2018 Fiscal Year Annual Research Report
Combination of Fine Bubbles and Low Concentration Ozonated Water as an Environmentally Low Impact Method of Modifying Plastic Surfaces
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16K05873
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| Research Institution | Kanto Gakuin University |
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Principal Investigator |
田代 雄彦 関東学院大学, 総合研究推進機構, 教授 (70727536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅田 泰 関東学院大学, 材料・表面工学研究所, 研究員 (70772086)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ファインバブル / 環境配慮型 / 低濃度オゾン / 表面改質法 / 汎用プラスチック / クロムフリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ファインバブルと低濃度(1.5～2.0ppmが最適)のオゾン水を融合した新規のめっき前処理法を汎用のABS樹脂に適用した。現状のめっき法は、有害な６価クロム(発癌性物質)を含むエッチング液が世界中で使用されている。本法は従来法で必須であったエッチング液の回収や電解再生(3価→6価クロム)、中和・廃液・排水処理を全く必要とせず、サスティナブルケミストリーの前処理法が期待できる。
最終年度は、本処理時のサンプル導入量(浴負荷量)変化を実施した。本処理は20～30分が最適であり、現行の10分のクロム酸エッチング処理と同等の密着強度であるが、処理時間が長くなる。このエッチングは3価クロムの生成を抑制するため、浴負荷量は0.1dm2/L未満と極めて小さく、本処理法が数倍の負荷量で問題なければ、現行プロセスに影響を与えない。そこで、0.1～0.5dm2/Lの浴負荷量で密着強度を評価したところ,全く問題無いことを確認した。また、処理水に無機緩衝剤を添加しｐＨを4，7，10と変化させた結果、ｐＨ10ではアルカリによるオゾン分解により処理液が黒濁し、所定のオゾン濃度に出来なかった。また、ｐＨ4では密着強度が無添加液(従来法)と比較して低い値を示した。一方、ｐＨ7では密着強度は最も高い値を示し、処理時間延長に伴う密着強度の低下も抑制された。したがって、中性での無機緩衝剤の添加は非常に有効であった。更に、本処理システムを完全クローズド化し、処理水(ファインバブル低濃度オゾン水)中の改質された樹脂成分を濾過し、その後UVで処理液中に残存するオゾンを完全分解後、リファレンス槽に戻し、約250Lの水を循環使用した。クローズド化前後での密着強度や改質度合い等は殆ど変わらず、処理水の全有機炭素濃度等の成分分析は未実施であるが(今後実施予定)、新建浴から半年は問題無く使用できることを確認した。
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