濡れ試薬と接触角&プラズマ処理。開発から受託まで

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プラズマ表面処理で親水化や油分洗浄

あらゆる材料を200種のプラズマ処理で改質いたします。A4評価は無料です2.bmp

接触角とダイン数(濡れ指数)

家庭でよく使われるフライパン  沢山ある種類の中で広く知れ渡ったテフロン処理って聞いたことあるかと思いますが あのフライパンに水を垂らすと水は粒型になりコロコロ転がります。この状態は接触角でいうと非常に高い状態で100°角を超えている状態といえます。
この状態で目玉焼きを焼いても卵はフライパンにくっつきませんが何も処理していないフライパンには卵はベッタリくっついて焼かれてしまします。

これと同様で 
フィルム材料に水を落としてベタッとする材料はくっつき(接着)しやすく はじく材料はくっつきにくい(密着悪い)ということがいえます。

水と油の分離作用も同様で、材料に油分が付着してるとくっつきにくいです。


これらの事から接合の世界では接触角を比較することから検討が始まります。

接触角が高いとくっつきにくい、逆に低いとくっつきやすい これ覚えておいてください。
(化学や分子結合があるのでこればっかりとは言えませんが。。)

もうひとつにダイン数(濡れ指数)というのがあって試薬ペンが市販されています。
これはベタッとするほどダイン数と呼ばれる数字があがります。ダイン数に関しては ダイン数が高いほうがくっつきやすいとなります

ダイン数の最大は70ダインでこれ以上は計る事ができません。
接触角でいうとだいたい40°ぐらいですのでそれ以上の計測は接触角に頼るしかないのです。

プラズマ処理を使うとこの角度が著しく変化し、それらをもとに様々な試験が始まります。


また原子力顕微鏡などでは分子レベルで表面を確認することが出来ますが
非常に高価で我々には購入できませんので試験センターで確認することになります。


MSRのプラズマ処理は多くの機能材フィルムの表面を改質して密着強度促進したり、
アルミ箔や銅箔の表面に付着している油分をプラズマ表面処理で取り除く事を得意としています。(洗浄処理)



ダインについて勉強しよう


ダイン、dyn.png

ダイン数を計測する試薬.png


ダイン数を計測する試薬が綺麗に濡れるか?-2.png.png




MSRではプラズマ処理やコロナ処理でダイン数と接触角の調整が可能です。



先ず最初に、ダイン数って何なの? 
から始めましょう

左の表はwikipediaからですがよくみると非常に小さいエネルギーを表現する際に使っています。
1Nの100000分の1が1ダイン(dyn)ということですね。
dyne /dn/
【理】 ダイン 《1 グラムの物体に作用して毎秒 1 cm の加速度を生ずる力》.
ギリシャ語「力」の意

難しい事はさておき、ダイン数が高い方が密着性が良い、低いと悪いということですが
低すぎても、高すぎても良くないことも多くあります。

塗材や素材に応じてこのダイン数の指定や調整が必要になることがありますが
それらは左図にあるようにダイン毎に分けられた試薬を使って計ります。

先ほども申し上げたようにダイン数が大きいほど塗りやすい(濡れ易い)ということになり塗装や塗工をする際に有効です。







この画像に表記されているのは40ダインの試薬では綺麗に濡れるのに60ン試薬では弾いて玉状になっているのがわかります。その下50ン試薬では微妙に濡れているのがわかります。このように数ある試薬を試験塗りしてどれぐらいのレベルかを計っていきます。
評価方法は日本工業規格JIS K6768 プラスチック−フィルム及びシート−ぬれ張力試験方法を基に各社独自の試験方法で行われているようです。

日本工業規格JIS K6768
ぬれ張力試験-1.png


ポリイミド 未処理 75.2度.bmp


ポリイミド 処理後 3.2度.bmp








続いて純水を使った接触角です。
上の画像は未処理のポリイミドフィルムに純水を点滴した画像です。
くりんと球状型が見えるのに対して下段の画像は球体が完全に横に広がっています。
つまり濡れ易い(塗りやすい)ということが言えます。

既に説明したダインとは違い接触角は低い方が濡れ易い(塗りやすい)ということですので皆さん覚えておいてください。

例えばフッ素フィルムを処理した場合のレポート

フッ素フィルムをプラズマ処理、ダイン数変化.png

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塗工・塗布の密着アップ












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