着雪氷防止皮膜と溶射法の応用

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本研究は、着雪氷防止機能を有する皮膜の開発を目的に、超撥水性を有するフッ素化カーボンと溶射皮膜との複合化について検討を行った。前年度では複合化法として含浸法を用いたが、本年度はフッ素化カーボンを充填したワイヤを用いる複合ワイヤ法について検討を行い、以下のような結果を得た。(1) 接触角の測定:複合ワイヤはアルミニウム及び銅チューブに充填したものの2種類を用いた。得られた皮膜の接触角を5mmピッチで全56点測定したが、多少のばらつきは見られたもののいずれの複合ワイヤにおいても平均140度の接触角を示した。(2) EPMA、ESCAによる表面分析:EPMAによって面分析を行った結果、一部偏析が認められるものの良好に分散している。また、ESCAによる分析からアルミニウムとフッ素が結合したAlF_3・3H_2O、炭素とフッ素が結合したP-(CF_2=CF_2)のピークスペクトルが見られ、フッ素が1sの軌道でアルミニウム及び炭素と結合しているという新たな知見を得た。(3) 促進暴露試験:紫外線蛍光灯式耐候性試験機を用いて促進暴露試験を行った。暴露時間は4時間紫外線照射、4時間暗黒湿潤を1サイクルとして126サイクル(1008時間)まで行った。銅チューブを用いた複合皮膜では126サイクルにおいても125度以上の接触角を示しているが、アルミニウムチューブを用いた皮膜では暴露サイクルとともにバラツキが大きくなり、それにともない接触角の平均値は100度まで低下した。(4)密着強度試験:複合皮膜の密着強度の測定をJIS H 8667に準拠して行った。基材にはφ25mmのアルミニウム丸棒を用い、皮膜厚さ300μm、N数は15とした。密着強度はアルミニウム、銅チューブともにソリッドワイヤでの皮膜強度の半分程度に低下している。これは、皮膜内部にフッ素化カーボンが存在しているために、その部分で強度が落ちるためであると考えられる。