産総研など、AD法によりプラスチック基材上にセラミック膜を成膜する技術を開発

 産業技術総合研究所 先進コーティング技術研究センターは荒川化学工業と共同で、有機無機ハイブリッド膜を中間層に用いて、産総研独自の常温成膜技術であるエアロゾルデポジション法(AD法)により、プラスチック基材に高品質のセラミック膜を高効率でコーティングできる技術を開発した。

 プラスチック材料は、自動車用部材などさまざまな用途で、軽量化などを目的に金属やセラミック材料からの置き換えが進んでいる。一方、硬さや、引っかきに対する耐性、ガスや水蒸気などに対するバリア性が劣るため、さまざまな方法での解決が試みられてきたが、実用に耐える性能には至っていない。その一つにAD法によるセラミック膜コーティングがあるが、これまでプラスチック基材上に高品質のコーティングを行うことはできていなかった。

 今回、プラスチック基材の上に、中間層としてシリカとポリマー材料を分子のレベルで複合化した荒川化学の有機無機ハイブリッド膜を形成した後、AD法によりセラミック(アルミナ)膜を形成すると、プラスチック基材の表面硬度、耐摩擦性が飛躍的に向上した。また、得られたセラミック膜は実用レベルの密着性、緻密性、透明性も示したという。今後は、この技術に関心のある企業を募り、共同でセラミック膜コーティングしたプラスチック部材などの実用化を目指す。

 AD法は、固体状態のセラミック微粉末を常温で基板に吹き付けることにより、加熱することなく機械的な衝撃力だけで、緻密で高透明、高強度、高密着力のセラミック被膜を形成する手法。従来の成膜法に比べて成膜速度の向上とプロセス温度の低下が実現する。これにより、機能部品の製造プロセスにおいて、高機能化とエネルギー消費の低減、工程数の削減、コストダウンをもたらすと期待されている。