2016 Fiscal Year Research-status Report
タッチパネルや太陽光発電パネルに利用できる超撥水撥油性透光性防汚薄膜の作製
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15K04680
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
須崎 嘉文 香川大学, 工学部, 教授 (60206456)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超撥水性表面 / タッチパネル / 太陽光発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スマートフォン等のタッチパネルの画面に指紋や皮脂が付着し、ディスプレイの視認性が悪化する問題がある。また、太陽光発電パネルの表面が粉じんなどで汚れ、発電効率が落ちる問題がある。これらの問題を解決するためにはまず、基材表面に超撥水性を付加する必要があるが、最大の撥水性を示すフッ素樹脂でも平面の接触角は１２０度前後であり、超撥水性の実現は難しい。さらに透過性を併せ持つためには材料を薄くする必要がある。
そこで本研究では、ガラス基材表面に独自のフラクタル微細凹凸構造とフッ素を機能部位に含むごく薄い単分子膜を組合せることで、目的達成を試みる。研究成果の概要は以下の通り。
ガラス基材表面に３工程の表面処理を施した。まず、基材ガラス表面に直径100ミクロンの石英粒子をディップコーティング法によって配列した。次に、その表面に大気圧低温プラズマ成膜装置を用いて酸化亜鉛の凹凸構造を作製した。最後に、表面に単分子膜を作製し、フッ素を含む撥水性機能部位で覆った。その結果、石英粒子をガラス基材上に均一に配置すること。その際の原材料溶液中の石英粒子の濃度を変えることによって、配置密度を制御できることがわかった。また、続く酸化亜鉛薄膜の作製については、透光性を妨げずに凹凸微細構造を得るための条件を見出した。できるだけ薄く製膜することで、微細な凹凸を得た。最終工程の、フッ素を機能性部位に持つ単分子膜の作製については、ＩＲを用いた分析によって、希望通りに作製できたことを確認した。以上の結果、透過率90％、水滴接触角150度以上の超撥水性透光性防汚薄膜を作製することができた。しかしながら、撥油性については、十分な値は得られなかった。ここまではほぼ計画通りである。今後、その撥油性の向上と共に、耐摩耗性の評価を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ガラス基板表面に超撥水性の機能を持たせる実験を行った。具体的には、ガラス基材表面に３工程の表面処理を施した。まず、基材ガラス表面に直径100ミクロンの石英粒子をディップコーティング法によって配列した。次に、その表面に大気圧低温プラズマ成膜装置を用いて酸化亜鉛の凹凸構造を作製した。最後に、表面に単分子膜を作製し、フッ素を含む撥水性機能部位で覆った。その結果、石英粒子をガラス基材上に均一に配置すること。その際の原材料溶液中の石英粒子の濃度を変えることによって、配置密度を制御できることがわかった。また、続く酸化亜鉛薄膜の作製については、透光性を妨げずに凹凸微細構造を得るための条件を見出した。できるだけ薄く製膜することで、微細な凹凸を得た。最終工程の、フッ素を機能性部位に持つ単分子膜の作製については、ＩＲを用いた分析によって、希望通りに作製できたことを確認した。以上の結果、透過率90％、水滴接触角150度以上の超撥水性透光性防汚薄膜を作製することができた。しかしながら、撥油性については、十分な値は得られなかった。ここまではほぼ計画通りである。今後、その撥油性の向上と共に、耐摩耗性の評価を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ガラス基板表面に超撥水性の機能を持たせる実験を行った。具体的には、ガラス基材表面に３工程の表面処理を施した。まず、基材ガラス表面に直径100ミクロンの石英粒子をディップコーティング法によって配列した。次に、その表面に大気圧低温プラズマ成膜装置を用いて酸化亜鉛の凹凸構造を作製した。最後に、表面に単分子膜を作製し、フッ素を含む撥水性機能部位で覆った。これら３工程についておおむね計画通りの実験結果を得たが、撥油性の目標値と透光性との両立に問題が残った。しかしながら、３工程の作製条件を検討することによって、目標値を達成できると考えている。また、耐摩耗性についても評価し、目的を達成する。
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| Causes of Carryover |
研究目的達成のために物品費、消耗品費に使用する際、実験の進行状況によって、４０００円余ったため、次年度に使用することにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験の進行状況に応じて、物品費、消耗品費として使用する計画である。
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