金屬材料的表面處理方法和金屬材料的制作方法
【專利摘要】金屬材料的表面處理方法包括以下步驟：將具有被處理表面的金屬材料構(gòu)成的作為陰極電極的被處理材和陽(yáng)極電極浸漬到電解溶液中的步驟；在陰極電極與陽(yáng)極電極之間施加70V以上且陰極電極不發(fā)生氧化或熔解的電壓范圍內(nèi)的電壓A的步驟；和在陰極電極與陽(yáng)極電極之間施加處于上述電壓范圍內(nèi)且與電壓A相差5V以上的電壓B的步驟。由此，不需要大量的勞力和費(fèi)用而能夠賦予金屬材料表面新的功能。
【專利說(shuō)明】金屬材料的表面處理方法和金屬材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于賦予金屬材料表面新功能的金屬材料的表面處理方法、以及通過(guò) 該表面處理方法進(jìn)行了表面處理的金屬材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 在將金屬材料表面作為功能材料利用時(shí)，金屬材料表面的潤(rùn)濕性、即金屬材料的 親水性和防水性成為重要的因素，通過(guò)控制該因素而能夠?qū)饘俨牧腺x予各種特性。例如， 對(duì)于在熱交換器中使用的金屬材料而言，為了提高熱傳導(dǎo)，要求金屬制傳熱管的內(nèi)外表面 與水等介質(zhì)的親和性、即金屬表面的親水性。另外，對(duì)表面賦予親水性還具有可期待所附著 的污垢等與水一同流下的自清潔效果等眾多優(yōu)點(diǎn)。因此，作為賦予金屬表面親水性的技術(shù)， 例如，專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了利用電暈放電形成多孔的氧化層的技術(shù)；專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了在 對(duì)表面實(shí)施與覆膜形成相伴的蝕刻后將其覆膜除去而形成親水性覆膜的方法等。
[0003] 但是，利用了電暈放電的技術(shù)是在表面形成氧化層的技術(shù)，若該氧化層因剝離等 而脫落則功能即喪失。將蝕刻和親水性覆膜組合而成的方法由于工序復(fù)雜并伴有覆膜形 成，因此成本高。而且存在使用中若親水性涂料脫落則效果降低、無(wú)法恢復(fù)等問(wèn)題。此外， 相反地，關(guān)于金屬材料表面的防水性，例如在水分存在的環(huán)境下，以鋼鐵材料為代表的金屬 材料通過(guò)與水反應(yīng)而被腐蝕。因此，近年來(lái)提出了下述賦予防水特性的技術(shù)：通過(guò)使金屬材 料表面為防水性（疏水性），減少金屬材料表面被水潤(rùn)濕的狀態(tài)；或者使得金屬表面即使與 水接觸、水也容易從金屬表面流下，從而抑制金屬材料發(fā)生腐蝕。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)3中記載了下述技術(shù)：通過(guò)在鋼板表面涂布A1或Zr等的醇鹽并加 熱至100°C以上，從而賦予鋼板表面防水特性。另外，專利文獻(xiàn)4中記載了下述技術(shù)：通過(guò)在 鍍覆鋼板的表面形成金屬偶聯(lián)處理化合物的覆膜層，從而賦予鍍覆鋼板表面防水特性。此 夕卜，專利文獻(xiàn)5中記載了下述技術(shù)：通過(guò)在金屬板表面涂布防水性涂料，從而賦予金屬板表 面防水特性。但是，上述方法均是利用昂貴的試劑在表面形成覆膜，存在若這些覆膜層因剝 離等脫落則防水性受損、或者覆膜形成的工序復(fù)雜且成本高等問(wèn)題。
[0005] 另一方面，近年來(lái)，除了鋼板本來(lái)具有的各種性能外，還進(jìn)行了利用光催化劑使鋼 板具有耐污性和除臭性等新功能的嘗試（參照專利文獻(xiàn)6-9)。以這樣的嘗試為基本的技術(shù) 預(yù)先使光催化活性顆粒分散于表面的涂布材料或處理層中，作為涂布材料，對(duì)樹(shù)脂系（參 照專利文獻(xiàn)6、7)和無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合體（參見(jiàn)專利文獻(xiàn)8)進(jìn)行了研究。另外，作為對(duì)鋼板 直接賦予光催化劑的嘗試，有文獻(xiàn)提出了下述技術(shù)：利用使用了等離子體的原子水平的成 膜方法（plasma-enhanced atomic layer deposition(等離子體增強(qiáng)原子層沉積）），在鋼 板表面制作Ti02薄膜（參照非專利文獻(xiàn)1)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平5-179419號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2002-53977號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平01-68477號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平09-20983號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)2008-75064號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開(kāi)2000-14755號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)7 :日本特開(kāi)2001-131768號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)8 :日本特開(kāi)2007-268761號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)9 :日本特開(kāi)2002-53978號(hào)公報(bào)
[0017] 非專利文獻(xiàn)
[0018] 非專利文獻(xiàn) 1 :Chang_sooLee 等人，Thin Solid Films (固體薄 膜）518 (2010)4757-4761.


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 發(fā)明要解決的課題
[0020] 但是，迄今為止的親水性賦予技術(shù)和防水性賦予技術(shù)是通過(guò)在金屬材料表面形成 表面覆膜而對(duì)金屬表面賦予防水性和親水性的技術(shù)，需要對(duì)金屬表面賦予異質(zhì)金屬或微 粒，因此需要多余的勞力和費(fèi)用。而且，關(guān)于防水性，僅通過(guò)在金屬材料表面設(shè)置防水層是 不夠的，需要實(shí)施賦予微粒等特殊的處理。
[0021] 另一方面，迄今為止的光催化功能賦予技術(shù)是通過(guò)在涂布材料或處理層中分散光 催化活性顆粒、或者將光催化活性物質(zhì)的膜成膜，從而使鋼板表面具有光催化功能。但是， 以有機(jī)物為主體的涂布材料或處理層會(huì)被光催化活性顆粒分解，因此無(wú)法期待光催化功能 的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)。另外，由于使用光催化活性物質(zhì)和有機(jī)材料，因此制造工序復(fù)雜、成本升高。 此外，原子水平的Ti0 2薄膜的成膜方法需要高度的技術(shù)，成本高、難以工業(yè)化。
[0022] 本發(fā)明是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種不需要大量的勞力和費(fèi)用 而能夠賦予金屬材料表面新的功能的金屬材料的表面處理方法；以及通過(guò)該表面處理方法 進(jìn)行了表面處理的金屬材料。
[0023] 用于解決課題的方案
[0024] 本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法的特征在于，其包括以下步驟：將具有被處理 表面的金屬材料構(gòu)成的作為陰極電極的被處理材和陽(yáng)極電極浸漬到電解溶液中的步驟；在 上述陰極電極與上述陽(yáng)極電極之間施加第1電壓的步驟；和在上述陰極電極與上述陽(yáng)極電 極之間施加與上述第1電壓不同的第2電壓的步驟。
[0025] 本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法的特征在于，在上述發(fā)明中，上述第1電壓處 于70V以上且陰極電極不發(fā)生氧化或熔解的電壓范圍內(nèi)，上述第2電壓處于上述電壓范圍 內(nèi)且與第1電壓相差5V以上。
[0026] 本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法的特征在于，在上述發(fā)明中，上述金屬材料為 不銹鋼材料，上述第1電壓處于60V以上且陰極電極不發(fā)生熔解的電壓范圍內(nèi)，上述第2電 壓處于上述電壓范圍內(nèi)且與第1電壓相差5V以上。
[0027] 本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法的特征在于，在上述發(fā)明中，上述第2電壓比 上述第1電壓小。
[0028] 本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法的特征在于，在上述發(fā)明中，在基于上述第2 電壓的處理之后，進(jìn)一步進(jìn)行1次以上基于比上述第2電壓小5V以上的電壓的處理，使之 后的處理的電壓比緊接之前的處理的電壓小5V以上。
[0029] 本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法的特征在于，在上述發(fā)明中，上述表面處理方 法包括以下步驟：在施加上述第1電壓和上述第2電壓后對(duì)上述陰極電極的表面實(shí)施防水 處理。
[0030] 本發(fā)明的金屬材料的特征在于，其通過(guò)本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法進(jìn)行了 表面處理。
[0031] 發(fā)明的效果
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的金屬材料的表面處理方法和金屬材料，不需要大量的勞力和費(fèi)用而 能夠賦予金屬材料表面新的功能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1是示出作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的金屬材料的表面處理的流程的流程圖。
[0034] 圖2是示出作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的金屬材料的表面處理方法中使用的裝置 的一個(gè)構(gòu)成例的示意圖。
[0035] 圖3是示出表面處理后的SUS316不銹鋼的表面的SEM照片圖。
[0036] 圖4是從側(cè)方觀察在圖3所示的試樣表面滴加了蒸餾水的狀態(tài)的照片圖。
[0037] 圖5是從側(cè)方觀察在對(duì)圖3所示的不銹鋼表面實(shí)施了防水處理后滴加了蒸餾水的 狀態(tài)的圖。
[0038] 圖6是從側(cè)方觀察在對(duì)未進(jìn)行表面處理的不銹鋼表面不實(shí)施防水處理的情況下 滴加了蒸餾水的狀態(tài)的圖。
[0039] 圖7是示出作為本發(fā)明的第2實(shí)施方式的金屬材料的表面處理的流程的流程圖。
[0040] 圖8是示出圖7所示的步驟S12的處理后的不銹鋼316表面的二次電子像的圖。
[0041] 圖9是示出圖7所示的步驟S13的處理后的不銹鋼316表面的二次電子像的圖。
[0042] 圖10是示出吸光度光譜的一例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面，參照附圖對(duì)作為本發(fā)明的第1和第2實(shí)施方式的金屬材料的表面處理方法 進(jìn)行說(shuō)明。
[0044] 〔第1實(shí)施方式〕
[0045] 圖1是示出作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的金屬材料的表面處理的流程的流程圖。 圖2是示出作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的金屬材料的表面處理方法中使用的裝置的一個(gè)結(jié) 構(gòu)例的示意圖。如圖1所示，在作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的金屬材料的表面處理中，首先， 將為金屬材料的作為陰極電極的被處理材和陽(yáng)極電極浸漬到電解溶液中，在陰極電極與陽(yáng) 極電極之間施加電壓A(步驟S1)。其次，在陰極電極與陽(yáng)極電極之間施加與電壓A不同的 電壓B (步驟S2)。通過(guò)這兩個(gè)步驟，能夠在被處理材的表面形成比表面積大的微細(xì)結(jié)構(gòu)。 具體來(lái)說(shuō)，如圖2所示，將陽(yáng)極電極3和被處理材4浸漬在容器1內(nèi)的電解溶液2中，藉由 銅線等導(dǎo)線5從電源6對(duì)陽(yáng)極電極3和被處理材4施加電壓A和電壓B，從而在被處理材4 的表面形成微細(xì)結(jié)構(gòu)。步驟S1的處理和步驟S2的處理連續(xù)進(jìn)行時(shí)效率高，但也可以在步 驟S1的處理后隔開(kāi)時(shí)間、或者在改變裝置或電解溶液等之后進(jìn)行步驟S2的處理。
[0046] 對(duì)電解溶液2沒(méi)有特別限定，但該溶液具有導(dǎo)電性，并且在進(jìn)行被處理材4的表 面處理時(shí)，難以過(guò)度蝕刻被處理材4的表面、難以在陽(yáng)極電極3和被處理材4的表面附 著和析出、難以形成沉淀物。作為這樣的電解溶液2的電解質(zhì)，可以例示碳酸鉀（K2C03)、 碳酸鈉（Na 2C03)、碳酸氫鈉（NaHC03)、碳酸銨（(NH4) 2C03)、氫氧化鋰（LiOH)、氫氧化鈉 (NaOH)、氫氧化鉀（Κ0Η)、氫氧化銨（ΝΗ 40Η)、氯化鈉（NaCl)、氯化鉀（KC1)、氯化銨（NH4C1)、 硫酸的鈉鹽、硫酸的鉀鹽、硫酸的銨鹽、硝酸的鈉鹽、硝酸的鉀鹽、硝酸的銨鹽、檸檬酸鈉 (NaH 2 (C3H50 (C00) 3))等檸檬酸的鈉鹽、檸檬酸的鉀鹽、檸檬酸的銨鹽、硝酸和鹽酸等。
[0047] 電解溶液2只要能夠?qū)Ρ惶幚聿?的表面進(jìn)行改性則可以為任意的pH和濃度。例 如在將碳酸鉀水溶液用作電解溶液2的情況下，對(duì)其濃度沒(méi)有特別限定，可以為0. OOlmol/ L以上、更優(yōu)選為0. 005mol/L以上。這是因?yàn)?，若電解溶?的濃度過(guò)低，則在陽(yáng)極電極3 與被處理材4之間施加電壓時(shí)有時(shí)難以維持合適的放電狀態(tài)。對(duì)電解溶液2的濃度的上限 沒(méi)有特別設(shè)定，例如可以為〇.5mol/L以下。另外，只要不引起電極的過(guò)度腐蝕和蝕刻，則電 解溶液2的pH可以為任意值，例如可以為pH10?12。
[0048] 陽(yáng)極電極3由在放電時(shí)為熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的材料形成。作為這樣的陽(yáng)極電極3， 可以例示Pt、Ir、石墨等。
[0049] 被處理材4只要為金屬材料則沒(méi)有特別限定，若為鋼鐵材料則可以使用冷軋材 料、熱軋材料、或者鑄造材料、及其加工物（包括焊接等）。此外，對(duì)鋼種沒(méi)有特別限定，可利 用碳鋼、低合金鋼或者不銹鋼等。并且也可利用以電鍍鋅鋼板為代表的鍍覆鋼板。此外，對(duì) 被處理材4的形狀沒(méi)有特別限定，可利用板狀、線狀、棒狀、管狀或者加工部件。另外，被處 理材4需要浸漬在電解溶液2中，至少需要比距離液面1mm更深。
[0050] 放電條件可以利用從在被處理材4的表面形成凹凸的部分等離子體狀態(tài)到完全 等離子體狀態(tài)的范圍。但是，需要在比被處理材4發(fā)生熔解的電壓低的電壓范圍內(nèi)實(shí)施。具 體來(lái)說(shuō)，在放電電壓增高時(shí)在暗室出現(xiàn)肉眼可確認(rèn)的發(fā)光，其為從顯示出橙色的點(diǎn)發(fā)光的 電壓到材料整體即將赤熱前的狀態(tài)。在被處理材4的尺寸為ImmX ImmX 20mm的情況下，施 加電壓為大致70V?200V的范圍內(nèi)是適宜的，更優(yōu)選為80V?150V的范圍內(nèi)。該電壓范 圍可適用于包括不銹鋼等合金鋼在內(nèi)的大部分鋼鐵材料。但是，由于該電壓范圍根據(jù)被處 理材4的種類或配置而變化，因而可通過(guò)利用掃描電子顯微鏡（SEM)對(duì)改變電壓進(jìn)行處理 后的被處理材4的表面進(jìn)行觀察來(lái)確定。
[0051] 放電電壓為在鋼鐵材料的表面形成微細(xì)突起的電壓，這是必要條件。若小于作為 下限的電壓，則在表面未能形成微細(xì)突起，因而可通過(guò)利用SEM確認(rèn)有無(wú)微細(xì)突起來(lái)確定 該下限電壓。若超過(guò)上限，則被處理面會(huì)發(fā)生熔解。因而，可將上限以表面發(fā)生熔解的電壓 的形式來(lái)確定。在優(yōu)選不使表面氧化的情況下，可通過(guò)使用SEM和SEM中所附的能量分散 型X射線分光裝置（EDS)對(duì)表面發(fā)生氧化的電壓進(jìn)行研究，從而容易地進(jìn)行確定。在以與 被處理材4的氧化物同等程度的X射線強(qiáng)度檢測(cè)出氧的情況下，可判斷為表面被氧化。此 夕卜，被處理材4中的氧經(jīng)Fe-L線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化的X射線強(qiáng)度需要為被處理材4的氧化物（例 如在冷軋鋼板或低合金鋼中是指Fe的氧化物）的Fe經(jīng)L線的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化的氧的X射線強(qiáng) 度的1/3以下。上述的表面研究通過(guò)下述觀察來(lái)進(jìn)行：改變電壓進(jìn)行30分鐘放電后，將被 處理材4取出，進(jìn)行水洗、干燥，之后導(dǎo)入到SEM中，進(jìn)行觀察。
[0052] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：在優(yōu)選的電壓范圍內(nèi)，電壓越高則微細(xì)突起越大。在增加表 面積的方面，在大的凹凸上進(jìn)一步賦予微細(xì)的凹凸是有利的，因此優(yōu)選使電壓B低于電壓 A。若電壓A與電壓B之間存在5V的差異，則所形成的突起的尺寸可觀察到差異，因此電壓 A與電壓B之間的電壓差優(yōu)選為5V以上。另外，在步驟S1的處理中形成大的凹凸是有利 的，因此，作為電壓A，可選擇在優(yōu)選的電壓范圍內(nèi)接近上限的電壓。
[0053] 放電處理時(shí)間在步驟S1和步驟S2的處理中需要為3秒以上。但是，放電處理時(shí) 間也可以例如為60分鐘等較長(zhǎng)的時(shí)間，但若放電處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則被處理材4可能發(fā)生損 耗，因而不優(yōu)選30分鐘以上的處理時(shí)間。而且，在步驟S2的處理中不優(yōu)選增長(zhǎng)放電處理時(shí) 間。這是因?yàn)?，在步驟S2的處理中若增長(zhǎng)放電處理時(shí)間，則依賴于電壓B的微細(xì)突起會(huì)在 表面形成。由此，步驟S2的處理中的放電處理時(shí)間以5分鐘以下為宜。
[0054] 圖3為對(duì)厚度0. 8mm的SUS316不銹鋼板進(jìn)行處理的示例。將該SUS316不銹鋼 板切斷成寬2. 5_、長(zhǎng)30_，利用銅線獲取導(dǎo)通，制成陰極電極。陽(yáng)極電極使用將長(zhǎng)度50cm 的Pt線按照不相互接觸的方式進(jìn)行彎折而成型為面狀的部件。對(duì)于SUS316不銹鋼板與銅 線的連接部，進(jìn)行耐熱樹(shù)脂的加熱壓接，按照銅線不與電解溶液接觸的方式將電極的20mm 長(zhǎng)的部分浸漬在電解溶液中。電解溶液使用濃度為〇. lmol/L的K2C03水溶液，將電壓設(shè)為 140V進(jìn)行10分鐘放電（步驟1)，接著將電壓設(shè)定為110V進(jìn)行3分鐘放電（步驟2)，之后 將陰極電極從電解溶液中提起，立即進(jìn)行水洗。
[0055] 如圖3所示，其結(jié)果確認(rèn)到在SUS316不銹鋼板的表面形成了比較大的突起，進(jìn)而 在該比較大的突起上形成了平均直徑為lym以下的微細(xì)的突起。并且通過(guò)基于EDS的元 素分析確認(rèn)到SUS316不銹鋼板的表面未被氧化。另外，在超過(guò)160V的施加電壓時(shí)，SUS316 不銹鋼板的前端發(fā)生熔斷。因此，可以求得施加電壓的上限值為160V。此外，由于利用基 于EDS的元素分析確認(rèn)到在140V以下的施加電壓下SUS316不銹鋼板的表面未被氧化，因 而可知，在該實(shí)驗(yàn)條件和試驗(yàn)材中，不使表面氧化的施加電壓的上限值為140V。另一方面， 施加電壓的下限值可根據(jù)突起結(jié)構(gòu)的有無(wú)而確定為80V。因此，作為電壓A，最優(yōu)選的條件 被確定為140 V。
[0056] 回到圖1。如上所述在被處理材4的表面形成微細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)，接著將被處理材4從電 解溶液2中取出，根據(jù)需要對(duì)被處理材4進(jìn)行清洗（步驟S3)。得到該狀態(tài)下具有親水性 的表面。清洗方法是為了除去表面的電解溶液而進(jìn)行的，可以舉出浸漬在純水中、或進(jìn)行噴 霧的方法等。并不限于純水，只要不會(huì)破壞表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)，也可以使用弱酸或堿溶液。此 時(shí)，也可施以電解。清洗后可使其干燥，在進(jìn)行防水處理的情況下，有時(shí)也可以不進(jìn)行干燥 而進(jìn)入到下一工序中。
[0057] 圖4是從側(cè)方觀察在圖3所示的試樣表面滴加了蒸餾水的狀態(tài)的照片圖。如圖4 所示，可知得到了非常小的接觸角，得到了超親水性表面。設(shè)定為與步驟1相同的電壓140V 并進(jìn)行15分鐘放電處理時(shí)接觸角度為52度；以及，設(shè)定為與步驟2相同的電壓110V并進(jìn) 行了 15分鐘放電處理的表面的接觸角度為70度，因此為了如圖4那樣得到水的接觸角為 10度左右的超親水性，可知需要步驟1的處理和步驟2的處理的兩個(gè)階段的處理。
[0058] 為了得到防水性表面，對(duì)清洗后的被處理材4的被處理表面實(shí)施防水處理（步驟 S4)。防水處理方法可以采用涂布防水噴霧的方法、或者在液相或氣相中吸附氟類樹(shù)脂等具 有防水功能的有機(jī)物的方法等。在本實(shí)施方式中，將Collonil公司制造的Nanopro (成分： 氟化碳樹(shù)脂、硅樹(shù)脂）吹附至被處理材4的表面并進(jìn)行12小時(shí)以上的干燥，從而對(duì)被處理 材4的表面實(shí)施防水處理。
[0059] 圖5是從側(cè)方觀察對(duì)圖3所示的試樣表面實(shí)施了防水處理并滴加了蒸餾水的狀態(tài) 的照片圖。觀察的結(jié)果是水的接觸角經(jīng)測(cè)定為170°，確認(rèn)到實(shí)現(xiàn)了超防水。對(duì)于溶液中 未實(shí)施等離子體放電的材料實(shí)施了同樣的防水處理，結(jié)果水的接觸角為125°。另外，未進(jìn) 行防水處理的試樣中的水的接觸角為77.2° (參照?qǐng)D6)。因此確認(rèn)到，為了得到超防水表 面，需要具有步驟1的處理和步驟2的處理的2段的溶液中等離子體放電與防水處理這兩 者。
[0060] 本發(fā)明的在溶液中以不同的條件進(jìn)行2次等離子體放電的技術(shù)可以擴(kuò)展到3次以 上的溶液中等離子體放電處理技術(shù)。從處理時(shí)間和成本的方面出發(fā)，次數(shù)越少越有利，但在 需要更高的效果的情況下，可以適用3次以上的溶液中等離子體放電處理。
[0061] 〔實(shí)施例〕
[0062] 將市售的厚度0· 8mm的不銹鋼SUS316鋼板切斷成寬2. 5mm、長(zhǎng)50mm，浸漬在稀鹽 酸中進(jìn)行脫脂后，利用銅線獲取導(dǎo)通，制成陰極電極。包括與銅線的連接部在內(nèi)，用耐熱樹(shù) 脂對(duì)電極上部進(jìn)行涂布，使不銹鋼露出的被處理部的長(zhǎng)度為20mm。將該電極浸漬到電解溶 液中。陽(yáng)極電極使用將長(zhǎng)度50cm的〇.5mm (p的Pt線按照相互不接觸的方式進(jìn)行彎折而成 型為面狀的部件。電解溶液是濃度為〇. lmol/L的K2C03水溶液，將施加電壓設(shè)定在110V? 140V的范圍內(nèi)，以表1所示的條件進(jìn)行放電，結(jié)束后立即用純水進(jìn)行水洗，使其干燥。其后， 對(duì)于部分試樣，將Collonil公司制造的Nanopro吹附至被處理材的表面，進(jìn)行12小時(shí)以上 的干燥來(lái)實(shí)施防水處理，對(duì)水潤(rùn)濕性進(jìn)行考察。水潤(rùn)濕性如下進(jìn)行評(píng)價(jià)：使用微量移液管， 將蒸餾水以每隔1 μ m等間隔地在電極面上滴加6處，使用Canon公司制造的數(shù)碼照相機(jī) EOS Kiss X2從正側(cè)方進(jìn)行拍攝，由所得到的照片測(cè)定接觸角，取6處的平均值，由此進(jìn)行水 潤(rùn)濕性的評(píng)價(jià)。蒸餾水使用和光純藥工業(yè)公司制造的蒸餾水049-16787。表1中示出了試 驗(yàn)結(jié)果。
[0063] 在無(wú)處理的表面（比較例1)的情況下，接觸角為77°，即使實(shí)施防水處理，接觸 角也僅僅升高至125°。與此相對(duì)，可知發(fā)明例中顯示出8°?42°的高親水性。另外，在 實(shí)施了防水處理的發(fā)明例中，得到了最高172° (發(fā)明例2)的超防水性。在施加了一種電 壓的比較例中親水性也提高，或者通過(guò)實(shí)施防水處理而表現(xiàn)出防水性（比較例2?13)，但 各示例中最優(yōu)異的情況下也僅為52°、147°。由此可以確認(rèn)，在以兩種不同的電壓進(jìn)行處 理的情況下，對(duì)于親水性和防水性賦予而言具有高的效果。但是，在步驟2的處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 15分鐘的發(fā)明例6中，親水性、防水性均沒(méi)有太高的提高效果，由此更優(yōu)選步驟2的處理時(shí) 間為5分鐘以下。
[0064] [表 1]
[0065] (表 1)
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種金屬材料的表面處理方法，其特征在于，其包括以下步驟： 將具有被處理表面的金屬材料構(gòu)成的作為陰極電極的被處理材和陽(yáng)極電極浸漬到電 解溶液中的步驟； 在所述陰極電極與所述陽(yáng)極電極之間施加第1電壓的步驟；和 在所述陰極電極與所述陽(yáng)極電極之間施加與所述第1電壓不同的第2電壓的步驟。
2. 如權(quán)利要求1所述的金屬材料的表面處理方法，其特征在于，所述第1電壓處于70V 以上且陰極電極不發(fā)生氧化或熔解的電壓范圍內(nèi)，所述第2電壓處于所述電壓范圍內(nèi)且與 第1電壓相差5V以上。
3. 如權(quán)利要求1所述的金屬材料的表面處理方法，其特征在于，所述金屬材料為不銹 鋼材料，所述第1電壓處于60V以上且陰極電極不發(fā)生熔解的電壓范圍內(nèi)，所述第2電壓處 于所述電壓范圍內(nèi)且與第1電壓相差5V以上。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的金屬材料的表面處理方法，其特征在于，所述第2電壓比所 述第1電壓小。
5. 如權(quán)利要求2或4所述的金屬材料的表面處理方法，其特征在于，在基于所述第2電 壓的處理之后，進(jìn)一步進(jìn)行1次以上基于比所述第2電壓小5V以上的電壓的處理，使之后 的處理的電壓比緊接之前的處理的電壓小5V以上。
6. 如權(quán)利要求2、4或5所述的金屬材料的表面處理方法，其特征在于，所述表面處理方 法包括以下步驟：在施加所述第1電壓和所述第2電壓后對(duì)所述陰極電極的表面實(shí)施防水 處理。
7. -種金屬材料，其特征在于，其通過(guò)權(quán)利要求1?6中的任一項(xiàng)所述的金屬材料的表 面處理方法進(jìn)行了表面處理。
【文檔編號(hào)】C23C26/00GK104145047SQ201380010118
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】名越正泰, 佐藤馨, 馬場(chǎng)和彥, 野呂壽人, 渡邊精一, 吉田壯貴 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社