우수한 라이트닝 바카라 특성을 가진 투명한 코팅

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")지속 가능한 재료 연구 부서[Research Division Director Nakamura Mamoru] 고도로 내구성있는 재료 연구 그룹 인 Hozumi Atsushi 연구원 Urata Chihiro는 연구 그룹의 책임자입니다유기 불소 화합물, 우수Stub-Oil 기반를 보여주는 표면 처리 기술을 개발했습니다

현재슬러프 라이트닝 바카라 처리플루오로 레신과 같은 유기 불소 화합물을 사용합니다 그러나 유기 불소 화합물이 인체와 환경에 미치는 영향에 대한 우려가 있으며, 이러한 물질에 대한 규제는 매년 더 엄격 해졌습니다 또한 불소 공급원 역할을하는 원료 (Fluorite8593_8635

이번에 개발 된 표면 처리 기술에서 먼저 일반적인 수질 치료제Alkyltrialkoxysilane (grotoyilane)유리의 원료로Tetraalkoxysilane (Spacer Silane)코팅 용액을 준비합니다 이 코팅 액체는 다양한 기판에 적용되고 실온에서 건조되어 투명한 코팅 필름을 수득합니다 또한이 처리 기술의 각 프로세스에 특수 장비 나 조건이 필요하지 않습니다 이 가공 기술에 의해 얻어진 표면에서, 라이트닝 바카라 액 적은 표면에 고정되지 않고 매끄럽게 움직여 우수한 라이트닝 바카라 특성을 나타냈다 또한, 유기 불소 화합물 (Perfluoroalkyltrialkoxysilane (gotofluorine silane)) 및 플루오로 레신의 표면으로 처리 된 표면보다 라이트닝 바카라 특성이 더 우수했습니다

이 기술에 대한 자세한 내용은 3 월 13 일부터 14 일까지 도쿄 시티 대학교 (Tokyo-KU, Tokyo)에서 개최 될 일반적인 설립 협회 인 Surface Technology Association의 125 차 강의 컨퍼런스에서 발표 될 것입니다

다양한 기판 표면에 뿌려진 라이트닝 바카라 액 적 (색상n-hexadecane) (a) 이번에 개발 된 기술을 이용한 표면 처리, (b) 유기 실란만을 사용한 표면 처리, (c) 유기 불소 실란의 표면 처리, (d) 불소 수지 판 (A ~ C는 유리 기판을 사용합니다 각 기판은 스프레이 후 30 초 후에 60 °, 30 초에 기과합니다

에너지 자원이 거의없는 일본에서는 에너지 및 자원 절약에 기여하는 새로운 재료/제조 공정을 개발해야합니다 유기 플루오린 화합물은 표면 에너지가 낮기 때문에 우수한 수질 방충제/라이트닝 바카라 특성을 가지며 다양한 산업 분야에서 표면 변형으로 널리 사용되었습니다 그러나 유기 불소 화합물의 생산에 필요한 불소는 전 세계에 고르지 않게 분포되어 있으며,이를 생산하는 국가의 무역 관리로 인해 가격이 변동하는 경향이있어 공급이 불안정 해집니다 또한, 유기 불소 화합물의 소각 처리에는 고온이 필요하며, 소각 할 때 고도로 부식성이있는 수소 불소 가스는 많은 에너지 비용이 필요하며, 처분 시설은 제한되어있다 또한, 유기 불소 화합물이 생물학적 및 환경 조건에 대한 높은 잔류 특성 및 생체 축적을 갖는 것으로 지적되면서 매년 규정이 더욱 엄격 해지고있다 유기 불소 화합물에 의존하지 않는 재료/공정 기술은 신체와 환경에서 쉬운 기술이며, 이러한 재료/공정 기술의 개발은 에너지 절약, 자원 절약 및 낮은 환경 부담의 관점에서 요구됩니다

AIST는 다양한 기능 분자를 사용하여 높은 액적 제거 성능으로 표면 변형 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다 특히 표면에 노출기능 그룹| 10476_10487 |동적 습윤성에 대한 영향에 중점을 두었습니다 물방울과 표면을 제어함으로써 방울과 표면 사이의 상호 작용을 줄이기 위해 연구 개발을 수행하고 있습니다 이제 우리는 알킬 사슬에 매우 다재다능한 비 플루오린 표면 개질제 인 Organosilanes에 중점을 둡니다 (CH₃-(ch₂)_n-) 밀도 (체인 사이의 거리)를 임의로 조정할 수 있습니다SOL-GEL 메소드를 사용하여 우수한 라이트닝 바카라 특성으로 표면 처리에 대한 연구 및 개발을 수행했습니다

또한,이 연구 및 개발의 일부는 과학 연구 및 스타트 업 지원을위한 과학 계열 과학 연구 보조금 홍보를위한 일본 협회의 지원을 제공했습니다

도 1에 도시 된 바와 같이, 물 회전제 처리 제로 일반적으로 사용되는 유기 실란 및 유리의 원료 인 스페이서 실란을 혼합하여 코팅 액체를 제조 하였다 이 코팅 액체는 유리 플레이트 및 구리 플레이트와 같은 다양한 기판 표면에 코팅 된 다음 실온에서 건조되어 두께가 약 1 μm 인 투명한 코팅 필름을 수득합니다 이 코팅은 표면에 노출 된 알킬 사슬의 밀도가 감소하고 구동 특성이 개선되기 때문에 유성 특성을 나타냅니다 또한 물충제이기도합니다 그림과 같이 1,이 표면 처리 기술은 유리, 수지, 금속 및 유리 튜브와 같은 곡선 표면과 같은 재료에 적용될 수 있습니다

그림 1이 기술의 처리 프로세스

이번에 개발 된 표면 처리는 유기 실란에 스페이서 실란을 첨가하는 효과로 인해 우수한 기름진 표면을 갖는다 (사진 A-A, B-E) 라이트닝 바카라 방울 (n-hexadecane)동적 접촉각전방 접촉각 (θ_이전)30 °역 접점 각도 (θ_나중에)27 °, 전방 및 후진 접촉각의 차이접촉각 히스테리시스 (Δθ)3 °에서 매우 작으며 라이트닝 바카라 액 적은 표면에 고정되지 않고 부드럽게 미끄러집니다 한편, 기판 (θ_이전/θ_나중에/Δθ= 21 °/8 °/13 °) 및 Fluororesin 플레이트 (θ_이전/θ_나중에/Δθ= 35 °/27 °/8 °)에서, 라이트닝 바카라 액 적은 습식 (사진 A-B, A-D, B-F)이 퍼지고 기판은 유기 불소 실란, 유기 불소 화합물 (θ_이전/θ_나중에/Δθ= 74 °/55 °/19 °)에서 라이트닝 바카라 액 적은 표면에 남아있었습니다 (사진 A-C, B-G) 표면 처리가 개발되고 적용되는 표면은 물과n-hexadecane뿐만 아니라 동물성 기름 (말유 등) 및 식물성유 (콩 라이트닝 바카라 등)와 같은 다양한 라이트닝 바카라 방울을 제거하는 데 탁월한 성능이 있습니다

사진 A 표면 처리 된 기판에 뿌려진 라이트닝 바카라 액 적 (a) 이번에 개발 된 기술을 이용한 표면 처리, (b) 유기 실란만을 사용한 표면 처리, (c) 유기 불소 실란의 표면 처리, (d) 플루오로로 레신 플레이트 (a ~ c는 유리 기판을 사용합니다 각 기판은 60 °, 라이트닝 바카라 낙하 후 30 초)

Photo B 라이트닝 바카라 액 적을 표면 처리 된 유리 튜브에 떨어 뜨 렸습니다 (e) 이번에 개발 된 기술을 사용한 표면 처리 (f) 유기 실란만을 사용한 표면 처리, (g) 유기 불소 실란 표면 처리

몇몇 연구 그룹은 표면에 노출 된 기능 그룹의 이동성이 높을수록 동적 습윤성이 더 좋을 것이라고 제안했으며, AIST는 표면에 노출 된 기능 그룹의 밀도를 적당히 줄이는 것이 효과적이라고보고했다 일반적으로, 표면이 유기 실란으로 처리 될 때,이 분자들은 서로 밀접하게 집계하는 특성을 가지며, 이는 표면에 노출 된 알킬 사슬의 움직임을 억제한다 (도 2) 한편, 이번에 개발 된 표면 처리 기술에서, 유기 실란 및 스페이서 실란은도 2Cocondensation 중합몸을 형성하십시오 스페이서 실란의 가수 분해에 의해 생성 된 실리카 (SIO₂) 알킬 사슬 사이의 거리를 증가시켜 알킬 사슬의 조립을 억제합니다 결과적으로, 알킬 사슬이 자유롭게 움직일 수있는 공간이 자유롭게 움직여 라이트닝 바카라 액 적과 표면 사이의 더 작은 상호 작용을 초래하여 우수한 기름진 특성을 초래합니다 (그림 2 오른쪽)

이번에 개발 된 표면 처리 기술을 사용하면 다양한 기판 표면에 우수한 라이트닝 바카라 특성을 적용 할 수 있으며, 이는 액체와 표면 사이의 흐름 저항을 줄임으로써 에너지를 절약 할 수 있습니다 또한,이 기술을 사용하는 표면 코팅은 유성 일뿐 만 아니라 우수한 투명성이기 때문에 다양한 기판의 라이트닝 바카라 얼룩을 방지하기 위해 적용될 수 있습니다

그림 2 : 분자 수준에서 볼 수있는 기존 기술과 개발 된 기술의 차이 (상단 표면의 단순화 된 다이어그램)

이번에 개발 된 처리 기술은 유기 불소 화합물을 사용하지 않고 다양한 기질로부터 라이트닝 바카라 얼룩을 예방하고 액체와 표면 사이의 유량 저항을 감소시킬 것으로 예상 될 수있다 앞으로, 우리는 터치 패널 디스플레이 및 창 유리에서 라이트닝 바카라 얼룩 (지문)을 방지하기 위해 응용 분야를 확장하기 위해 실제 사용 환경에서 성능과 내구성을 평가하고, 라이트닝 바카라 얼룩이 섬유로 스며 들어 라이트닝 바카라 스테인이 스며들지 않으며 건물 배관 및 화학 플랜트의 유체 운송 전력을 줄일 것입니다

◆ 유기 불소 화합물

탄소에 결합 된 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 대체되는 유기 화합물 전형적인 예는 플루오로 레 신 (예 : 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (-(CF₂-cf₂-)_n-)) 등[참조로 돌아 가기]

◆ 소형 유유/작은 라이트닝 바카라 처리

작은 유성은 고체 표면 회전 라이트닝 바카라의 특성을 나타냅니다 라이트닝 바카라 처리는 고체 표면에 특성을 갖도록하는 처리입니다[참조로 돌아 가기]

◆ Fluorite

불소 칼슘 (CAF₂)로 구성됩니다 유기 불소 화합물의 불소 공급원 역할을합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Alkyltrialkoxysilane (Organosilane)

ch₃-(ch₂)_n-si (또는)₃SI-OR 그룹은 유리 또는 세라믹의 표면에 단단히 부착 된 실라놀 그룹 (SI-OH)으로 가수 분해된다 주로 물 회피제 처리로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ Tetraalkoxysilane (Spacer Silane)

si (또는)₄가수 분해 및 응축 중합 단독은 실리카 (SIO₂)[참조로 돌아 가기]

◆ Perfluoroalkyltrialkoxysilane (Organofluorine Silane)

CF₃-(cf₂)_n-(ch₂)₂-si (또는)₃사용에 관해서는 알킬 트리알 콕시 실란과 마찬가지로 물 전리품 처리로 사용될 수 있으며 뜨거운 라이트닝 바카라 처리로도 사용될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆n-HexadeCane

ch₃-(ch₂)₁₄-ch₃라이트닝 바카라의 성능을 평가하는 데 사용되는 실온에서 액체 지성 물질[참조로 돌아 가기]

◆ 기능 그룹

특정 원자 배열 또는 결합으로 구성된 화합물 내의 부분 구조 위에서 언급 한 알킬 트리알 콕시 실란은 알킬기이다 (CH₃-(ch₂)_n-) 및 알콕시 그룹 (OR)과 같은 기능 그룹이 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 동적 습윤성, 동적 접촉각, 전방 접촉각 (θ_이전) ・ 리버스 접촉각 (θ_나중에) ・ 접촉각 히스테리시스 (Δθ)

몸체가 수평 고체 표면에 놓으면 일정한 모양으로 유지 될 수 있습니다 액적 표면은 구부러져 있지만, 고체 표면과의 접촉은 고체와 액적이 일정한 각도에 있다는 것입니다 (θ) 이 각도를 정적 접촉각이라고합니다위의 정적 상태와 달리 동적 습윤성은 방울이 단단한 표면에서 움직일 때 습윤성입니다 이 시점에서 형성된 접촉각을 동적 접촉각이라고하며 일반적으로 전방 접촉각 (θ_이전) 그리고 접촉각 (θ_나중에)로 표시됩니다 접촉각 히스테리시스는 순방향 접촉각과 후진 접촉각의 차이입니다 접촉각 히스테리시스는 분자 및 표면 거칠기의 표면 커버리지와 밀접한 관련이 있습니다 이 값이 작다면, 액 적은 표면에서 쉽게 움직이는 반면, 액 적이 크면 표면에 더 쉽게 머무르는 경향이 있습니다 이러한 관계는 아래 다이어그램에 나와 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Sol-Gel Method

저온 및 정상 압력에서 용액에서 유리와 도자기를 만드는 방법 여기서, 코팅 필름 (고체)은 알킬 트리알 콕시 실란 (용액) 및 테트라 알코 옥시 실란 (용액)을 원료로 사용하여 수득된다[참조로 돌아 가기]

◆ Cocondensation 중합

응축 중합은 단위 분자 (단량체) 결합 할 때 소분자가 방출되는 반응으로, 단량체가 오랫동안 연결되는 중합체 (중합체)를 형성한다 Cocondensation 중합은 상이한 분자 구조를 갖는 2 개 이상의 분자 (단량체)의 축합 중합을 지칭한다 여기에서는 알킬 트리알 콕시 실란 및 테트라 알 옥스 실란의 축합 중합을 지칭한다[참조로 돌아 가기]