2022 Fiscal Year Annual Research Report
The challenge of frost generation preventing surface by using high thermal conductive micro-plastic texturing
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20K20530
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
野老山 貴行 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20432247)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | マイクロプラスチック / テクスチャリング / 冷却 / 熱伝導性 / カーボンブラック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
家庭用冷蔵庫内等の熱交換器に発生する着霜は，冷凍庫機能を害するため，除霜のためにヒータが使用され，無駄にエネルギが消費されている．そこで表面への着霜防止を目的としたマイクロプラスチックテクスチャリングの創製方法について，炭素系粉末物質を配合した熱伝導性向上テクスチャリングの創製を行った．ポリ塩化ビニルにカーボンブラック（CB）を1.0 vol.%含有させた溶媒を交流電場印加下におき，凝集固化させることによりマイクロプラスチックテクスチャの創製が可能であることを明らかにした．また，粉末無し，粉末ありの表面を基板側から冷却し，表面の冷却特性について測定を行ったところ，粉末を有するテクスチャリング表面において，冷却速度が向上していることが明らかとなった．このような冷却速度の向上は，マイクロプラスチックテクスチャ内に存在するCBが基板表面からテクスチャリング表面に向かって配向したことに伴い，熱伝導率が向上したものと推測されている．工業的な有用性を明らかにするため，CBの溶媒への含有量及び交流電場の周波数を変化させ，表面に形成されたマイクロプラスチックテクスチャリングと水との接触角測定，大気中及び真空中における冷却速度測定を行った結果，水との接触角はCBの含有量が0.9 vol.%以上において120°以上のはっ水性を示し，含有量を増加させてもほぼ一定の値であった．一方，大気中における冷却速度測定結果では，1.2 vol.%以上のCB含有量でも冷却速度が向上するのに対し，真空中では1.2 vol.%までしか冷却速度が増加しないことが明らかとなった．この違いは走査型電子顕微鏡観察結果から，1.2 vol.%以上の含有量の場合，CB量が多すぎ，表面をCBが厚く覆いつくしてしまい，冷却速度が減少してしまったためであることが明らかとなった．
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