紫外線照射による傾斜機能ゾル/ゲル皮膜の新コーティングプロセスの開発

Research Project

Project/Area Number	09229204
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Muroran Institute of Technology
Principal Investigator	平井伸治室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10208796)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	嶋影和宣室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70005346)
Project Period (FY)	1997
Project Status	Completed (Fiscal Year 1997)
Budget Amount *help	¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 1997: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	紫外線照射 / 密度傾斜ゾル / ゲル皮膜 / ジルコニウム酸化物 / アルミニウム陽極酸化皮膜 / 耐アルカリ性 / 傾斜化プロセス
Research Abstract	コーティング後のゲル膜の緻密化を図るためにゲル膜がUVを吸収すると光励起反応による有機物や水の分解除去によりゲル膜が緻密化することを利用して、常温下でUVを照射し、コーティングの繰り返し回数ごとにUVの照射時間を変化させる方法により密度が傾斜した積層膜の作製を試みた。Al板に100〜150nmと約1nmの細孔径を有する陽極酸化皮膜を各々作製し基板として用いた。ゾル溶液はモル比でZr(O-iBu)_4、DEG、H_2O、EtOH=1:2:2:50の割合に調整したものを用いた。基板をゾル溶液に浸漬して一定速度で引上げ、UV照射までの操作を繰り返すディップコーティング法によりZr酸化物を被覆した。そして、コーティングの繰り返し回数ごとに、UVの照射時間を増加させる方法により皮膜の傾斜化を行った。最初に、細孔径が100〜150nmの陽極酸化皮膜の基板にUVの照射時間を1.2ks一定としてコーティングを8回繰り返したところ、陽極酸化皮膜上に厚さ0.25μmの被覆層が形成され、その複合層皮膜の耐アルカリ性は従来の573Kにて加熱処理した皮膜と較べて約2.5倍向上した。次に、細孔中へのゾル溶液の侵入が困難な約5nmの微細孔径を有する陽極酸化皮膜に、UVの照射時間を0.48ks,0.96ks,1.92ks,3.84ksの順に増加させたコーティングを繰り返したところ、陽極酸化皮膜上に厚さ約0.28μmの亀裂のない被覆層が形成され、その耐アルカリ性は従来の封孔後の耐食性陽極酸化皮膜に較べて約2倍向上した。このような被覆層断面をSEMにより観察した結果、表面側ほど緻密な積層膜の生成が確認された。細孔径が1nmの陽極酸化皮膜においても耐アルカリ性が改善された原因として、比較的軟らかい水酸基を多く含む積層膜の生成が被覆層の表面応力の緩和と基板との密着性の改善に寄与したものと推定される。