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表面処理

金属のUVオゾン処理による表面改質(1)

 金属表面の接着メカニズムについての文献は少ない。しかし、製品の高度化・微細化の進歩にともない機能性材料への要求も高くなり、その中で樹脂・金属の一体成型などが進んでいます。UV・オゾンによる改質技術は、金属表面の反応性が高いため、目視では問題無いように見えても、表面状態は材料の保存中に劣化しており、加工製品の歩留まりを大きく低下させています。金属材こそ加工前に表面張力を評価して、それに応えた表面処理を施す事が大切な素材です。

金属の表面張力
 金属表面は下記表に示すように表面張力は極めて高く、セラミックや有機化合物よりはるかに活性度が高い事が特徴です。
ここで注意して頂きたのは、金属表面の反応性はあまりにも高いので、大気中ではすぐに表面に酸化被膜ができるため、常温では金属表面張力は測れません。そのため表面張力は、1,000℃以上の高温で溶かした金属を不活性ガス下で測っています。我々が大気中で扱う金属は、表面は空気による一般酸化で生じたルーズな酸化被膜で覆われており、その上に有機性汚染層が堆積したものです。

表. 金属の表面張力
物  質 表面張力
(mN/m)
温  度
(℃)
  塩化ナトリウム(空気中) 117.6 803
  水銀(窒素中) 482.1 25
  銀(水素中) 892 1,000
  金(水素中) 1,120 1,200
  銅アルゴンr中) 1,157.6 1,100
  鉄(ヘリウム中) 1,720 1,570
  水
  〃
71.96
75.62
25
0