ゾル-ゲル法による超撥水-超親水パターンの作製と応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750608
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 忠永 清治 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (90244657)
• Keywords: ゾル-ゲル法 / 超撥水性 / 超親水性 / 無機-有機複合体 / 光触媒 / 微細組織 / 温水処理 / 紫外光照射

Research Abstract

本研究は、ゾル-ゲル法によって作製した超撥水表面を、光照射等の手法を用いて局部的に親水化し、超撥水-超親水パターンを形成すること、およびこのパターンの応用を検討することを目的として行ったものである。本年度得られた主な成果は以下の通りである。
(1)アセチルアセトンで化学修飾された種々の金属アルコキシドから作製したゲル膜について紫外光照射を行ったところ、チタニア系のみ超親水化することがわかった。
(2)アモルファスのアルミナ薄膜を沸騰水処理することによって得られる微細な凹凸を持つ花弁状組織の上に、この組織の形状を失わない程度の膜厚のTiO_2薄膜を形成し、その表面をさらにフルオロアルキルシランで撥水処理した3層構造の薄膜を作製した。この薄膜に紫外光照射を行ったところ、フルオロアルキル鎖が光分解し、超親水化することがわかった。
(3)中間層に用いるTiO_2系薄膜として、熱処理を500℃で行ってアナターゼの結晶を析出させた薄膜、300℃の熱処理によってアモルファス状態の薄膜、化学修飾に用いたアセチルアセトンが配位した状態の薄膜の3種類について上記の光照射の検討を行ったが、いずれの場合においても超親水化できることがわかった。従って、アモルファスのチタニアでも、光触媒能を示すことがわかった。
(4)花弁状組織を持つアルミナ薄膜、TiO_2系膜、FAS層と3層コーティングを行った表面に、フォトマスクを通して紫外光照射することにより、紫外光照射部のみを超親水化し、撥水部と親水部の接触角差が約150度であるような、超撥水-超親水パターンを作製することに成功した。

Research Products

• [Publications] K.Tadanaga: "Superhydropholic-Superhydrophilic Micropatterning on Flowerlike Alumina Coating Film by the Sol-Gel Method"Chemistry of Materials. 12[3]. 128-131 (2000)
• [Publications] K.Tadanaga: "Preparation of Super-Water-Repellent Alumina Coating Film with High Transparency on Poly (ethylene terephthalate) by the Sol-Gel Method"Chemistry Letters. [8]. 864-865 (2000)
• [Publications] 忠永清治: "低温における超撥水・超親水コーティング膜の作製(総説)"マテリアルズインテグレーション. 13[12]. 69-72 (2000)
• [Publications] K.Tadanaga: "Formation of Superhydrophobic-Superhydrophilic Pattern on Flowerlike Alumina Thin Film by the Sol-Gel Method"Journal of Sol-Gel Science and Technology. 19[1-3]. 211-214 (2000)