(57)【要約】【課題】撥水性コーティング皮膜中に長期に渡り安定的に空気層を保持することができる撥水性コーティング皮膜及び液体輸送配管を提供することである。【解決手段】本発明の撥水性コーティング皮膜は、皮膜に形成された気孔の平均気孔径が５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、かつ皮膜の気孔率が１５体積％以上で５０体積％以下であり、かつ皮膜中に無機粒子を含む。また、本発明の流体輸送配管は、流体を輸送する配管であって、その内部を通過させることにより流体を輸送する配管の内表面に本発明の撥水性コーティング皮膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膜に形成された気孔の平均気孔径が５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、かつ前記皮膜の気孔率が１５体積％以上で５０体積％以下であり、かつ前記皮膜中に無機粒子を含むことを特徴とする撥水性コーティング皮膜。
【請求項２】
前記皮膜とその皮膜に接触する液体との接触角が９０°以上であることを特徴とする請求項１記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項３】
前記皮膜に接触する液体が水又は水を含む液体であることを特徴とする請求項１又は２記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項４】
前記皮膜の膜厚が０．１μｍ以上で５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項５】
前記皮膜がフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項６】
前記無機粒子が平均粒径１ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項７】
前記無機粒子が皮膜全体の２体積％以上３０体積％以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項８】
前記無機粒子がカーボンからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項９】
前記無機粒子がアスペクト比２以上の柱状または針状粒子であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項１０】
前記無機粒子がカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜。
【請求項１１】
流体を輸送する配管であって、その内部を通過させることにより前記流体を輸送する配管の内表面に、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の撥水性コーティング皮膜を形成したことを特徴とする流体輸送配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体との摩擦抵抗を低減するための撥水性コーティング皮膜及び流体輸送配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、配管内に流体を通過させた場合、入口と出口で圧力の低下、すなわち圧力損失が生じる。この圧力損失は、配管の径が小さいほど、また、配管の長さが長いほど大きくなる。圧力損失は、流体と配管表面の摩擦抵抗によるエネルギー損失であり、これをより小さくすることができれば、機器・システムのエネルギー効率が飛躍的に向上するため、さまざまな研究開発がなされている。
【０００３】
長方形管及び正方形管の内面に水を通過させた場合の圧力損失について検討を行い、管内面に撥水性コーティング皮膜を形成した場合、通常の管に比較して圧力損失が低減することを確認したものがある（例えば、非特許文献１参照）。この場合の圧力損失低減の割合は、正方形管の場合で約２２％であり、理論的解析により、この抵抗減少効果は流体の配管表面における滑りに起因すると推察している。しかしながら、この圧力損失低減の現象は、流速の小さい層流域のみで見られ、流速の速い乱流域ではこの効果が消滅している。
【０００４】
また、回転円板の水中における摩擦係数に対しても同様の検討を行い、この場合も表面に撥水性の皮膜を形成した場合、３０％前後の摩擦係数の低減を確認したものがある（例えば、非特許文献２参照）。この場合も同様に、摩擦係数低減の現象は流速の小さい層流域のみで見られ、流速の速い乱流域では効果が消滅している。
【０００５】
一方、矩形管の上下面に撥水性の壁を形成し圧力損失を測定した結果、通常の壁と比較して約４．５％の流動抵抗減少を確認したものもある（例えば、非特許文献３参照）。この抵抗減少は、撥水壁に形成した微細凹凸の形状に大きく依存し、完全に滑らかな面では抵抗減少は認められず、空気を保持しやすい微細構造を形成した場合に圧力損失の低減が認められるとしている。ただし、この実験の際のレイノルズ数は１３００以下の層流域であり、これ以上の流速での測定は行っていない。
【０００６】
これらの研究等より以下のことがわかる。すなわち、流体の流路に撥水性の皮膜を形成することにより、圧力損失を低減させることが可能と考えられるが、撥水性の皮膜だけでは、圧力損失の低減は達成できず、撥水性コーティング皮膜が空気層を保持していることが必要であること、また、これらの圧力損失の低減現象は、すべてレイノルズ数の小さい層流域のみで見られ、流速の速い乱流域では効果が見られない。
【０００７】
このことから、撥水性コーティング皮膜に空気層を保持させるための方法として、撥水性コーティング皮膜表面に微細な凹凸構造を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この際、人工的に凹凸構造を形成する方法として、研摩・研削等の機械加工、酸・アルカリによる化学反応、電極による電気分解、金属による鋳造等が挙げられている。
【０００８】
また、精密切削加工、蒸着、エッチング、塗装等の手段により、固体表面に凹凸を形成し固体界面の表面エネルギーを小さくして、固体と液体の間の流動抵抗を低減することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
また、基材の表面に樹脂層を形成し、この樹脂層の上に疎水性粒子をコーティングした後、プレスして前記樹脂中に疎水性粒子の一部を埋め込み、疎水性粒子の一部を樹脂表面上に突出させ、樹脂の固化により疎水性粒子を固定化して微細な凹凸表面を形成することも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
さらに、特定の粉体を樹脂に調製し、得られる調製物を基材表面に塗布することにより、塗膜表面に粉体による凹凸を形成し、空気膜保持性能を得ることが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平９−２７９３６３号公報
【特許文献２】特開２０００−８７９２１号公報
【特許文献３】特開平９−５３６１２号公報
【特許文献４】特開平８−２６１７６号公報
【非特許文献１】渡辺敬三、ＹＡＮＵＡＲ、大木戸勝利、水沼博、“超撥水性矩形管の抵抗減少効果に関する研究”，機械学会論文集，６２−６０１，Ｂ（１９９６），ｐ３３３０−３３３４
【非特許文献２】渡辺敬三、小方聡、“超撥水性回転円板のニュートン流体における摩擦抵抗の低減について”，機械学会論文集，６３−６１２，Ｂ（１９９７），ｐ２７５２−２７５６
【非特許文献３】長谷川雅人、角波雅之、磯野耕誠、上野久儀、“上下壁面にはっ水性微細構造を有する矩形管内流れの流動特性”，第４２回日本伝熱シンポジウム講演論文集，Ｂ１２２，（２００５−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述したような撥水性コーティング皮膜に凹凸を形成する方法では、一時的に皮膜に空気層を形成することができたとしても、長期に亘り安定的に空気層を保持することが難しい、あるいは低流速域では空気層は保持されるが、高流速域では空気層が剥がれてしまう等の問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、撥水性コーティング皮膜中に長期に渡り安定的に空気層を保持することができる撥水性コーティング皮膜及び液体輸送配管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、流体との摩擦低減のための撥水性コーティング皮膜構造に関し、鋭意研究を重ねた結果、撥水性コーティング皮膜中に適切な気孔径を有する微細な気孔を適切な気孔率で形成し、さらには、この撥水性コーティング皮膜中に無機粒子を配合することにより、空気層を長期にわたって安定的に保持することができ、かつ低流速域のみならず、高流速域においても安定的に空気層を保持することができることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１４】
すなわち、本発明に係わる撥水性コーティング皮膜は、皮膜に形成された気孔の平均気孔径が５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、かつ前記皮膜の気孔率が１５体積％以上で５０体積％以下であり、かつ前記皮膜中に無機粒子を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の流体輸送配管は、流体を輸送する配管であって、その内部を通過させることにより前記流体を輸送する配管の内表面に、本発明の撥水性コーティング皮膜を形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撥水性コーティング皮膜は、撥水性を有すると同時に、撥水性コーティング皮膜中に微細な連続気孔が形成され、かつ皮膜中に無機粒子が配合されているため、撥水性コーティング皮膜中に空気層を長期に安定的に保持することができ、かつ低流速域のみならず、高流速域においても安定的に空気層を保持することが可能となる。従って、この撥水性コーティング皮膜を液体の接触面に形成した場合、液体と皮膜との摩擦による圧力損失を低減させることができ、例えば、流体を輸送するパイプライン内表面、冷却水の通路部、水車部品、船舶の船底等に形成した場合、システムのエネルギー効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の撥水性コーティング皮膜は、皮膜に形成された気孔の平均気孔径が５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、かつ皮膜の気孔率が１５体積％以上で５０体積％以下であり、かつ皮膜中に無機粒子を含むことを特徴とする。図１には、金属基材上に本発明の撥水性コーティング皮膜を形成したときの模式断面図を示す。図１で示すように、撥水性コーティング皮膜１は金属基材２の表面に形成される。撥水性コーティング皮膜１は、撥水性を有しかつ微細な連続気孔３が形成された無機粒子４を含む皮膜である。
【００１８】
ここで、撥水性コーティング皮膜１は公知の材料で形成することができ、例えば、酸化ケイ素を主成分とするもの、酸化アルミニウムを主成分とするもの、酸化ジルコニウムを主成分とするもの、フッ素樹脂を主成分とするもの、さらにはこれらを混合したもの等が挙げられる。この中でも特にフッ素樹脂を主成分とするものは、高い撥水性を示すと同時に化学的にも極めて安定であるため、より好適な材料である。さらに、撥水性皮膜中に上記のような気孔径及び気孔率を有する気孔を形成するのも容易である。
【００１９】
また、例えば酸化ケイ素を主成分とする組成物としては、ＳｉＯ２−ＺｒＯ２系等の組成物が挙げられるが、この組成物により皮膜を形成した場合、化学的、熱的に安定であり、撥水性皮膜中に上記のような気孔径及び気孔率を有する気孔を形成するのも容易であると同時にメチル基、フッ素基等の撥水性の基を付与することが比較的容易である。
【００２０】
この皮膜の形成は、通常の皮膜形成の手法により行えばよく、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、溶射やディップコーティング、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ロールコーティング等の湿式コーティング等で行うことができ、その皮膜形成方法は限定されるものではない。
【００２１】
また、この皮膜に形成される気孔は、その平均気孔径が、５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下である。この皮膜中の気孔径が小さいほど皮膜気孔中への流体の進入が抑制され空気層が安定的に保持される。
【００２２】
ここで、平均気孔径を５０ｎｍ以下に限定したのは、平均気孔径が５０ｎｍより大きい場合では、気孔中への流体の進入が十分抑制されず、空気層が安定的に保持されないためである。一方、平均気孔径を５ｎｍ以上に限定したのは、平均気孔径が５ｎｍより小さい場合には、空気層の形成が困難となり、本発明の目的である圧損低減が実現できないためである。なお、ここで平均気孔径は、例えば、ガス吸着法、水銀圧入法等の方法により求めたものである。
【００２３】
さらに、この皮膜は、気孔率が１５体積％以上で５０体積％以下である。液体に対する圧力損失を効率的に低減させるために、撥水性コーティング皮膜において重要なことは、皮膜に形成された気孔が皮膜全体に連続につながっていることである。
【００２４】
皮膜の気孔率を１５体積％以上に限定したのは、気孔率が１５体積％より小さい場合、気孔の一部又はかなりの部分が閉気孔になってしまい、十分な空気層の形成ができないからである。また、皮膜の気孔率を５０％以下に限定したのは、気孔率が５０体積％より大きい場合、皮膜の強度、耐久性が十分でなくなってしまい剥がれ等の問題が生じるためである。
【００２５】
ここで、気孔率とは、皮膜全体に対する空洞部の体積比率を示したものである。なお、図１における断面では、気孔が連続的繋がっていないように見えるが、３次元的には連続的に繋がっている。
【００２６】
また、本発明の撥水性コーティング皮膜１は、金属基材２上に形成されているが、この基材として用いることができるものは金属に限られず、樹脂やセラミックス等の撥水性コーティング皮膜を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。
【００２７】
また、本発明に係わる撥水性コーティング皮膜は、上記した目的を達成するために、撥水性コーティング皮膜において、皮膜とその皮膜に接触する液体との接触角が９０°以上であることが好ましい。
【００２８】
図２は水に対する接触角の定義を説明するための図であるが、この図において接触角θは以下のように定義される。
【００２９】
θ＝２ｔａｎ−１（ｈ／ｒ）
本発明の撥水性コーティング皮膜において、接触する液体に対する接触角を９０°以上が好ましいとしたのは、接触角が９０°より小さい場合には、流体の固体との界面における滑りが不十分であり、圧力損失低減の効果が小さくなるためである。
【００３０】
なお、接触する液体は、水又は水を含む液体であることが好ましく、このとき、それらの液体に対して接触角が９０°以上となる撥水性コーティング皮膜を用いることが好ましい。ここで、水または水を含む液体に対する接触角が９０°以上となる撥水性コーティング皮膜としては、例えば、フッ素樹脂を主成分とするもの、酸化ケイ素を主成分とするもの、酸化アルミニウムを主成分とするもの、酸化ジルコニウムを主成分とするもの、あるいはこれらの混合系等が挙げられる。
【００３１】
また、本発明に係わる撥水性コーティング皮膜は、その接触する流体として、水又は水を含む液体であることが好ましく、ここで水を含む液体としては、水溶性又は水に不溶の無機化合物又は有機化合物を含む水系の液体が挙げられ、具体的には、海水、河川水、不凍液（エチレングリコール系、プロピレングリコール系等）、錆び止め剤を含む水等が挙げられる。
【００３２】
また、本発明に係わる撥水性コーティング皮膜は、皮膜の膜厚が０．１μｍ以上で５０μｍ以下であることが好ましい。撥水性コーティング皮膜の膜厚を０．１μｍ以上に限定したのは、皮膜が０．１μｍより小さい場合には、部分的に被膜の形成されていない部位が生じたり、あるいはわずかな摩耗により被膜が失われてしまうためである。従って十分な撥水性を維持することができず、本発明の目的を達成することができない。一方、５０μｍ以下に限定したのは、皮膜の膜厚が５０μｍより厚い場合には、密着強度が減少し、はがれ等の問題が発生し、実機への適用が困難となるためである。
【００３３】
また、本発明の無機粒子は、平均粒径１ｎｍ以上で３００ｎｍ以下であることが好ましい。無機粒子が連続気孔を有する皮膜中に配合された場合、この無機粒子が皮膜に保持された近傍において安定的な空気層の形成が可能となる。ここで平均粒径を３００ｎｍ以下に限定したのは、平均気孔径が３００ｎｍより大きい場合では、無機粒子近傍に形成される空隙が大きく、この空隙への流体の進入が十分抑制されず、空気層が安定的に保持されないためである。一方、平均粒径を１ｎｍ以上に限定したのは、平均粒径が１ｎｍより小さい場合は、空気層の形成が困難となり、本発明の目的である圧損低減が困難となる。
【００３４】
さらに、この無機粒子の体積比率は、気孔を除いた皮膜全体の２体積％以上３０体積％以下であることが望ましい。無機粒子の体積比率を２体積％以上に限定したのは、体積比率が２体積％より小さい場合、無機粒子近傍における空気層保持の効果が小さいためであり、また、無機粒子の体積比率を３０体積％以下に限定したのは、体積比率が３０体積％より大きい場合、無機粒子の脱落が生じてしまい、皮膜の強度、耐久性が十分でなくなるためである。
【００３５】
また、本発明に係わる無機粒子は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ケイ化物等の金属化合物あるいはカーボン等を挙げることができる。このとき、結晶質、非晶質は問わない。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化クロム、酸化イットリウム、酸化ニオブ等の金属酸化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化クロム等の金属窒化物、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化クロム等の金属炭化物、ケイ化モリブデン、ケイ化タングステン等の金属ケイ化物が挙げられる。また、特にカーボンはそれ自身が撥水性を有すると同時に化学的にも安定であり、環境面においても実用性の高い材料である。さらに、カーボンナノチューブはチューブ内に空洞を有すると同時に粒子形状がアスペクト比をもつため、これが本発明の要点である空気層の保持にとって極めて好適である。
【００３６】
また、本発明に係わる撥水性コーティング皮膜において、配合する無機粒子はアスペクト比２以上の柱状、または針状粒子であることが好ましい。その理由は、無機粒子がアスペクト比を持つことによって、無機粒子が皮膜中に固定される部位近傍において、安定な空気層の形成が可能となり、本発明の目的である圧損低減において極めて好適である。
【００３７】
次に、本発明の撥水性コーティング皮膜の製造方法について説明する。本発明の撥水性コーティング皮膜の製造方法は、まず、撥水性コーティング皮膜を形成することができる組成物中に、気孔形成用物質を配合して撥水性皮膜組成物を調製し、これを基材表面に皮膜形成した後に気孔形成用物質を皮膜より消失させることにより気孔を形成することができる。
【００３８】
また、気孔を形成するための気孔形成用物質は、皮膜を形成するまでの工程においては、粒状の固形状又は液体状で存在し、皮膜を形成した後、気孔を形成する工程においてこの物質のみが消失することで撥水性コーティング皮膜に気孔を形成するものである。
【００３９】
例えば、撥水性皮膜組成物がセラミック形成用の組成物である場合には、焼成温度以下で蒸発又は昇華する化合物を用いることができ、また、焼成操作をしない場合、あるいは焼成、及び熱処理温度が比較的低い場合には、基体上に皮膜を形成した後に、これを水又は溶液に浸漬することによって、水又は溶液中に溶解、溶出する物質を用いることができる。
【００４０】
この気孔形成用物質としては、ポリエチレングリコールをはじめとして、皮膜形成時の焼成、又は皮膜形成後の溶出等により除去可能なものであればその材質は特に限定されるものではなく、なかでも、ポリエチレングリコールは、広い範囲の分子量のものが安価で市販されており低コストであって、沸点が１５０℃〜２００℃と低いことからセラミックで皮膜を形成する際には焼成と同時に消失させることができ、また、水に可溶であるため、水や水溶液に浸漬して溶解、溶出させて消失させることもでき、本発明の撥水性コーティング皮膜を形成するのに好適な化合物である。
【００４１】
なお、撥水性コーティング皮膜の気孔は、この気孔形成用物質が消失して形成されるものであるため、気孔形成用物質の分子量等と密接に関連し、所望の平均気孔径に合わせて所定の分子量等を有する気孔形成用物質、すなわち形成したい平均気孔径と近い分子量を有する気孔形成用物質を選択すればよく、これにより平均気孔径の制御をすることができる。さらに、この調製工程において、気孔形成用物質の配合比率によって、気孔率も制御することができる。
【００４２】
このように平均気孔径及び気孔率は気孔形成用物質の分子量や配合量により制御することができるため、この撥水性コーティング皮膜と接触する液体に対して、最適な平均気孔径及び気孔率とするように条件を設定して撥水性コーティング皮膜を形成することが可能であり、圧力損失の低減を達成できる撥水性コーティング皮膜を効率的に得ることができる。
【００４３】
また、焼成操作をしない組成物等の場合には、皮膜を形成した後に、この皮膜を水又は溶液に浸漬し、気孔形成用物質を溶解、溶出させて撥水性コーティング皮膜中に気孔を形成することができる。この溶解や溶出させる際に、これらを促進するために超音波処理を行っても良い。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明について実施例及び比較例を参照しながら説明する。なお、本実施例及び比較例においては、図１に示したように、金属基材１の表面に撥水性を有し、かつ微細な連続気孔３の形成された皮膜２の中に無機粒子４を有する構造の撥水性コーティング皮膜を形成した。
【００４５】
また、撥水性コーティング皮膜の性能評価は、図３に示したように、内面に撥水性コーティング皮膜を形成した金属配管５に、水を流通させるためのポンプと、入口、出口のそれぞれに圧力測定のための圧力計６，７を設けた装置を使用し、この配管５内にポンプの圧力により水を矢印方向に注入し、入口と出口の圧力を圧力計６，７により計測して圧力損失を評価して行った。
【００４６】
（実施例１）
フッ素樹脂を含む水系スラリーにポリエチレングリコール＃４００（和光純薬株式会社製）、及び粒径１００ｎｍのカーボン粉末を、皮膜として形成した場合に気孔を除いた皮膜部分全体に対して２０体積％になるように配合して分散液とした。このときのポリエチレングリコールの配合量は、皮膜形成後の水中における浸漬工程でポリエチレングリコールが溶出することにより気孔率が４５％形成されるようにした。この分散液を、外径８ｍｍ、内径６ｍｍ、長さ１ｍのアルミニウム管の内面にディピングにより塗布し、塗布後、常温で約１５時間乾燥し、大気中１２０℃で３０分熱処理して皮膜を形成した。その後、このアルミニウム管を常温で水中に浸漬させて、超音波処理を行いながら、ポリエチレングリコールを皮膜から溶出させ、気孔を形成した。
【００４７】
このときのコーティング膜の膜厚は約１μｍで、皮膜の平均気孔径は３０ｎｍであり、この皮膜の水に対する接触角は約１００°であった。得られたアルミニウム管を用いて図３に示した装置構成とし、アルミニウム管の内部にポンプにより常温の純水を通過させながら入口と出口の圧力（静圧）を測定することによりアルミニウム管の圧力損失を測定した。なお、このときのレイノルズ数は１，０００（層流域）であった。その結果、被膜の形成された管は、被膜が形成されていないものと比較して約１５％の圧力損失の低減が認められ、圧力損失の低減を効果的に行うことができることが確認できた。
【００４８】
（実施例２）
組成物中に配合するカーボン粒子の量を減量し、気孔を除く皮膜全体に対しカーボンの配合量を１０体積％とした他は実施例１とまったく同じ方法で皮膜を形成し、実施例１と同じ方法で圧力損失を測定した。その結果、被膜の形成された管は、被膜が形成されていないものと比較して約１２％の圧力損失の低減が認められた。
【００４９】
（実施例３）
組成物中に配合するカーボン粒子の量を減量し、気孔を除く皮膜全体に対しカーボンの配合量を５体積％とした他は実施例１とまったく同じ方法で皮膜を形成し、実施例１と同じ方法で圧力損失を測定した。その結果、被膜の形成された管は、被膜が形成されていないものと比較して約８％の圧力損失の低減が認められた。
【００５０】
（比較例１）
組成物中に配合するカーボン粒子の量を減量し、気孔を除く皮膜全体に対しカーボンの配合量を１体積％とした他は実施例１とまったく同じ方法で皮膜を形成し、実施例１と同じ方法で圧力損失を測定した。その結果、被膜の形成された管は、被膜が形成されていないものと比較して圧力損失の低下は認められなかった。
【００５１】
（比較例２）
組成物中に配合するカーボン粒子の量を増量し、気孔を除く皮膜全体に対しカーボンの配合量を３５体積％とした他は実施例１とまったく同じ方法で皮膜を形成し、第１の実施例と同じ方法で圧力損失を測定した。その結果、被膜の形成された管は、被膜が形成されていないものと比較して約２％の圧力損失の低減しか認められなかった。
【００５２】
（比較例３）
組成物中に配合するカーボン粒子の平均粒径を４００ｎｍとした他は実施例１とまったく同じ方法で皮膜を形成した。このときの皮膜の水に対する接触角は約１００°であり、皮膜の気孔率は４５％であった。この皮膜を形成した管について、第１の実施例と同じ方法で圧力損失を測定した。その結果、被膜の形成された管は、被膜が形成されていないものと比較して約４％の圧力損失の低下しか認められなかった。
【００５３】
（比較例４）
組成物中に配合するカーボン粒子の平均粒径を０.５ｎｍとした他は実施例１とまったく同じ方法で皮膜を形成した。このときの皮膜の水に対する接触角は約１００°であり、皮膜の気孔率は４５％であった。この皮膜を形成した管について、第１の実施例と同じ方法で圧力損失を測定した。その結果、被膜の形成された管は、被膜が形成されていないものと比較して圧力損失の低下は認められなかった。
【００５４】
以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、長期に渡り安定的に空気層を保持することができ、低流速域のみならず、高流速域においても安定的に空気層を保持することができるので、流体の関与する機器・システムにおいて流体摩擦抵抗を低減し、エネルギー効率を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の撥水性コーティング皮膜を金属基材上に形成した場合の模式断面図。
【図２】本発明の撥水性コーティング皮膜における液体の接触角の説明図。
【図３】本発明の撥水性コーティング皮膜を形成した配管の圧力損失を評価する装置の模式図。
【符号の説明】
【００５６】
１…撥水性コーティング皮膜、２…金属基材、３…気孔、４…無機粒子、
５…アルミニウム管、６…圧力計（液体入口測定用）、７…圧力計（液体出口測定用）
【図１】
2009247949.tif 000003
【図２】
2009247949.tif 000004
【図３】
2009247949.tif 000005