2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K06461
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
高橋 紳矢 岐阜大学, 工学部, 助教 (40377700)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武野 明義 岐阜大学, 工学部, 教授 (70227049)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 動的ぬれ / 環境応答性 / 液滴滑落角 / タック / ボール滑落角 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は接着初期を支配する因子を主に検討する予定であったが、試料高分子の動的表面特性に更なる究明要素が生じたため、その評価と関連物性の検討が以下の実績となった。前年度までに、アクリル系粘着高分子について、アルキル鎖長と試料層膜厚の効果を考慮しながら、表面(界面)の組成変化と動的ぬれに関する基礎検討を行った。その結果を基に滑落角(SA)と短時間接着強度(タック)の関係を評価した。標準試料はブチル(C4)からステアリル(C18)までの側鎖長が異なるアルキルアクリレートと4-ヒドロキシブチルアクリレートの共重合体である。
【滑落角】 鎖長の増加に伴って、SA値とその付着エネルギーは膜厚やコート基材に係わらず、明らかに低下する傾向が見られた。側鎖が短いほど、親水性成分が素速く試料/水界面に吸着し、試料と水との分子間力が増大したことが要因と考えられる。これに加え、前年度までの水滴接触角の時間依存や動的接触角のぬれ性評価により、短鎖・長鎖と中鎖に明確に分類できる試料/水界面における成分セグメントの配向運動性が明らかとなった。さらに重要な事実はSA値(∝付着エネルギー)と粘着剤の瞬間接着強度との間に、以下に示すような強い相関が観られたことである。
【タックとの関係】 評価は実験的なボール滑落角(BSA)の依頼測定により行った。滑落角は液滴を試料表面に付着させて測定するが、BSA測定は一定重量のステンレス球(ボール)を同表面に載せて行い、その結果はタック値に直接反映される。要約すると、軽量ボールのBSA値はSAと同様に、鎖長・膜厚に依存して低下しており、その高い相関性は明らかであった。結果的に、BRA評価はぬれ性と接着強度の一種であるタック値との関係性を探る有効な手段であることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度からの試料調製、動的ぬれ性評価から判明した知見と機器分析による表面状態の相関や力学物性とのマッチングなどに当該年度も時間を要したため（3）を選択した。
当該年度の場合、試料のぬれ性データと力学物性との関連性を評価するための検討手段を繰り返し試行したことも本件の一因である。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度、当該年度ともに、遅れ気味ではあるものの、【研究実績の概要】に述べたような特徴的なぬれ特性と短時間接着性を表すタックとの関連性が判明したため、今後は継続的に以下の方針で本研究課題について実施する予定である。
１．試料表面における液滴の滑落挙動(滑落角と付着エネルギー)が、新たに考案したボール滑落角と高い相関が観られたため、今後は再現性のチェックとともに、こうした滑落挙動の動的解析を行っていく予定である。例えば、滑落過程を一種の応力－ひずみ過程(曲線)として捉えた力学変化の観察などである。
２．上記を含めて得られた知見を踏まえて、粘着剤のはく離過程観察なども評価項目に加え、今年度以降の実施計画である経時の粘着（接着）強さに対する界面化学因子と動力学因子の寄与程度、実用物性とのマッチングを決定する。
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| Causes of Carryover |
1．比較的低額な定型的消耗物品の購入が多く、予定していた高額薬品類と物品購入が遅れた。
2．分析機器の測定料が予定より低額であった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
１．生じた当該助成金については、新たに必要となった測定項目に関わる機器使用料金および試料調製に要する物品費として充当する予定である。
２．上記１の実施分で充当できなかった調査目的の予備実験費および次年度の実施計画に係わる動力学試験や試料調製の費用や粘着剤としての実用物性に対する信頼性の高い評価モデルや分子設計の指針を構築するための評価費用などに使用する予定である。
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