복한 비금속 재료에 관한 것이다.

종래, 불소피복한 비금속 재료는, 불소계 고분자와 비금속판의 밀착성을 높이기 위해, 전해에칭등에 의해 비금속판의 표면을 조면화(租面化)한 후, 불소계 고분자의 현탁액을 피복해서 제조되고 있다.

그러나, 이 방법으로 얻게 되는 비금속 재료에서는, 비금속판과 불소피복막과의 사이에는 화학결랍합이 존재하지 않기 때문에 결합력이 약하고, 장시간 사용하면 밀착성이 나빠지고, 불소피복막이 비금속판으로부터 박리된다고 하는 과제가 있었다.

또, 조면화 처리로서 비금속판을 전해에칭하기 때문에, 제조공정이 복잡하게 되고, 제조비용이 높아진다고 하는 과제도 있었다.

그래서, 본 발명은 비금속판과의 밀착성이 뛰어난 불소피복막을 가진 비금속 재료를 제공하는 것을 제1의 목적으로 하고 있다.

제2의 목적은, 전해에칭 공정이 불필요한, 제조공정이 간단한, 불소피복한 비금속 재료의 제조방법을 제공하는 일이다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 비금속 표면위에 실록산 결합을 가진 단분자 흡착막을 형성하고, 그위에 불소피복막을 형성한 비금속 재료를 제공하는 것이다.

또, 제2의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 비수계(非水係)의 유기용매에 비금속판을 침지해서, 비금속판의 표면에 직접 또는 보호막을 개재해서 실란계 계면활성제를 화학흡착시켜, 실록산 결합을 가진 단분자막을 형성시킨 후, 불소계 고분자를 피복해서 불소피복막을 형성하는 비금속 재료의 제조방법을 제안하는것이다.

본 발명의 비금속 재료에서는, 비금속판과 단분자 흡착막이, 실록산 결합을 개재해서 화학결합하고 있다. 또, 불소피복막이 상기 실록산 결합을 가진 단분자막 위에 존재한다.

상기 구성에 따라, 비금속판과 실록산 결합을 개재한 단분자막과 불소피복막, 이 점접착(粘接着)한 형태를 달성할 수 있다.

그 때문에, 장시간 사용해도 박리되는 일이 없고, 종래의 단지 앵커효과만을 기대한 불소피복막에 비해, 밀착성이 뛰어난 불소피복한 비금속 재료를 얻게 된다.

본 발명의 비금속 재료의 제조방법에서는, 실란계 계면활성제의 단분자막을 비금속판 위에 화학흡착법에 의해 형성하고, 이 단분자막 위에 불소계 고분자를 피복법에 의해서 피복하기 때문에, 전해에칭의 공정을 필요로 하지 않는다. 그 결과 제조방법이 간단하게 된다.

이하, 도면을 사용해서 실시예를 설명한다. 예를들면, 제1도에 도시한 바와 같이 비금속판(1)의 표면전체면에, 화학흡착법에 의해 에틸렌기를 말단에 가진 실란계 계면활성제를 흡착반응시켜서, 실록산 결합을 가진 단분자막(2)을 형성한다.

본 발명에 제공되는 비금속기판(1)로서는, 예를들면 알루미늄, 구리, 철등 소위 비금속 재료이면 아무것이나 좋다.

비금속 재료는, 표면에 금속산화물 층을 성형하기 쉽고, 이 금속산화물 층의 산소와 실란계 계면활성제의 규소가 반응하고, 실록산 결합을 형성한다.

또, 본 발명에 제공되는 실란계 계면활성제는 예를들면,

(CH₃(CH₂) n) aSiCl_4-a

((CH₃)₃SiC≡C(CH₂)n)a SiCl_4-a

(CH₂=CH(CH₂)n)a SiCl_4-a

((CF₃)₃SiC=C(CF₂))a SiCl

(CF₂=CF(CF₂)n SiCl_4-a

(단 식중의 n은 어느것이나 자연수로, 10∼25 정도가 가장 취급하기 용이하고, 또 a는 1∼3의 정수를 표시함)등의 클로로실란계 화합물을 들 수 있다. 그중에서도 특히 트리클로로실란계(즉 상술한 식중의 a가 1)는, 규소와 결합한 탄화수소 사슬이 1개이고, 또한 가로방향으로도 실록산 결합으로 강고히 결합하기 때문에, 기계적강도가 뛰어나서 바람직하다.

실란계 계면활성제의 흡착방법으로서는, 실란계 계면활성제를 예를를면 헥사데칸, 시클로헥산, 4염화탄소 등의 소위 비수계 용매에 용해시켜서 사용한다. 예를들면 실란계 계면활성제를 사용 2×10^-3∼5×10^-2Mol/l 정도의 농도로 용해한 80% 헥사데칸, 12% 4염화탄소, 8% 클로로포름용액을 조정하고, 비금속관을 실온으로 1시간 침지하는 것만으로 좋다.

비금속판(1)의 표면은 내추럴옥사이드가 형성되어 있고, 표면에는 수산기가 함유되어 있다.

따라서, 실란계 계면활성제의 클로로시릴기와 수산기가 반응해서 표면에

의 결합이 생성되고, 단분자막(2)이 1층, 산소원자를 개재해서, 화학결합한 형식으로 형성된다.

또, 비금속판의 표면을 미리 알킬리수용액으로 처리해서, 산화막의 보호막을 만듬으로서, 표면의 수산기의 수를 증가시킬 수 있고, 흡착효율을 높일 수 있다.

다음에 단분자막(2)의 위에, 불소계 고분자의 용액 혹은 현탁액을 피복하고, 건조ㆍ소성(燒成)해서 불소피복막(3)을 형성한다.

이와 같이 해서 얻은 불소피복막(3)은, 실록산 결합을 가진 단분자막(2) 위에 있기 때문에, 단분자막(2)의 탄화수소기 성분과의 계면에 있어서 주사슬(主鎖)이 얽힌 상태가 되어 있다.

불소피복막(3)을 구성하는 불소계 고분자로서는, 불소변성 폴리스티렌, 폴리불화에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌 혹은 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체 등을 들수 있으나, 그중에서도 불소치환이 많은 쪽이 발수발유성(撥水撥油性)으로서 바람직하다.

예를들면, 다음과 같은 반복단위를 가진 고분자를 예로 들 수 있다.

(m,x : 1~10 정도가 가장 취급하기 용이함)

등이다.

또한, 불소함유량이 적은 불소변성 폴리스티렌 등은, 테트라히드로후란, 기시렌 및 클로로포름과 같은 용매에 용해하고, 그 용액으로부터 형성된 불소피복막(3)은 단분자막(2)과의 계면에서, 고분자 사슬과 단분자막이 서로 얽힌 상태가 되기 쉬워 바람직하다.

그후, 제1도와 같이 단분자막 속에 C=C결합등의 불포화 결합을 가지며, 불소피복막(3)에도 C=C결합등의 불포화 결합을 가진 경우에는, 방사선을 조사하면, 제2도에 표시한 바와 같이, 실록산 결합을 가진 단분자막(2)의 C=C결합과, 불소피복막(3)속의 C=C의 결합이 파괴되어, 단분자막과 불소피복막 사이에 화학결합이 형성된다.

또한, 제1도 및 제2도에서는, 단분자막(2)과 불소피복막(3)에 C=C불포화 결합을 가진 경우이나, 본 발명은, 단분자막(2)속에만 불포화 결합을 가지고 있어도 좋고, 또 불소피복막(3)속에만 불포화 결합을 가지고 있어도 좋은 것은 물론이다. 또, 불포화 결합은 C=C와 같은 2중결합 뿐아니라, C≡C결합과 같은 3중 결합이라도 좋다.

단, 방사선 조사에 의해 단분자막(2)과 효율좋게 교차결합시키기 때문에, 제2도에 도시한 바와 같이 주사슬(主鎖ㆍmain chain) 혹은 옆사슬(惻鎖 : Side chain)에 C=C 또는 C≡C결합을 가진 불소계 고분자쪽이, 더 기계적 강도가 강해지기 때문에 바람직하다.

불소피복막(3)에 조사하는 방사선의 예로서는, 전자선, 중성자선,선,선,선 등을 들 수 있다. 다음에 비금속 재료로서 알루미늄의 경우에 대해서, 실시예를 사용해서 본 발명을 설명한다.

[실시예 1]

알루미늄판(2×5×0.1cm)을-노나데세닐트리클로로실란의 10^-2mol/l 용액(80% 헥사데칸+12% 4염화탄소+8% 클로로포름)에 실온, 질소분위기하에서 60분간 침지한 후, 클로로포름 및 순수로 세정하고, 단분자막을 알루미늄 표면에 형성하였다.

상기 알루미늄판의 표면에 불소계 고분자[-(CF₂-CF₂)₈-CH=CH-]의 현탁액을 분무피복하고, 150℃에서 10분 건조후, 380℃에서 20분간 소성하고, 500㎛의 불소피복막을 형성하였다.

이와 같이 해서 작성한 시료에, 300keV, 0.02Mrads^-1의 전자선을 1분간 조사하였다.

[실시예 2]

실시예 1에 있어서 ω-노나데세닐트리클로로실란을 19-트리메틸시릴-18-노나데시 닐트리클로로실란으로 바꾸어 마찬가지 실험을 하였다.

[실시예 3]

실시예 1에 있어서 불소계 고분자를

로 바꾸어 마찬가지 실험을 하였다.

[실시예 4]

실시예 1에 있어서 불소계 고분자를

로 바꾸어 마찬가지의 실험을 하였다.

[실시예 5]

실시예 1에 있어서 불소계 고분자를 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체로 바꾸어 마찬가지의 실험을 하였다.

[실시예 6]

실시예 1에 있어서 ω-노나데세닐트리클로로실란을 노나데실트리클로르실란에, 또 불소계 고분자를 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체로 바꾸어 마찬가지의 실험을 하였다.

[실시예 7]

실시예 1에 있어서 ω-노나데세닐트리클로로실란을 노나데실트리클로르실란에, 불소계 고분자를 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체로 바꾸어, 전자선 조사는 생략하였다.

[비교예]

알루미늄판(2×5×0.1cm)을 전해에칭한 후, 폴리테트라플루오로에틸렌의 현탁액을분무피복하고, 실험1과 마찬가지 조건으로 건조ㆍ소성해서 불소피복막을 형성하였다.

실시예 1∼7 및 비교예의 시료의 박리시험을 하였다.

박리하는 불소피복막의 폭을 10mm로 했을때의, 박리강도의 측정결과를 표1에 표시한다.

[표 1]

표1의 결과에서 명백한 바와 같이, 비교예의 박리강도는 6kgw이였으나, 본 발명의 알루미늄 재료의 박리강도는 어느것이나, 10kgw 이상으로 비교예에 비해 밀착성이 뛰어난 것을 알 수 있다.

또한, 상기의 실시예는 기판으로서 알루미늄을 사용하였으나, 예를들면, 스테인레스, 철, 구리, 니켈, 알마이트 혹은 아연등의 비금속 및 그들의 합금을 사용해도 마찬가지의 효과를 얻게 되었다.

이상과 같이 본 발명의 비금속판은, 불소피복막이 실록산 결합을 개재해서 비금속판과 점접착한 형태를하고 있으므로, 종래의 것에 비해서 밀착성이 뛰어나다.

또, 불소피복의 사전처리로서, 전해에칭할 필요가 없기 때문에, 제조공정이 간략하게 되고, 제조비용이 저감할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 공업적 가치가 큰 것이다.

Claims (4)

1. 비금속 표면에 내부층으로서 상기 비금속 표면과 실록산 결합을 개재해서 결합한 화학흡착막과 외부층으로서 상기 흡착막과 교차 결합한 불소계 고분자피복막을 형성한 것을 특징으로 하는 비금속재료.
2. 비수계의 유기용매에 비금속판을 침지해서, 상기 비금속판의 표면에 실란계 계면활성제를 화학흡착시켜, 실록산 결합을 가진 단분자막을 형성시키는 단분자막 형성공정과, 상기 단분자막 형성공정 후 불소계고분자를 피복해서, 불소피복막을 형성하는 불소피복막 형성공정을 가진 것을 특징으로 하는 비금속 재료의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 불소피복막형성 후, 비금속 재료에 방사선을 조사하는 것을 특징으로 하는 비금속재료의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 실란계 계면활성제 또는 불소계 고분자의 적어도 어느것인가가 C=C 또는 C≡C의 결합의 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 비금속 재료의 제조방법.