(57)【要約】      （修正有）【課題】防汚膜によって被覆された構造体の寸法精度への影響や形状に対する制約を抑えると同時に、酸性溶液やアルカリ性溶液に晒された場合であっても良好な耐性を示す薄膜防汚膜被覆体を提供する。【解決手段】膜厚が０．０１μｍ以上２μｍ以下であり、ＥＤＳを用いた元素分析において検出されるフッ素が１原子数％以上であって、１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸して１０分間超音波をかけたのちに撥水性を有することを特徴とする樹脂膜に、部分的にあるいは全体を被覆された構造体からなる耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。【選択図】図３
2020131702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜厚が０．０１μｍ以上２μｍ以下であり、ＥＤＳを用いた元素分析において検出されるフッ素が１原子数％以上であることを特徴とするフッ素を含む樹脂膜に、部分的にあるいは全体を被覆された構造体からなる耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
【請求項２】
フッ素を含む樹脂膜に被覆された管状、孔状、溝状、谷状の立体構造を有することを特徴とする請求項１に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
【請求項３】
１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸して１０分間超音波をかけたのちに撥水性を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
【請求項４】
フッ素を含む樹脂膜が、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．３以上１．５以下であり、膜厚が５０Å以上である表面光学膜構造を有することを特徴とする請求項１~３に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
【請求項５】
１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸して３０分間超音波をかけたのちに、ＥＤＳを用いた元素分析において検出されるフッ素が１原子数％以上であることを特徴とするフッ素を含む樹脂膜に、部分的にあるいは全体を被覆された構造体からなることを特徴とする請求項１~４に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
【請求項６】
構造体のフッ素を含む樹脂膜に被覆された部分が、１０質量％以上のクロムを含む鉄合金、または、６０質量％以上のチタンを含む合金からなることを特徴とする請求項１~５に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防汚膜に被覆された精密加工部品に関するものである。          
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属やセラミックスからなる製品への汚染物付着、錆や腐食の発生を防止するために、フッ素樹脂を被覆する技術が知られている。例えば、フッ素樹脂とバインダー樹脂の混合物を高温処理することで防汚膜を形成する技術が良く知られているが、フッ素樹脂と製品の基材となる構造体の親和性が良くないため、バインダー樹脂を大量に用いて高温熱処理を行うことで被膜を形成することから、安定した性能の均質な防汚膜を得るためには、防汚膜の膜厚を厚くする必要があり、精緻な構造体に用いるに適さないとともに、凹凸部などに製膜欠陥が生じやすく、防汚膜へのクラック発生や部分剥離などの不具合が発生するなどの課題があった。例えば、刃先や針先のなどように鋭角な形状を有する製品や、細径管などのように曲率が大きな形状を有するような製品では、基材となる構造体に求められる性能や機能、使用方法などが大幅に制限されてしまうことになった。そこで、基材となる構造体と化学結合を形成する単分子膜のフッ素樹脂膜を用いることで、刃先や針先のような形状への適用性を向上する技術（特許文献１参照）が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２３９６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されるような単分子膜状のフッ素樹脂膜では、酸性溶液や有機溶剤に晒された場合には防汚性を保つことができるが、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を使用する消毒プロセスのようにアルカリ性の環境に晒されると防汚性を保てないという問題があり、分析分野、医療分野、食品加工分野など様々な用途において、使用方法が制限されてしまうという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、防汚膜によって被覆された構造体の寸法精度への影響や形状に対する制約を抑えると同時に、酸性溶液や有機溶剤に晒された場合に限らず、次亜塩素酸ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液に晒された場合であっても良好な耐性を示す薄膜防汚膜被膜体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の構成を有する耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体を提供する。
［１］膜厚が０．０１μｍ以上２μｍ以下であり、ＥＤＳを用いた元素分析において検出されるフッ素が１原子数％以上であることを特徴とするフッ素を含む樹脂膜に、部分的にあるいは全体を被覆された構造体からなる耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
［２］フッ素を含む樹脂膜に被覆された管状、孔状、溝状、谷状の立体構造を有することを特徴とする［１］に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
［３］１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸して１０分間超音波をかけたのちに撥水性を有することを特徴とする［１］または［２］に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
［４］フッ素を含む樹脂膜が、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．３以上１．５以下であり、膜厚が５０Å以上である表面光学膜構造を有することを特徴とする［１］~［３］に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
［５］１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸して３０分間超音波をかけたのちに、ＥＤＳを用いた元素分析において検出されるフッ素が１原子数％以上であることを特徴とするフッ素を含む樹脂膜に、部分的にあるいは全体を被覆された構造体からなることを特徴とする［１］~［４］に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
［６］構造体のフッ素を含む樹脂膜に被覆された部分が、１０質量％以上のクロムを含む鉄合金、または、６０質量％以上のチタンを含む合金からなることを特徴とする［１］~［５］に記載の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、防汚膜によって被覆された構造体の寸法精度への影響や形状に対する制約を抑えると同時に、次亜塩素酸ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液に対して良好な耐性を示す薄膜防汚膜被膜体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の形態例の断面模式図であり、基材となる平板状の構造体の片面に耐アルカリ性薄膜防汚膜を有する構成の断面模式図である。
【図２】本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の形態例の断面模式図であり、基材となる山状と谷状の立体構造を有する構造体の表面に耐アルカリ性薄膜防汚膜を有する構成の断面模式図である。
【図３】本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の形態例の断面模式図であり、基材となる円管状の構造体の内面と外面に耐アルカリ性薄膜防汚膜を有する構成の断面模式図である。
【図４】本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の形態例の断面模式図であり、基材となる平板状の構造体の片面に、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．３以上１．５以下である表面光学膜構造をもつ耐アルカリ性薄膜防汚膜を有する構成の断面模式図である。
【図５】本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の形態例の断面模式図であり、フッ素を含む樹脂膜と基材となる構造体の界面に、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が１．０以下である界面光学膜構造をもつ薄膜防汚膜を有する構成の断面模式図である。
【図６】本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の形態例の断面模式図であり、フッ素を含む樹脂膜の表面光学膜構造と界面光学膜構造の間に、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が１．０以下である中間光学膜構造を有する構成の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、膜厚が０．０１μｍ以上２μｍ以下であり、ＥＤＳを用いた元素分析において検出されるフッ素が１原子数％以上であることを特徴とするフッ素を含む樹脂膜に被覆された構造体からなる。
【００１０】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、防汚膜被膜体の寸法精度への影響や形状に対する制約が抑ええられる薄膜の防汚膜を有するものである。例えば、分析分野、医療分野、食品加工分野においては、直径や長さなどの寸法がミリオーダーからミクロンオーダーとなる、断面が円状、楕円状、半円状、多角形状などである、管状、孔状、溝状、谷状、半球状、多角錐状などの立体構造を有し、非常に高いレベルでの寸法精度や表面精度が必要とされる精緻な部品が必要とされることがある。そのような部品の基材となる構造体に防汚膜を設ける場合に、防汚膜の膜厚が厚すぎると基材の精緻な構造を損ねる上、膜硬化時の硬化応力が局所的に集中するなどして、防汚膜にクラックや部分的な剥離などの欠陥が生じることで、防汚膜に要求される腐食性や分解性の化学物質を遮蔽する機能が損なわれることがある。また、精緻な構造の部品を製造するためには、防汚膜に被覆された中間部品を用いて曲げ加工などを施す必要があることもあるが、防汚膜が厚すぎたり硬すぎたりすると、加工時の変形に追従することができず、防汚膜としての機能が損なわれてしまうことがある。また、Ｔｉ−２２Ｖ−４ＡｌやＮｉ−Ｔｉ系合金などの変形に強い素材を用いた基材となる構造体に防汚膜を設けた際に、防汚膜が基材となる構造体の変形に耐えることができすに機能が損なわれてしまうことがある。一方、防汚膜の膜厚が薄すぎると、腐食性や分解性の化学物質が防汚膜を浸透しやすくなってしまう。したがって、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体における防汚膜の膜厚は、０．０１μｍ以上２μｍ以下である。防汚膜の膜厚が薄いと、ピンホール等の膜欠陥によって耐久性が低くなるなどの懸念が大きくなることから、防汚膜の膜厚は、０．０３μｍ以上であることは好ましく、０．０５μｍ以上であることはより好ましい。一方、防汚膜の膜厚が厚いと、防汚膜形成時の製膜応力が歪みとなり膜の一部が欠落しやすくなるなどの懸念が大きくなることから、防汚膜の膜厚は１．５μｍ以下であることは好ましく、１μｍ以下であることはより好ましく、０．５μｍ以下であることは更に好ましい。
【００１１】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、防汚膜の膜厚が０．０１μｍ以上２μｍ以下でありながら、アルカリ性溶液に対して良好な耐性を示すものであり、当該防汚膜による基材となる構造体の被覆状態としては、厚みや組成のムラや、ピンホールや粒界などの膜構造欠陥の発生が抑制されている必要がある。本発明では、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）によって検出される防汚膜由来の元素の割合や基材となる構造体由来の元素の割合を、基材となる構造体の被覆状態を示す指標として用いる。すなわち、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、ＥＤＳを用いた加速電圧１５．０ｋVや１０．０ｋVで行った元素分析において検出されるフッ素が１原子数％以上である。フッ素の原子数％が小さいと、ピンホール等の膜欠陥によって耐久性が低くなるなどの懸念が大きくなることから、フッ素の原子数％は、２原子数％以上であることは好ましく、３原子数％以上であることはより好ましく、５原子数％以上であることはさらに好ましい。一方、フッ素の原子数％が大きいと、防汚膜形成時の製膜応力が歪みとなり膜の一部が欠落しやすくなるなどの懸念が大きくなることから、フッ素の原子数％は７０原子数％以下であることは好ましく、３０原子数％以下であることはより好ましく、１０原子数％以下であることは更に好ましい。そして、基材となる構造体由来の元素が３原子数％以上９７原子数％以下であることは好ましく、５０原子数％以上９０原子数％以下であることはより好ましく、７０原子数％以上８５原子数％以下であることはさらにより好ましい態様である。
【００１２】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体において、フッ素を含む樹脂膜が、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．３以上１．５以下であり、膜厚が５０Å以上である表面光学膜構造を有することは、良好な耐アルカリ性を得るためには好ましい態様である。この理由は定かではないが、フッ素を含む樹脂膜に含まれる不純物が少なくなると波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．３以上１．５以下である表面光学膜構造が厚くなり、耐アルカリ性が向上するのではないかと考えている。波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．３以上１．５以下である表面光学膜構造の膜厚は、１００Å以上であることはより好ましく、２００Å以上であることはさらに好ましい態様である。波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．３以上１．５以下である表面光学膜構造の消衰係数は、１．０以下であることは好ましく、０．５以下であることはより好ましく、０．０５以下であることは更に好ましい態様である。また、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体において、フッ素を含む樹脂膜と基材となる構造体の界面に、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が０．１以下であり、膜厚が１Å以上１００Å以下である界面光学膜構造を有することは、良好な耐アルカリ性を得るためには好ましい態様である。この理由は定かではないが、フッ素を含む樹脂膜と基材となる構造体の界面に金属酸化物のように化学的に安定な構造が多く形成されることで、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が０．１以下である界面光学膜構造として観察されて耐アルカリ性が向上するのではないかと考えている。波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が０．１以下である界面光学膜構造の膜厚は、２Å以上３０Å以下であることはより好ましく、５Å以上１０Å以下あることはさらに好ましい態様である。そして、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体において、フッ素を含む樹脂膜の表面光学膜構造と界面光学膜構造の間に、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が１．０以下であり、膜厚が４０Å以上である中間光学膜構造を有することは、良好な耐アルカリ性を得るためには好ましい態様である。この理由は定かではないが、基材となる構造体にフッ素を含む樹脂膜に拡散しやすい鉄などの元素が含まれている場合に、フッ素を含む樹脂膜の表面光学膜構造と界面光学膜構造の間に波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が１．０以下である中間光学膜構造が形成されることで、フッ素を含む樹脂膜中に拡散する元素量が抑制されて耐アルカリ性が向上するのではないかと考えている。波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．５以上２．１以下かつ消衰係数が１．０以下である中間光学膜構造の膜厚は、５０Å以上３００Å以下であることはより好ましく、６０Å以上１５０Å以下あることはさらに好ましい態様である。
【００１３】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、直径や長さなどの寸法がミリオーダーからミクロンオーダーとなる管状、孔状、溝状、谷状、半球状、多角錐状などの立体構造を有し、非常に高いレベルで寸法精度や表面精度が必要とされる精緻な部品に好適に用いることができる。防汚膜を得るための例としては、溶剤に防汚膜成分を溶かした塗液を基材に塗布して分厚い塗膜を形成した後、乾燥による溶剤の除去、防汚膜成分と基材となる構造体および／または防汚膜成分同士の近接化や化学結合の形成などを行い、厚みの減じた防汚膜を得ることができる。このような防汚膜形成プロセスでは、基材となる構造体の上において、塗液が形成する膜状の構造から最終的に形成される防汚膜となる過程で、大きく体積を減らすことになる。そこで、従来技術のようにフッ素樹脂とバインダー樹脂の混合物を高温処理することで厚いフッ素樹脂膜を形成する技術を用いて、管の内面形状、孔状、溝状、谷状、窪み状などの凹形状の立体構造を有する防汚膜被膜体を得ようとすると、凹形状部位での体積変化に伴い発生する応力がより大きくなるため、クラックや部分的な剥離などの膜欠陥が生じやすくなってしまう。しかし、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体では、アルカリ性溶液に対する良好な耐性を有しながら、製膜プロセスにおける応力の発生を抑制できる薄い防汚膜とすることができることから、凹形状の立体構造を有する構造体に好適に用いることができる。凹形状部位では、その凹形状を形成する曲率半径が小さいほどその上に設けた膜に欠陥が生じやすくなるが、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体では、例えば、曲率半径が５ｍｍ以下の凹形状、さらには曲率半径が１ｍｍ以下の凹形状においても好適に用いることができる。一方、防汚膜の膜厚に対して小さすぎる立体構造に対しては、防汚膜がその構造を埋没して平面的な構造になってしまう。したがって、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体においては、耐アルカリ性薄膜防汚膜に被膜された直径や長さなどの寸法が１０μｍ以上の立体構造を少なくとも１つ以上有していることが好ましく、１００μｍ以上の立体構造を少なくとも１つ以上有していることがさらに好ましい。例えば、凹凸を有する管状の構造体などの複数の立体構造からなる構造体である場合であれば、耐アルカリ性薄膜防汚膜に被膜された直径や長さなどの寸法が１０μｍ以上である管状の立体構造と、耐アルカリ性薄膜防汚膜に被膜された直径や長さなどの寸法が１０μｍ未満である凹凸状の立体構造を組み合わせて構成するなど用途に合わせて設計することが可能である。
【００１４】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、液体、気体、粉体やそれらの混合物の吸排出や量の調節、切り替え、輸送などを行う装置における、管状の部品やバルブ状の部品、それらの接合部品やなどに好適に用いることができる。そして、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、部分的な防汚性の要否など使用用途に合わせ、フッ素を含む樹脂膜で部分的にあるいは全体を被覆した構成で用いることができる。例えば、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体を分析装置の検体に接触する部品に用いることは、分析する物質が分析装置の検体に接触する部品に吸着して濃度が低下したり、多数の検体を順次分析する際に後から分析する検体に前に分析した検体の成分が混入したりすることを抑制できることから、好ましい態様の一つである。また、本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体を人間や動植物の治療や育成に使用する処置具に用いることは、組織や体液、樹液などの成分が処置具に付着したり、洗浄後に残留したりすることで、処置具の機能を損なうことを抑制することができることから、好ましい態様の一つである。
【００１５】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を使用する消毒プロセスに適用することができる。例えば、消毒プロセスの例として、０．０２％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に３０分浸漬したり、０．５％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に５分浸漬したりするなどの方法が知られている。例えば、本発明の実施例において、基材にＳＵＳ３０４を用いた本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸して１０分間超音波をかけた後であっても撥水性を示すことを確認している。
【００１６】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の基材となる構造体としては、特に限定されるものではないが、鉄、チタン、銅、クロム、アルミ、マグネシウム、コバルト、銀やそれらの合金からなる金属製であることや、酸化ケイ素や酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウムやそれらの混合物からなるガラスやセラミック製であること、金属やガラス、セラミックスなどの無機系素材を構成要素に含む複数の材料からなる複合部品であることは好ましい態様である。例えば、鉄の合金としては、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ４２０Ｊ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ６３０、ＳＵＨ３１などの１０質量％以上のクロムを含む鉄合金であることは好ましい態様であり、チタンの合金としては、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−１５Ｍｏ、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ、ＴＢ３４０などの６０質量％以上のチタンを含む合金であることは好ましい態様であり、銅の合金としては、Ｃ１７００、Ｃ１７２０、Ｃ２６００、Ｃ２６８０、Ｃ２７００、Ｃ２８０１、Ｃ２８１０、Ｃ３６０１、Ｃ３６０２、Ｃ３６０４、Ｃ５１９１、Ｃ５２１０、Ｃ６７８２、Ｃ６１９１、Ｃ６３０００、Ｃ６９３００、ＣＡＣ５０２Ａ、ＢＣ−６などであることは好ましい態様であり、ニッケルの合金としては、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ―Ｆｅ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｃｏ系合金などであることは好ましい態様であり、アルミの合金としては、Ａ１０５０、Ａ１０７０、Ａ１０８０、Ａ２０１１、Ａ２０１７、Ａ２０２７、Ａ２０５２、Ａ５０２５、Ａ５０５０、Ａ５０５２、Ａ５０５６、Ａ６０６１、Ａ６０６３、Ａ７０７５、ＡＣ４Ａ、ＡＣ４Ｂ，ＡＣ４Ｃ、ＡＣ７Ａ、ＡＤＣ１２、などであることは好ましい態様であり、マグネシウムの合金としては、ＡＺ３１Ｂ、ＡＺ６１Ａ、ＡＺ８０Ａ、ＡＭ６０、ＺＫ６０Ａなどであることは好ましい態様であり、コバルトの合金としては、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ系合金などであることは好ましい態様である。
【００１７】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体を好適に製造する方法の例としては、脱脂工程や洗浄工程によって清浄で活性化された防汚膜塗布表面を設けた基材となる構造体に、末端にシラノール基を有する非晶質フッ素樹脂を溶剤に溶かした塗液を塗布し、乾燥、熱硬化を行うことで、非晶質フッ素樹脂を含む、膜厚が０．０１μｍ以上２μｍ以下の樹脂膜に被覆された構造体からなる耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体を得るものである。
【００１８】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、寸法精度への影響や形状に対する制約が少なく、被覆後の製品が曲げなどの変形を受けても防汚膜にクラックや剥離部分が発生しにくい、薄い防汚膜によって被覆された構造体であると同時に、酸性溶液や有機溶剤に晒された場合に限らず、次亜塩素酸ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液に晒された場合であっても良好な耐性を示す。
【実施例】
【００１９】
以下に、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。
本発明の実施例における測定や分析、評価の方法について説明する。
【００２０】
（１）防汚膜の膜厚測定方法
本発明の実施例で防汚膜の膜厚を測定した方法は以下のとおりである。防汚膜によって被覆される構造体表面を基準面として、防汚膜表面との距離を膜厚とした。具体的な方法としては、構造体の形状変化がない場所にマスキングテープを用いて防汚膜の未塗工部と、塗工部を設け、レーザー顕微鏡で測定した段差を膜厚とした。
【００２１】
（２）ＥＤＳを用いた元素分析
本発明の実施例でＥＤＳを用いた元素分析を行った方法は以下のとおりである。防汚膜表面からＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）機能を有する走査電子顕微鏡を用いて１原子数％以上含まれる元素を分析した。使用した装置や測定条件は下記のとおりである。
Ａ．ＥＤＳ分析−１
使用装置：ＪＣＭ−６０００Ｐｌｕｓ（日本電子株式会社製）
加速電圧：１５．０  ｋＶ
照射電流：７．４７５００  ｎＡ
有効時間：１２０  ｓｅｃ
分析エリア：倍率５００倍における観察エリア全面
Ｂ．ＥＤＳ分析−２
使用装置：ＪＣＭ−７０００（日本電子株式会社製）
加速電圧：１０．０  ｋＶ
分析エリア：倍率５００倍における観察エリア全面（２５６．０×１９２．０μｍ）
【００２２】
（３）撥水性の評価
本発明の実施例で撥水性評価を行った方法は以下のとおりである。実施例３においては、管を半分に割った内面で評価を行った。
Ａ．初期の評価
評価用試験体を、エタノールに含浸した後、精製水を用いて、フッ素を含む樹脂膜を設けた部位の撥水性の有無を確認した。
Ｂ．次亜塩素酸ナトリウム水溶液処理後の評価
（ａ）次亜塩素酸ナトリウム水溶液処理A
評価用試験体を、１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸した状態で容器に入れ、発振周波数−３８ｋＨｚの超音波装置の水浴中にて１０分間超音波処理を行った後、精製水にて評価用試験体を洗浄して、次亜塩素酸ナトリウム水溶液処理Aを行った。次亜塩素酸ナトリウム水溶液処理Aを行った評価用試験体のフッ素を含む樹脂膜を設けた部位において、精製水を用いて撥水性の有無を確認した。
（ｂ）次亜塩素酸ナトリウム水溶液処理B
評価用試験体を、１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含浸した状態で容器に入れ、発振周波数−３８ｋＨｚの超音波装置の４０℃に温度を調整した水浴中にて３０分間超音波処理を行った後、精製水にて評価用試験体を洗浄して、次亜塩素酸ナトリウム水溶液処理Bを行った。次亜塩素酸ナトリウム水溶液処理Bを行った評価用試験体のフッ素を含む樹脂膜を設けた部位において、精製水を用いて撥水性の有無を確認した。
【００２３】
（４）分光エリプソメトリーを用いた光学分析
本発明の実施例で分光エリプソメトリーを用いた光学分析を行った方法は以下のとおりである。分光エリプソメトリーにより得られた分光データに対して、屈折率、消衰係数、膜厚などの光学パラメータを有する多層光学膜構造モデル化を行い、最もフィッティングの良好な多層光学膜構造モデルを解析した。使用した装置や測定条件は下記のとおりである。
使用装置：ＵＶＩＳＥＬ  Ｐｌｕｓ（株式会社堀場製作所製）
入射角度：７０度
波長範囲：０．６~６．５ｅＶ
スポット径：１ｍｍ×約３ｍｍの楕円形
【００２４】
［実施例１］
非晶質フッ素樹脂溶液（サイトップ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を塗液に用いて、ＳＵＳ３０４製で４ｃｍ角、厚み１ｍｍの平板にディップコートを行い、室温で３０分乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理して実施例１の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例１の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の測定、分析、評価結果を表１に示す。
【００２５】
［実施例２］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で７倍に稀釈した塗液を用いて、ＳＵＳ３０４製で４ｃｍ角、厚み１ｍｍの平板にディップコートを行い、室温で３０分乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理して実施例２の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例２の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の測定、分析、評価結果を表１に示す。
【００２６】
［実施例３］
実施例２と同様に準備した塗液を用いて、ＳＵＳ３１６製で外径φ１．５ｍｍ、内径φ０．５ｍｍの円管にディップコートを行い、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理して、円管の内面および外面にフッ素を含む樹脂膜を設けた実施例３の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例２の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の測定、分析、評価結果を表１に示す。
【００２７】
［実施例４］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で７倍に稀釈した塗液を用いて、ＳＵＳ３１６L製で外径φ１．６ｍｍ、内径φ０．７ｍｍの円管にディップコートを行い、円管を立てた状態で、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理した後、円管を縦割りにして実施例４の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例４の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の円管内側にあたる部位の測定、分析、評価結果を表２および表３に示す。
【００２８】
［実施例５］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で１４倍に稀釈した塗液を用いて、ＳＵＳ３１６L製で外径φ１．６ｍｍ、内径φ０．７ｍｍの円管にディップコートを行い、円管を立てた状態で、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理した後、円管を縦割りにして実施例５の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例５の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の円管内側にあたる部位の測定、分析、評価結果を表２および表３に示す。
【００２９】
［実施例６］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で３５倍に稀釈した塗液を用いて、ＳＵＳ３１６L製で外径φ１．６ｍｍ、内径φ０．７ｍｍの円管にディップコートを行い、円管を立てた状態で、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理した後、円管を縦割りにして実施例６の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例６の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の円管内側にあたる部位の測定、分析、評価結果を表２および表３に示す。
【００３０】
［実施例７］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で１４倍に稀釈した塗液を用いて、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌ（ＤＡＴ５１、大同特殊鋼）製で外径φ１．６ｍｍ、内径φ０．６ｍｍの円管にディップコートを行い、円管を立てた状態で、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理した後、円管を縦割りにして実施例７の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例７の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の円管内側にあたる部位の測定、分析、評価結果を表２および表３に示す。
【００３１】
［実施例８］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で１４倍に稀釈した塗液を用いて、ＳＵＳ３１６L製で２ｃｍ角、厚み１ｍｍの平板にディップコートを行い、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理して実施例８の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例８の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の測定、分析、評価結果を表４〜表６に示す。
【００３２】
［比較例１］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で７０倍に稀釈した塗液を用いて、ＳＵＳ３０４製で４ｃｍ角、厚み１ｍｍの平板にディップコートを行い、室温で３０分乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理して薄膜防汚膜被膜体を得た。比較例１の薄膜防汚膜被膜体の測定、分析、評価結果を表１に示す。
【００３３】
［比較例２］
フッ素樹脂溶液（タフコートエナメルＴＣ−７１１３ＬＢ：ダイキン工業株式会社製）を塗液として用いて、ＳＵＳ３０４製で４ｃｍ角、厚み１ｍｍの平板にスプレーコートを行い、８０℃で３０分乾燥した後、２８０℃で３０分間熱処理して防汚膜被膜体を得た。比較例２の防汚膜被膜体の測定、分析、評価結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例３］
１％ポリシラザンコーティング液（アクアミカ：AZ エレクトロニック マテリアルズ社製）を用いて、ＳＵＳ３１６L製で外径φ１．６ｍｍ、内径φ０．７ｍｍの円管にディップコートを行い、円管を立てた状態で、室温で３０分減圧乾燥した後、１３０℃で６０分間熱処理した後、０．１％フッ化シランコーティング液（Ｎｏｖｅｃ１７２０：スリーエム  ジャパン株式会社製）を用いてディップコートを行い、円管を立てた状態で、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理した後、円管を縦割りにして比較例３の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。比較例３の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の円管内側にあたる部位の測定、分析、評価結果を表２および表３に示す。
【００３５】
［比較例４］
非晶質フッ素樹脂溶液（ＣＹＴＯＰ  ＣＴＬ−１０７ＭＫ：旭硝子株式会社製）を溶媒（サイトップＣＴ−ｓｏｌｖ１００Ｅ：旭ガラス株式会社製）を用いて重量比で７０倍に稀釈した塗液を用いて、ＳＵＳ３１６L製で２ｃｍ角、厚み１ｍｍの平板にディップコートを行い、室温で３０分減圧乾燥した後、１８０℃で６０分間熱処理して実施例８の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体を得た。実施例８の耐アルカリ性薄膜防汚膜被膜体の測定、分析、評価結果を表４〜表６に示す。
【００３６】
【表１】
2020131702.tif 000003
【００３７】
【表２】
2020131702.tif 000004
【００３８】
【表３】
2020131702.tif 000005
【００３９】
【表４】
2020131702.tif 000006
【００４０】
【表５】
2020131702.tif 000007
【００４１】
【表６】
2020131702.tif 000008
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体は、薄い膜厚と優れた耐薬品性を両立する防汚膜を有することを活用し、分析分野、医療分野、食品加工分野など様々な用途で用いられる、管状の部品やバルブ状の部品、それらの接合部品など、液体、気体、粉体やそれらの混合物を吸排出やその量の調整、切り替え、輸送などを行う装置の部品に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１           ：  耐アルカリ性薄膜防汚膜被覆体の基材となる構造体
２           ：  耐アルカリ性薄膜防汚膜
２ａ       ：  基材となる円管状の構造体の内面に設けられた耐アルカリ性薄膜防汚膜
２ｂ       ：  基材となる円管状の構造体の外面に設けられた耐アルカリ性薄膜防汚膜
２１       ：  表面光学膜構造
２２       ：  界面光学膜構造
２３       ：  中間光学膜構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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