2022 Fiscal Year Annual Research Report
粒子分散液の液膜乾燥過程における表面の粒子分布と毛管流およびクラック発現の関係
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21K20410
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| Research Institution | Sanjo City University |
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Principal Investigator |
若木 志郎 三条市立大学, 工学部, 助教 (80912261)
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2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 粒子分散液 / 薄膜 / 乾燥 / 亀裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
粒子・分子分散液膜の乾燥工程では，粘度などの流動特性，表面張力やぬれ性といった表面物性，分散粒子の体積分率，膜厚などの形状など様々な因子が膜全体において均一ではなく，分布を有し，さらに乾燥において過渡的に変化することで薄膜の最終的な品質に影響を及ぼす．本研究では①粒子分散液における液表面の粒子の存在が表面物性に与える影響を詳細に調べ，②液膜乾燥工程におけるクラックの発生と粒子配置の関係性を実験的に明らかにすることを目的としている．
2022年度は②については，前年度までに開発した液膜乾燥工程おける粒子分布（分散粒子の濃度分布）を画像で取得する手法を用いて，乾燥過程の薄膜の観察を行った．本手法は薄膜を通過する透過光の強度より粒子濃度を検出する手法で，乾燥工程におけるナノ粒子の移動を分布としてとらえることができる．この手法を用いて，乾燥における気液固三相界面の移動，クラック発現から成長の様子を粒子濃度の２次元分布として確認することができた．この観察結果より，気液固三相界面の移動速度は，経過時間に伴いべき関数的に低下することが分かった．また，クラックの成長方向と直交する方向において粒子濃度は一定ではなく疎密が生まれることが観察された．この疎密は，温度，濃度，界面張力の勾配による熱力学，流体力学的不安定性から生じていると考えられるが，この濃度の疎密を詳細に調べることで，クラックの発生に与える影響を解明できることが示唆された．これらの成果の一部を国内学会において招待講演として発表を行った．
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Research Products
(1 results)
