洗浄効果による濡れ性変化
ウェット洗浄・ドライ洗浄の効果について
ディップコーティングにおいて塗布対象となるワークの濡れ性を向上させることは、あらゆる面で利点をもたらします。
接触角計を使用して、洗浄後のワーク表面の接触角と表面自由エネルギーの変化について説明します。
評価対象：タングステン合金の平板
洗浄パターン1 ウェット洗浄から乾燥まで
- ウェット洗浄
-
- アルカリ洗浄＋超音波洗浄 5分（50℃）
- 市水すすぎ+超音波洗浄 3分
- 市水リンス+超音波洗浄 3分
- 乾燥
-
- 80℃ 5分
- ドライ洗浄
-
- UVオゾン洗浄 3分 5分
- ウェット洗浄による接触角の変化
-
- 精製水： 68.5度⇒66.8度
- ジヨードメタン：42.8度⇒28.0度
- ウェット洗浄による表面自由エネルギーの変化
-
- 全体： 43.2mJ/㎡⇒48.8mJ/㎡
- 分散成分：32.9mJ/㎡⇒39.9mJ/㎡
- 極性成分：10.3mJ/㎡⇒ 8.9mJ/㎡
【ウェット洗浄パターン1 測定結果】
| 接触角[度] | 表面自由エネルギー[mJ/㎡] | |
| ウェット洗浄パターン1 | 精製水 ジヨードメタン | 全体 分散成分 極性成分 |
| ウェット洗浄なし | 68.5 42.8 | 43.2 32.9 10.3 |
| ウェット洗浄あり | 66.8 28.0 | 43.2 32.9 10.3 |
ウェット洗浄による接触角変化（洗浄パターン1）
ウェット洗浄なし ウェット洗浄あり
ウェット洗浄による表面自由エネルギー変化（洗浄パターン1）
ウェット洗浄なし ウェット洗浄あり
洗浄パターン1 乾燥後のドライ洗浄
- ウェット洗浄
-
- アルカリ洗浄＋超音波洗浄 5分（50℃）
- 市水すすぎ+超音波洗浄 3分
- 市水リンス+超音波洗浄 3分
- 乾燥
-
- 80℃ 5分
- ドライ洗浄
-
- UVオゾン洗浄 3分 5分
- ドライ洗浄による接触角の変化
-
- 精製水： 66.8度⇒23.9度
- ジヨードメタン：28.0度⇒18.9度
- ドライ洗浄による表面自由エネルギーの変化
-
- 全体： 48.8mJ/㎡⇒70.4mJ/㎡
- 分散成分：39.9mJ/㎡⇒37.1mJ/㎡
- 極性成分： 8.9mJ/㎡⇒33.3mJ/㎡
【ドライ洗浄パターン1 測定結果】
| 接触角[度] | 表面自由エネルギー[mJ/㎡] | |
| ドライ洗浄パターン1 | 精製水 ジヨードメタン | 全体 分散成分 極性成分 |
| UV洗浄 ０分 | 66.8 28.0 | 48.8 39.9 8.9 |
| UV洗浄 3分 | 45.9 16.9 | 60.4 40.1 20.3 |
| UV洗浄 5分 | 23.9 18.9 | 70.4 37.1 33.3 |
ドライ洗浄による接触角変化（洗浄パターン1）
UV洗浄照射時間[min]
ドライ洗浄による表面自由エネルギー変化（洗浄パターン1）
UV洗浄照射時間[min]
評価対象：タングステン合金の平板
洗浄パターン2 ウェット洗浄から乾燥まで
- ウェット洗浄
-
- メタノール洗浄+超音波洗浄 5分（常温）
- 乾燥
-
- 80℃ 5分
- ドライ洗浄
-
- UVオゾン洗浄 3分 5分
- ウェット洗浄による接触角の変化
-
- 精製水： 68.5度⇒37.6度
- ジヨードメタン：42.8度⇒24.5度
- ウェット洗浄による表面自由エネルギーの変化
-
- 全体： 43.2mJ/㎡⇒63.5mJ/㎡
- 分散成分：32.9mJ/㎡⇒36.7mJ/㎡
- 極性成分：10.3mJ/㎡⇒26.8mJ/㎡
【ウェット洗浄パターン2 測定結果】
| 接触角[度] | 表面自由エネルギー[mJ/㎡] | |
| ウェット洗浄パターン1 | 精製水 ジヨードメタン | 全体 分散成分 極性成分 |
| ウェット洗浄なし | 68.5 42.8 | 43.2 32.9 10.3 |
| ウェット洗浄あり | 37.6 24.5 | 63.5 36.7 26.8 |
ウェット洗浄による接触角変化（洗浄パターン2）
ウェット洗浄なし ウェット洗浄あり
ウェット洗浄による表面自由エネルギー変化（洗浄パターン2）
ウェット洗浄なし ウェット洗浄あり
洗浄パターン2 乾燥後のドライ洗浄
- ウェット洗浄
-
- メタノール洗浄+超音波洗浄 5分（常温）
- 乾燥
-
- 80℃ 5分
- ドライ洗浄
-
- UVオゾン洗浄 3分 5分
- ドライ洗浄による接触角の変化
-
- 精製水： 37.6度⇒35.0度
- ジヨードメタン：24.5度⇒30.8度
- ドライ洗浄による表面自由エネルギーの変化
-
- 全体： 63.5mJ/㎡⇒63.7mJ/㎡
- 分散成分：36.7mJ/㎡⇒33.9mJ/㎡
- 極性成分：26.8mJ/㎡⇒29.8mJ/㎡
【ドライ洗浄パターン2 測定結果】
| 接触角[度] | 表面自由エネルギー[mJ/㎡] | |
| ドライ洗浄パターン2 | 精製水 ジヨードメタン | 全体 分散成分 極性成分 |
| UV洗浄 ０分 | 37.6 24.5 | 63.5 36.7 26.8 |
| UV洗浄 3分 | 43.7 36.9 | 57.9 32.2 25.7 |
| UV洗浄 5分 | 35.0 30.8 | 63.7 33.9 29.8 |
ドライ洗浄による接触角変化（洗浄パターン2）
UV洗浄照射時間[min]
ドライ洗浄による表面自由エネルギー変化（洗浄パターン2）
UV洗浄照射時間[min]
ウェット＆ドライの洗浄パターン1と洗浄パターン2の変化の比較
洗浄パターン1 ウェット洗浄から乾燥まで
- ウェット洗浄
-
- アルカリ洗浄＋超音波洗浄 5分（50℃）
- 市水すすぎ+超音波洗浄 3分
- 市水リンス+超音波洗浄 3分
- 乾燥
-
- 80℃ 5分
- ドライ洗浄
-
- UVオゾン洗浄 3分 5分
洗浄パターン2 ウェット洗浄から乾燥まで
- ウェット洗浄
-
- メタノール洗浄+超音波洗浄 5分（常温）
- 乾燥
-
- 80℃ 5分
- ドライ洗浄
-
- UVオゾン洗浄 3分 5分
- 洗浄条件別の接触角（精製水）の変化
-
- 洗浄パターン1：66.8度⇒23.9度
- 洗浄パターン2：68.5度⇒35.0度
- 洗浄条件別の表面自由エネルギー（全体）の変化
-
- 洗浄パターン1：43.2mJ/㎡⇒70.4mJ/㎡
- 洗浄パターン2：43.2mJ/㎡⇒63.7mJ/㎡
【ウェット洗浄パターン 測定結果比較】
| 接触角[度] | 表面自由エネルギー[mJ/㎡] | |
| 洗浄パターン | 精製水 ジヨードメタン | 全体 分散成分 極性成分 |
| 洗浄なし | 68.5 42.8 | 43.2 32.9 10.3 |
| 洗浄パターン1 | 35.0 30.8 | 63.7 33.9 29.8 |
| 洗浄パターン2 | 23.9 18.9 | 70.4 37.1 33.3 |
ウェット＆ドライ洗浄による接触角変化（洗浄条件別）
洗浄なし ウェット洗浄パターン2+ドライ洗浄5分 ウェット洗浄パターン1+ドライ洗浄5分
ウェット＆ドライ洗浄による表面自由エネルギー変化（洗浄条件別）
洗浄なし ウェット洗浄パターン2+ドライ洗浄5分 ウェット洗浄パターン1+ドライ洗浄5分
結論：接触角の減少が大きく、表面自由エネルギーが大きくなる洗浄パターン1のほうが、今回のワークの洗浄に適している。
このように複数の洗浄方法を試して、ワークに合わせた最適な洗浄方法を見つけ出すことがコーティングには重要になります。