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2010 Fiscal Year Annual Research Report

インクジェット法による薄膜形成に関する移動現象の総合解析

Research Project

Project/Area Number 22360324
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

深井 潤  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20189905)

Keywordsインクジェット / 薄膜形成 / 乾燥 / 自然対流 / 流動可視化 / self-pinning
Research Abstract

本年度は,主にプログラムコードの改良を行うとともに,その妥当性を実験的に検証した.主な成果は以下の通りである
1)等温系に対するプログラムコードを用いて,溶質濃度差に起因するマランゴニ対流とレイリー対流が内部循環流構造に及ぼす影響を示すマップを作成した.内部循環流構造は大きく3つの領域に分類でき,そのうち2つの領域にインクジェット成膜の操作条件が存在することを見出した
2)等温系に対するプログラムコードを非等温系に適用できるように改良した.その際,従来の解析コードでは液滴と基板の領域を考慮していたが,気相も解析領域に加えることによって,任意の温度・圧力雰囲気における解析が可能になった.加熱基板上における内部流動可視化実験も行うことによって,改良した解析コードの妥当性を確認した.ただし,基板温度の上昇とともに蒸発速度の予測誤差が大きくなる傾向にあること,粘度が増加すると収束が悪化することなどの問題もあり,今後の検討課題である
3)上記のプログラムコードを用いて,基板温度が内部流動に及ぼす影響を検討した.その結果,基板温度の上昇とともに温度差マランゴニ対流が支配的になるが,時間の経過とともに溶質濃度差マランゴニ対流も流動に影響を及ぼし始め,複雑な内部循環流構造を形成することを見出した.また,溶質濃度差マランゴニ対流は接触線付近の溶質濃度を上昇させるように作用し,薄膜形状に影響することが予測された
4)さらに,接蝕線付近の溶質濃度に注目して接触線の固定条件を検討した結果,数値解析結果は実験結果と定性的に一致した.一般的に,基板温度の上昇とともに接触線の固定は早くなるが,ある基板温度領域においてその関係が逆転する場合があり得ることを数値解析は予測しており,今後実験的に確認する必要がある

  • Research Products

    (10 results)

All 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Specific Behaviors of Polymer Solution Droplets on Surfaces Due to Solutal Marangoni Effect2010

    • Author(s)
      Kuniyasu MIYAMOTO, et al.
    • Journal Title

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      Volume: 43-7 Pages: 618-622

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal and Solutal Effects on Convection Inside a Polymer Solution Droplet on a Substrate2010

    • Author(s)
      Masayuki KANEDA, et al.
    • Journal Title

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      Volume: 53 Pages: 4448-4457

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structure of Circulation Flows in Polymer Solution Droplets Receding on Flat Surfaces2011

    • Author(s)
      吉竹祐, ら
    • Organizer
      化学工学会第76年会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-03-23
  • [Presentation] Free Convection in Microscopic Polymer Solution Droplets2010

    • Author(s)
      Shohei YASUMATSU, et al.
    • Organizer
      International Workshop on Process Intensification 2010
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡市)
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] 高分子液滴内の内部流動の可視化と数値解析2010

    • Author(s)
      深井潤
    • Organizer
      第7回色材IT講座
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部(東京都)
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] Formation of Thin Polymer Film from Droplet on Circular Patterned Surfaces : Effect of Surface Tension and Viscosity on Film Configuration2010

    • Author(s)
      Babatunde Patience OLUWATOSIN, et al.
    • Organizer
      6th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡市)
    • Year and Date
      2010-11-13
  • [Presentation] Marangoni and Rayleigh Effects on Fluid Dynamics in Polymer Solution Droplets Evaporating on Flat Surfaces2010

    • Author(s)
      Narumi NANRI, et al.
    • Organizer
      13th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • Place of Presentation
      Howard International House台北(台湾)
    • Year and Date
      2010-10-06
  • [Presentation] 基板上で蒸発する溶液滴内の溶質濃度差対流の構造2010

    • Author(s)
      南里功美, ら
    • Organizer
      化学工学会第42回秋季大会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都市)
    • Year and Date
      2010-09-07
  • [Presentation] 基板上で蒸発する溶液滴内部流動に及ぼす気相内熱物質拡散の影響2010

    • Author(s)
      安松祥平, ら
    • Organizer
      化学工学会第42回秋季大会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都市)
    • Year and Date
      2010-09-06
  • [Presentation] Internal Flows in Microscopic Polymer Solution Droplets Evaporating on Flat Surfaces2010

    • Author(s)
      Shohei YASUMATSU, et al.
    • Organizer
      International Heat Transfer Conference (IHTC)
    • Place of Presentation
      Omni Shoreham Hotelワシントン・DC(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2010-08-13

URL: 

Published: 2012-07-19  

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