2014 Fiscal Year Annual Research Report
水を利用した酸化物固体表面の撥水処理技術の機構解明と応用
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24360272
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中島 章 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00302795)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯部 敏宏 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (20518287)
松下 祥子 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (50342853)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 水蒸気 / 酸化物 / 撥水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、凹凸の大きい表面として多孔質ガラスを選択し、これにシリカゾルと、TEOSを用いて粗さを付与した。この試料に対して水蒸気処理を実施して表面水酸基濃度を向上させたのち、フッ素系シラン(FAS17)で処理し、試料を撥水化させた。この試料と共に、さらにフッ素オイルを含浸した試料を作製し、これらの静的・動的撥水性、および流水暴露試験前後での転落角を評価した。また、比較としてシリコンウェハーを用いた平滑撥水表面も作製し、同様の測定を行った。フッ素オイルを入れない試料では、表面が超撥水化し、低い転落角を示した。撥水化多孔質ガラスの接触角はフッ素オイルを含浸させることで低下したが、同時に転落角も低下した。 流水暴露試験を行ったところ、フッ素オイルを入れない試料は水滴の転落角が増大したが、フッ素オイルを入れた試料では転落角の増大は見られなかった。
液滴内部流動測定の結果より、フッ素オイルを入れた試料では平滑撥水表面よりも高い液滴除去性能を有していることが明らかになった。 また、フッ素オイルを入れた試料上を水滴が転落する際には、滑り成分速度の寄与が大きいが、オイルの粘度が大きくなると回転成分速度が大きくなり、転落速度は低下することがわかった。液滴が転落する際の粘性散逸エネルギーはフッ素オイルを入れた試料で特に大きく、この値はオイルの粘性と関係があることが、実験結果を用いた計算により示唆された。本実験結果から、水蒸気処理は平滑な表面だけでなく、凹凸を持つ複雑な形状のバルク体表面をシラン等で撥水処理するための前処理として優れていることがわかった。
また、平滑面を用いた固体間摩擦に関する検討から、摩擦係数に水分の毛管凝縮力が影響していることが考えられた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
