(57)【要約】【課題】鉄系基材に適用されるものであって、優れた撥水性を有し、加熱された場合でもその性能を維持することができるフッ素皮膜構造及びその形成方法を提供すること。【解決手段】鉄系基材２の表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜３を有するフッ素皮膜構造１の形成方法は、鉄系基材２上にフッ素を含有するフッ素含有液３０を塗布するフッ素含有液塗布工程と、フッ素含有液３０を塗布した鉄系基材２に赤外線８１を照射して加熱することにより、フッ素含有液３０を焼成してフッ素系皮膜３を形成する皮膜焼成工程とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系基材の表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜を有するフッ素皮膜構造を形成する方法において、
上記鉄系基材上にフッ素を含有するフッ素含有液を塗布するフッ素含有液塗布工程と、
上記フッ素含有液を塗布した上記鉄系基材に赤外線を照射して加熱することにより、上記フッ素含有液を焼成して上記フッ素系皮膜を形成する皮膜焼成工程とを有することを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法。
【請求項２】
請求項１において、上記フッ素含有液塗布工程では、上記鉄系基材を上記フッ素含有液に浸漬して引き上げることにより、上記鉄系基材上に上記フッ素含有液を塗布することを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法。
【請求項３】
請求項２において、上記フッ素含有液塗布工程では、上記鉄系基材を上記フッ素含有液から引き上げ速度１０〜２００ｍｍ／ｍｉｎで引き上げることを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記皮膜焼成工程では、上記鉄系基材の加熱温度を２８０〜３４０℃であることを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法。
【請求項５】
請求項４において、上記皮膜焼成工程では、上記鉄系基材の加熱温度を２９５〜３３０℃であることを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記フッ素含有液は、フルオロアルキルシランを含有することを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、上記フッ素系皮膜の厚みは、１０〜５００ｎｍであることを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法。
【請求項８】
鉄系基材の表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜を有するフッ素皮膜構造において、
該フッ素皮膜構造は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフッ素皮膜構造の形成方法により形成してなることを特徴とするフッ素皮膜構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄系基材の表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜を有するフッ素皮膜構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄系基材に撥水性を付与する方法として、表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜を形成したフッ素皮膜構造が知られている（特許文献１参照）。このフッ素皮膜構造は、加熱され、防汚性を必要とするもの、例えば燃料噴射ノズル等の自動車部品、フライパンやコンロ等の家庭用製品に広く用いられている。
【０００３】
上記フッ素皮膜構造９１を形成するに当たっては、図１１に示すごとく、鉄系基材９２上にフッ素を含有するフッ素含有液９３０を塗布した後、そのフッ素含有液９３０を恒温槽や電気炉等を用いて雰囲気加熱することにより、鉄系基材９２上にフッ素系皮膜９３を形成する（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記の方法では、雰囲気加熱を用いるため、フッ素含有液９３０を雰囲気からの熱８０によって表面から加熱することになる。それ故、フッ素含有液９３０を全体的に均一に加熱して焼成することが困難であり、特に内部において焼成不足の領域（図中の鉄系基材９２側の領域Ｘ）が生じる。そのため、得られるフッ素系皮膜９３は、フッ素の特性である撥水性を充分に発現することができないという問題が生じる。また、フッ素系皮膜９３は、充分に焼成されたものでないため、成膜後に加熱された場合にはその性能を維持することができず、撥水性が低下してしまうという問題が生じる。
【０００５】
このようなことから、鉄系基材に適用されるものであって、優れた撥水性を有し、加熱された場合でもその性能を維持することができるフッ素皮膜構造及びその形成方法が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２２５８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、鉄系基材に適用されるものであって、優れた撥水性を有し、加熱された場合でもその性能を維持することができるフッ素皮膜構造及びその形成方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、鉄系基材の表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜を有するフッ素皮膜構造を形成する方法において、
上記鉄系基材上にフッ素を含有するフッ素含有液を塗布するフッ素含有液塗布工程と、
上記フッ素含有液を塗布した上記鉄系基材に赤外線を照射して加熱することにより、上記鉄系基材上に上記フッ素系皮膜を形成する皮膜焼成工程とを有することを特徴とするフッ素皮膜構造の形成方法にある（請求項１）。
【０００９】
本発明のフッ素皮膜構造の形成方法においては、上記のごとく、フッ素含有液塗布工程と皮膜焼成工程とを行う。該皮膜焼成工程では、上記フッ素含有液が塗布された状態の上記鉄系基材に赤外線を照射する。そして、主に、この赤外線によって加熱された上記鉄系基材からの熱によって、該鉄系基材上の上記フッ素含有液を内部から加熱して焼成し、上記フッ素系皮膜を形成する。
【００１０】
そのため、従来のように雰囲気加熱等によって上記フッ素含有液を主に表面から加熱する場合に比べて、上記フッ素含有液を内部から充分に加熱して焼成することができる。これにより、上記鉄系基材上に形成される上記フッ素系皮膜は、焼成不足の領域を生じることなく、均一に成膜されたものとなる。それ故、上記フッ素系皮膜は、フッ素の特性である撥水性を充分に発現することができる。また、上記フッ素系皮膜は、充分に焼成されたものとなるため、成膜後に加熱された場合でも、その性能を維持することができる。
【００１１】
このように、本発明によれば、鉄系基材の表面に、上記の性能を有するフッ素系皮膜を形成することができる。つまり、鉄系基材に適用されるものであって、優れた撥水性を有し、加熱された場合でもその性能を維持することができるフッ素皮膜構造を得ることができる。
【００１２】
第２の発明は、鉄系基材の表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜を有するフッ素皮膜構造において、
該フッ素皮膜構造は、上記第１の発明のフッ素皮膜構造の形成方法により形成してなることを特徴とするフッ素皮膜構造にある（請求項８）。
【００１３】
本発明のフッ素皮膜構造は、上記第１の発明のフッ素皮膜構造の形成方法により形成してなるものである。そのため、上記フッ素皮膜構造は、鉄系基材に適用されるものであって、優れた撥水性を有し、加熱された場合でもその性能を維持することができるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上記第１の発明においては、上記フッ素含有液塗布工程では、上記鉄系基材を上記フッ素含有液に浸漬して引き上げることにより、上記鉄系基材上に上記フッ素含有液を塗布することが好ましい（請求項２）。すなわち、浸漬法を用いて、上記鉄系基材上に上記フッ素含有液を塗布（コーティング）することが好ましい。
この場合には、上記鉄系基材上に上記フッ素含有液を均一に塗布することができる。
【００１５】
また、上記フッ素含有液塗布工程では、上記鉄系基材を上記フッ素含有液から引き上げ速度１０〜２００ｍｍ／ｍｉｎで引き上げることが好ましい（請求項３）。
上記引き上げ速度が１０ｍｍ／ｍｉｎ未満の場合には、上記フッ素含有液の塗布量が少なくなり、形成するフッ素系皮膜の膜厚を充分に確保することができないおそれがある。そのため、膜厚の制御が困難となり、膜厚が不均一となるおそれがある。一方、２００ｍｍ／ｍｉｎを超える場合には、上記フッ素含有液の塗布量が多くなり、形成するフッ素系皮膜の剥離が生じ易くなる等、耐久性が低下するおそれがある。
【００１６】
また、上記フッ素含有液塗布工程では、上記フッ素含有液に浸漬した上記鉄系基材の引き上げ速度を変えることにより、上記鉄系基材に対する上記フッ素含有液の塗布量を調整することができる。そして、これにより、形成するフッ素系皮膜の膜厚を制御することができる。
【００１７】
また、上記フッ素含有液塗布工程では、上記鉄系基材上に上記フッ素含有液を塗布する方法として、上記の浸漬法以外にも、スピンコート法やスプレー法等の公知の方法を用いることができる。
【００１８】
また、上記皮膜焼成工程では、上記フッ素含有液は、主に赤外線によって加熱された上記鉄系基材からの熱によって加熱されるが、多少は赤外線から直接受ける熱によって表面又は内部から加熱される。
【００１９】
また、上記皮膜焼成工程では、上記鉄系基材の加熱温度を２８０〜３４０℃とすることが好ましい（請求項４）。
上記の加熱温度が２８０℃未満の場合には、上記鉄系基材上に塗布された上記フッ素含有液を充分に加熱して焼成することができないおそれがある。そのため、形成されるフッ素系皮膜中に焼成不足の領域が生じ、密着性が低下するおそれがある。一方、３４０℃を超える場合には、上記フッ素含有液に含まれるフッ素の分解が生じるおそれがある。そのため、形成されるフッ素系皮膜は、撥水性を充分に得ることができないおそれがある。
したがって、上記フッ素皮膜構造の撥水性を充分に得るためには、上記皮膜焼成工程では、上記鉄系基材の加熱温度を２９５〜３３０℃とすることがより好ましい（請求項５）。
【００２０】
また、上記フッ素含有液は、フルオロアルキルシランを含有することが好ましい（請求項６）。
この場合には、形成されるフッ素系皮膜は、フッ素の特性である撥水性を充分に有するものとなる。
【００２１】
また、上記フッ素系皮膜の厚みは、１０〜５００ｎｍであることが好ましい（請求項７）。
上記フッ素系皮膜の厚みが１０ｎｍ未満の場合には、上記フッ素系皮膜の膜厚の制御が困難となり、膜厚が不均一となるおそれがある。一方、５００ｎｍを超える場合には、上記フッ素系皮膜の剥離が生じ易くなる等、耐久性が低下するおそれがある。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるフッ素皮膜構造の形成方法について、図を用いて説明する。
本例において形成するフッ素皮膜構造１は、図１に示すごとく、鉄系基材２の表面にフッ素を含有してなるフッ素系皮膜３を有するものである。
【００２３】
上記フッ素皮膜構造１を形成するに当たっては、図２に示すごとく、鉄系基材２上にフッ素を含有するフッ素含有液３０をコーティングするフッ素含有液塗布工程と、図３に示すごとく、フッ素含有液３０をコーティングした鉄系基材２に赤外線８１を照射して加熱することにより、フッ素含有液３０を焼成してフッ素系皮膜３を形成する皮膜焼成工程とを行う。
以下、これを詳説する。
【００２４】
まず、フッ素皮膜構造１の基材となる鉄系基材２を準備する。本例では、鉄系基材２として、浸炭処理を施したＳＣＭ４２０（ＪＩＳ  ４１０５、クロムモリブデン鋼）を用いる。鉄系基材２は、表面粗度Ｒｚが１μｍ以下（鏡面状態）となるように、予め表面を研磨しておく。
【００２５】
次いで、鉄系基材２をエタノール中に浸漬し、常温、１０分間の条件で超音波洗浄を行う。さらに、鉄系基材２をアセトン中に浸漬し、常温、１０分間の条件で超音波洗浄を行う。
【００２６】
次いで、フッ素含有液塗布工程を行う。
本工程では、図２のコーティング装置４を用いて行う。コーティング装置４は、同図に示すごとく、モータ４１とモータ４１によって所定の速度で上下動させることができる可動部４２とを備えている。
【００２７】
フッ素含有液塗布工程では、同図に示すごとく、まず、鉄系基材２を保持具４３に保持した後、コーティング装置４の可動部４２にセットする。そして、可動部４２を下方に動かし、フルオロアルキルシランを含有するフッ素含有液３０（デュポン株式会社製、ゾニールＴＣコート：ＴＣ−２０）中に鉄系基材２を静かに浸漬する。このとき、フッ素系皮膜３を形成したい面をフッ素含有液３０の液面に対して垂直にして浸漬する。その後、可動部４２を上方に動かし、鉄系基材２を一定速度（３０ｍｍ／ｍｉｎ）でフッ素含有液３０から引き上げる。これにより、鉄系基材２上にフッ素含有液３０をコーティングする。
【００２８】
次いで、皮膜焼成工程を行う。
皮膜焼成工程では、図３に示すごとく、まず、フッ素含有液３０をコーティングした鉄系基材２を赤外線（ＩＲ）焼成炉（日本ガイシ製、インフラスタインヒータ）５内のサンプル台５１上の支持具５２にセットする。そして、鉄系基材２に対してヒータ５３から赤外線８１を照射し、鉄系基材２の温度を２８０℃にした状態で２０分保持する。鉄系基材２の温度は、鉄系基材２の裏面に取り付けられた熱電対により測定した。また、このとき、図４に示すごとく、主に、この赤外線８１によって加熱された鉄系基材２からの熱８０によって、鉄系基材２上のフッ素含有液３０を内部から加熱して焼成する。なお、多少は赤外線８１から直接受ける熱によって表面又は内部から加熱される。その後、鉄系基材２を冷却し、鉄系基材２上にフッ素系皮膜３を形成する。
以上により、図１のフッ素皮膜構造１を得る。
【００２９】
形成されたフッ素皮膜構造１は、図１に示すごとく、鉄（Ｆｅ）を主成分とする鉄系基材２の表面に、フッ素（Ｆ）を含有してなるフッ素系皮膜３を有する。フッ素系皮膜３の厚みは、２０ｎｍである。
本例のフッ素系皮膜３は、同図に示すごとく、ＣＦ3（ＣＦ2）m（ＣＨ2）nＳｉ（ＯＲ）3（式中のＲ：炭素数６以下の有機基、ｍ：０〜１１の整数、ｎ：０又は２〜６の整数）で表される化合物を含むフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）膜である。フッ素系皮膜３は、鉄系基材２側から酸化シリコン（ＳｉＯ2、ＳｉＯ）、アルキル基（ＣＨ2）、フルオロカーボン（ＣＦ3、ＣＦ2）を含んで構成されている。
【００３０】
次に、本例のフッ素皮膜構造１の形成方法における作用効果について説明する。
本例のフッ素皮膜構造１の形成方法において、皮膜焼成工程では、図４に示すごとく、フッ素含有液３０がコーティングされた状態の鉄系基材２に赤外線８１を照射する。そして、主に、この赤外線８１によって加熱された鉄系基材２からの熱８０によって、鉄系基材２上のフッ素含有液３０を内部から加熱して焼成し、フッ素系皮膜３を形成する。
【００３１】
そのため、従来のように雰囲気加熱等によってフッ素含有液３０を主に表面から加熱する場合に比べて、フッ素含有液３０を内部から充分に加熱して焼成することができる。これにより、鉄系基材２上に形成されるフッ素系皮膜３は、焼成不足の領域を生じることなく、均一に成膜されたものとなる。それ故、フッ素系皮膜３は、フッ素の特性である撥水性を充分に発現することができる。また、フッ素系皮膜３は、充分に焼成されたものとなるため、成膜後に加熱された場合でも、その性能を維持することができる。
【００３２】
このように、本例によれば、鉄系基材２の表面に、上記の性能を有するフッ素系皮膜３を形成することができる。つまり、鉄系基材２に適用されるものであって、優れた撥水性を有し、加熱された場合でもその性能を維持することができるフッ素皮膜構造１を形成することができる。
【００３３】
また、本例において、フッ素含有液塗布工程では、鉄系基材２をフッ素含有液３０に浸漬し、引き上げ速度３０ｍｍ／ｍｉｎで引き上げる。そのため、鉄系基材２上にフッ素含有液３０を均一にコーティングすることができる。そして、フッ素系皮膜３の膜厚を充分に確保することができると共に、均一な膜厚を実現することができる。
【００３４】
なお、フッ素含有液塗布工程では、フッ素含有液３０に浸漬した鉄系基材２の引き上げ速度を変えることにより、鉄系基材２に対するフッ素含有液３０の塗布量を調整することができる。これにより、フッ素系皮膜３の膜厚を制御することができる。
また、本例では、浸漬法を用いて鉄系基材２にフッ素含有液３０をコーティングしたが、スピンコート法やスプレー法等を用いてコーティングすることもできる。
【００３５】
また、皮膜焼成工程では、鉄系基材２を２８０℃で加熱している。これにより、鉄系基材２上にコーティングされたフッ素含有液３０を充分に加熱して焼成することができる。よって、得られるフッ素系皮膜３は、撥水性を充分に有するものとなる。また、成膜後に加熱された場合でも、その性能を充分に維持することができる。
【００３６】
（実施例２）
本例では、実施例１において赤外線加熱によりフッ素系皮膜を形成したフッ素皮膜構造（本発明品）における表面状態及び撥水性の評価を行った。
また、比較として、従来のように雰囲気加熱によりフッ素系皮膜を形成したフッ素皮膜構造（比較品）を準備し、同様の評価を行った。
【００３７】
まず、フッ素皮膜構造の表面状態の評価方法について説明する。
フッ素皮膜構造の表面状態は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）を用いてフッ素系皮膜表面の元素及び化学結合状態を測定した。ＸＰＳ測定を本例では、ＸＰＳの測定を鉄系基材の加熱処理前後において測定した。なお、加熱処理条件は、２５０℃、５０時間とした。また、加熱処理は、電気炉（アドバンテック東洋製、ＫＬ−１００型）を用いて行った。
【００３８】
本発明品のＸＰＳ測定結果を図５（（ａ）：加熱処理前、（ｂ）：加熱処理後）、比較品のＸＰＳ測定結果を図６（（ａ）加熱処理前、（ｂ）加熱処理後）に示す。
これらの図は、縦軸にピーク強度（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）、横軸に結合エネルギー（Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｅｎｅｒｇｙ）（ｅＶ）をとったものである。
【００３９】
比較品（Ｂ１：加熱処理前、Ｂ２：加熱処理後）は、図６（ａ）、（ｂ）から知られるように、加熱処理後においてフルオロカーボン（ＣＦ3、ＣＦ2）のピークがほとんどみられない。つまり、加熱処理前にフッ素系皮膜表面に存在していたフッ素（Ｆ）は、加熱処理後においてほとんど存在していないことがわかる。
【００４０】
一方、本発明品（Ａ１：加熱処理前、Ａ２：加熱処理後）は、図５（ａ）、（ｂ）から知られるように、フルオロカーボン（ＣＦ3、ＣＦ2）のピークは低下がみられるものの、依然として高いピークを示している。つまり、加熱処理前にフッ素系皮膜表面に存在していたフッ素（Ｆ）は、加熱処理後においても依然として安定的に存在していることがわかる。
【００４１】
次に、フッ素皮膜構造の撥水性の評価方法について説明する。
フッ素皮膜構造の撥水性は、表面自由エネルギー測定装置（協和界面化学社製、ＣＡ−ＶＥ型）を用いて、シリンジ径：φ０．７ｍｍ、測定液滴量：３〜４μｌ、液滴測定法：θ／２法、測定接触角：平行接触角の条件で対水接触角を測定する。本例では、対水接触角の測定を鉄系基材の加熱処理前後において測定した。なお、加熱処理条件は、２５０℃、５０時間とした。
【００４２】
対水接触角の測定結果を図７に示す。
同図から知られるように、比較品（Ｂ３）は、加熱処理後に対水接触角が大きく低下している。つまり、加熱によって撥水性が大きく低下したことを示している。一方、本発明品（Ａ３）は、比較品に比べて加熱処理後の対水接触角の低下が小さい。つまり、加熱されても撥水性を維持していることが分かる。
【００４３】
（実施例３）
本例は、実施例１と同様の方法で形成したフッ素皮膜構造における撥水性及び表面の元素量について評価を行った例である。
本例では、実施例１と異なり、皮膜焼成工程における赤外線による鉄系基材の加熱温度を変化させてフッ素系皮膜を形成し、得られたフッ素皮膜構造について評価を行った。
【００４４】
具体的には、図８（ａ）、（ｂ）に示すごとく、フッ素含有液３０をコーティングした鉄系基材２を赤外線焼成炉５内のサンプル台５１上のＳＵＳ製の受け皿５４にセットした。そして、鉄系基材２に対してヒータ５３から赤外線８１を照射し、鉄系基材２の温度を所定の温度（２００〜３８０℃）にした状態で１０分保持した。その後、鉄系基材２を冷却し、鉄系基材２上にフッ素系皮膜３（図１）を形成した。
なお、鉄系基材２の温度は、受け皿５４の裏面に耐熱テープ５５により取り付けられた熱電対５６を温度測定装置５７につなげて測定した。本例では、ＳＵＳ製の受け皿５４の温度を受け皿５４にセットした鉄系基材２の温度に代用した。
【００４５】
また、撥水性の評価は、基本的には実施例２と同様の方法であり、対水接触角の測定を鉄系基材の加熱処理前後において行った。加熱処理条件は、２５０℃、５０時間とした。
また、表面の元素量の評価は、基本的には実施例２と同様の方法であり、ＸＰＳの測定を鉄系基材２の加熱処理前後において行い、フッ素皮膜構造の表面の元素量（フッ素（Ｆ）、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、鉄（Ｆｅ））を求めた。加熱処理条件は、２５０℃、５０時間とした。
以下、測定結果について説明する。
【００４６】
対水接触角の測定結果を図９に示す。同図は、縦軸に対水接触角（°）、横軸に赤外線による鉄系基材の加熱温度（℃）をとったものである。
同図から知られるように、加熱処理前のフッ素皮膜構造（Ｃ１）は、赤外線による鉄系基材の加熱温度が３１０℃を超えたあたりで対水接触角が小さくなっていく。
一方、加熱処理後のフッ素皮膜構造（Ｃ２）は、２８０℃付近から対水接触角が大きくなり、３１０℃付近で最大となる。そして、３２０℃を超えたあたりから小さくなり、３４０℃を超えたあたりから一定となる。
【００４７】
この結果から、加熱された場合であっても高い撥水性を維持するためには、皮膜焼成工程において、赤外線による鉄系基材の加熱温度を２８０〜３４０℃の範囲内にすることが好ましいことがわかる。
さらに、より一層高い撥水性を維持するためには、２９５〜３３０℃の範囲内とすればよいことがわかる。
【００４８】
次に、ＸＰＳ測定結果を図１０（（ａ）：加熱処理前、（ｂ）：加熱処理後）に示す。同図は、縦軸に元素量（ａｔｍ％）、横軸に赤外線による鉄系基材の加熱温度（℃）をとったものである。
図１０（ａ）から知られるように、加熱処理前のフッ素皮膜構造は、赤外線による加熱温度が高くなるほど、フッ素（Ｆ）の量が徐々に少なくなっており、３５０℃ではほぼ０％近くなっている。また、シリコン（Ｓｉ）の量は逆に増えている。
これにより、赤外線による加熱温度が高い場合には、フッ素系皮膜形成までにフッ素の分解が進み、フッ素の量が少なくなると推測される。そのため、撥水性が低下するおそれがある。一方、赤外線による加熱温度が低い場合には、フッ素系皮膜と鉄系基材との結合を促進させるシリコンの量が少ないため、フッ素系皮膜の密着性が低くなると推測される。
【００４９】
また、図１０（ｂ）から知られるように、赤外線による鉄系基材の加熱温度を２８０〜３４０℃の範囲内にてフッ素系皮膜を形成した場合、加熱処理後のフッ素皮膜構造は、加熱処理しているために加熱処理前ほどフッ素（Ｆ）の量は多くないが、加熱温度が高くなっても充分な量を有している。
これにより、赤外線による加熱温度が低い場合には、フッ素系皮膜における鉄系基材側のシリコンを含有する層と表面側のフッ素を含有する層とが加熱処理によって鉄系基材から同時に脱離されるため、フッ素の量が少なくなると推測される。一方、赤外線による加熱温度を２８０℃以上にしてフッ素系皮膜を形成した場合には、フッ素系皮膜と鉄系基材との結合を促進させるシリコンを含有する層が鉄系基材側に形成され、密着性が高くなると推測される。そのため、フッ素系皮膜における鉄系基材側のシリコンを含有する層と表面側のフッ素を含有する層とが加熱処理によって鉄系基材から同時に脱離されることを抑制することができ、フッ素の量が維持される（増える）と推測される。
【００５０】
よって、図９に示した対水接触角の評価に加えて、図１０に示したフッ素皮膜構造の表面の元素量（特にフッ素量）の評価結果から、皮膜焼成工程において赤外線による鉄系基材の加熱温度を２８０〜３４０℃とすることが好ましいことがわかった。この温度範囲では、加熱されても対水接触角が大きく、フッ素量も充分であるため、撥水性を高い状態で維持することができる。
さらには、皮膜焼成工程において赤外線による鉄系基材の加熱温度を２９５〜３３０℃とすることがより好ましいことがわかった。この温度範囲では、特に加熱処理後の対水接触角が大きく、フッ素量も充分であるため、加熱されても撥水性をより高い状態で維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１における、フッ素皮膜構造を示す説明図。
【図２】実施例１における、フッ素含有液塗布工程を示す説明図。
【図３】実施例１における、皮膜焼成工程を示す説明図。
【図４】実施例１における、フッ素含有液が加熱・焼成される様子を示す説明図。
【図５】実施例２における、本発明品のＸＰＳ測定結果（（ａ）加熱処理前、（ｂ）加熱処理後）を示す説明図。
【図６】実施例２における、比較品のＸＰＳ測定結果（（ａ）加熱処理前、（ｂ）加熱処理後）を示す説明図。
【図７】実施例２における、対水接触角の測定結果を示す説明図。
【図８】実施例３における、（ａ）皮膜焼成工程を示す説明図、（ｂ）熱電対の取り付け位置を示す説明図。
【図９】実施例３における、対水接触角の測定結果を示す説明図。
【図１０】実施例３における、フッ素皮膜構造の表面の元素量と赤外線による基材の加熱温度との関係（（ａ）加熱処理前、（ｂ）加熱処理後）を示す説明図。
【図１１】従来における、フッ素含有液が加熱・焼成される様子を示す説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１  フッ素皮膜構造
２  鉄系基材
３  フッ素系皮膜
３０  フッ素含有液
８１  赤外線
【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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【図７】
2008229607.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008229607.tif 000013