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2014 年度 実績報告書

極低凝着・耐摩耗性を有する単分子薄膜潤滑表面の創製のための総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 24360062
研究機関関西大学

研究代表者

谷 弘詞  関西大学, システム理工学部, 教授 (40512702)

研究分担者 多川 則男  関西大学, システム理工学部, 教授 (50298840)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードトライボロジー / ナノトライボロジー / 潤滑剤 / 被覆率 / 撥水性
研究実績の概要

当該年度では以下の検討を行った。
1.プラズモンセンサの作成プロセス条件の検討とプラズモンセンサを用いたDLC膜および潤滑膜の構造確認:プラズモンセンサの作成には、レンズ表面へ銀(Ag)を数10nmサイズの均一なアイランド状に成膜する必要があるため、レンズ表面にPFPE潤滑膜を2nm程度塗布して表面エネルギーを下げ、かつ蒸着するAgの質量をmgオーダで制御することで再現性よく表面増強効果が得られることを見出した。この作成プロセス条件でプラズモンセンサを作成することで従来のラマン散乱光の強度の10000倍以上の感度を得ることが可能となった。
2.PFPE潤滑剤の温度安定性に関する潤滑剤の末端構造と粘度による影響:末端の水酸基の数が異なるPFPE潤滑剤の摩擦力・凝着力の温度依存性を比較した。その結果、温度の上昇とともに摩擦力・凝着力が低下すること、ある温度に達すると摩擦力・凝着力が逆に増加する現象を見出した。
3.ガラスのセルフクリーニング効果の理論的実験的確認:ガラスのセルフクリーニング効果を期待して酸化チタンを用いた親水性コーティングが用いられている。本研究の中で得られた知見をもとに、ガラス面の粗さ形状を考慮して表面に付着した球形粒子との間のメニスカス力・凝着力から、親水性表面で数10nmの粗さを持つガラス面のセルフクリーニング特性が優れていることを導いた。その理論的な考察をもとにガラス面に粗さを付与して、実験的にセルフクリーニング特性を確認実証した。
4.DLC上のPFPE潤滑膜の化学結合状態割合の向上:分子量が小さく、被覆率が100%以上、化学結合状態の割合の高い潤滑膜を形成する方法として光電子アシスト紫外線照射処理を開発した。この方法を用いることで、化学結合割合を40%以上向上させることが可能となった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (19件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Application of vertically aligned carbon nanotubes on burnishing slider in cleaning process of magnetic disk surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Keisuke Konishi, Wataru Norimatsu, Michiko Kusunoki, Norio Tagawa
    • 雑誌名

      Microsyst Technol

      巻: 21 ページ: 295-300

    • DOI

      10.1007/s00542-014-2135-6

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] External Electric Field Assisted Ultraviolet Irradiation for Bonding of Lubricant Film on Magnetic Disks2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Yasuo Sakane, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Magn.

      巻: 50 ページ: 302604-1~4

    • DOI

      10.1109/TMAG.2014.2318015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tribological Properties of Ultrathin DLC-Coated Nanotextured Surface on a PET Film2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Hideyuki Takahashi, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 雑誌名

      Trobol. Lett

      巻: 54 ページ: 221-227

    • DOI

      10.1007/s11249-013-0218-7

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Degradation of Carbon Overcoat Subjected to Laser Heating in an Inert Gas Environment in Thermally Assisted Magnetic Recording2014

    • 著者名/発表者名
      Norio Tagawa, Hiroshi Tani, Shinji Koganezawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Magn.

      巻: 50 ページ: 3302404-1~4

    • DOI

      10.1109/TMAG.2014.2321006

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural stability of nanometer thick diamond-like carbon films subjected to heating for thermally assisted magnetic recording2014

    • 著者名/発表者名
      Norio Tagawa, Hiroshi Tani
    • 雑誌名

      Microsyst. Technol.

      巻: 20 ページ: 1405-1411

    • DOI

      10.1007/s00542-014-2131-x

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] REDUCTION OF LUBRICANT PICKUP BY BIAS VOLTAGE BETWEEN SLIDER AND DISK SURFACES2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 学会等名
      2015 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE 2015)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-17
  • [学会発表] ラマン分光用プラズモンセンサの開発2015

    • 著者名/発表者名
      細川翔太,谷弘詞,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都、京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] セルフクリーニングガラスの表面粗さ付与による防汚性向上2015

    • 著者名/発表者名
      池田昌弘,谷弘詞, 小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都、京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] 防汚コーティング膜の表面形状に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      山下直也,谷弘詞, 小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都、京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] 電場と潤滑剤分子との相互作用による潤滑材ピックアップ抑制に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      名田晴亮,谷弘詞, 多川則男,小金沢新治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都、京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] ナノインプリントテクスチャ上のSi02保護膜/撥水膜の耐摩耗性に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      福光洋一,谷弘詞, 小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都、京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] 撥水・撥油表面を有する導圧軸受の軸受特性に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      青木駿介,谷弘詞, 小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都、京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] 超薄膜PFPE潤滑膜の摩擦特性の温度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞, 小金沢新治, 多川則男
    • 学会等名
      トライボロジー会議2014秋盛岡
    • 発表場所
      盛岡、アイーナ いわて県民情報交流センター
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [学会発表] 不活性ガス環境下におけるレーザ照射による潤滑膜の減耗特性2014

    • 著者名/発表者名
      多川則男, 谷弘詞, 小金沢新治
    • 学会等名
      トライボロジー会議2014秋盛岡
    • 発表場所
      盛岡、アイーナ いわて県民情報交流センター
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [学会発表] セルフクリーニングガラスの表面粗さ付与による防汚性向上2014

    • 著者名/発表者名
      池田昌弘, 谷弘詞, 桒原雄一, 小金沢新治, 多川則男
    • 学会等名
      トライボロジー会議2014秋盛岡
    • 発表場所
      盛岡、アイーナ いわて県民情報交流センター
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [学会発表] Friction and Wear Properties of Thin Perfluoropolyether Film with Different Chemical Structure on Glass Substrate2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tani, S. Koganezawa, N. Tagawa
    • 学会等名
      Tribology Frontier Conference 2014
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-28
  • [学会発表] 防汚コーティング膜の表面形状に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      山下直也,谷弘詞,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会第6回マイクロ・ナノ工学シンポジウム松江
    • 発表場所
      松江、くにびきメッセ
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-22
  • [学会発表] 磁気ヘッドスライダ表面のナノテクスチャによる接触振動低減2014

    • 著者名/発表者名
      安井雅人, 渡邊裕昭, 谷弘詞, 小金沢新治, 多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京、国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] DEGRADATION OF LUBRICANT FILM AND CARBON OVERCOAT SUBJECTED TO LASER HAEATING IN AN INERT GAS ENVIRONMENT IN THERMALLY ASSISTED MAGNETIC RECOREING2014

    • 著者名/発表者名
      Norio Tagawa. Hiroshi Tani, Shinji Koganezawa
    • 学会等名
      IEEE The 25th Magnetic Recording Conference (TMRC2014)
    • 発表場所
      Berkeley, California, USA
    • 年月日
      2014-08-11 – 2014-08-13
  • [学会発表] Effect of Vapor Lubrication on Head-Disk Clearance and Slider Wear in Inert Gas Environments2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Jun Tomita, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 学会等名
      ASME 2014 Conference on Information Storage and Processing Systems (ISPS2014)
    • 発表場所
      Santa Clara, California, USA
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-24
  • [学会発表] 磁気ディスク上の超薄膜液体潤滑膜への電場中での紫外線照射2014

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞, 坂根康夫, 小金沢新治, 多川則男
    • 学会等名
      トライボロジー会議2014春東京
    • 発表場所
      東京、国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-21
  • [学会発表] 不活性ガス環境下におけるレーザ加熱によるDLC超薄膜の劣化特性2014

    • 著者名/発表者名
      多川則男, 谷弘詞, 小金沢新治
    • 学会等名
      トライボロジー会議2014春東京
    • 発表場所
      東京、国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-21
  • [学会発表] External Electric Field Assisted Ultraviolet Irradiation for Bonding of Lubricant Film on Magnetic Disks2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Yasuo Sakane, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG EUROPE 2014)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2014-05-04 – 2014-05-08
  • [学会発表] Degradation of carbon overcoat subjected to laser heating in an inert gas environment in thermally assisted magnetic recording2014

    • 著者名/発表者名
      Norio Tagawa, Hiroshi Tani, Shinji Koganezawa
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG EUROPE 2014)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2014-05-04 – 2014-05-08
  • [産業財産権] 防汚性物品2014

    • 発明者名
      谷 弘詞, 桑原 雄一, 阿部 啓介
    • 権利者名
      旭硝子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-212923
    • 出願年月日
      2014-10-17

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公開日: 2016-06-01  

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