2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Tribo-Nanorheometry to Redefine Application Characteristics of Creams and Pastes
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23H01340
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 勉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20216732)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | レオメトリー / ナノインデンテーション試験 / トライボロジー / 粒子分散系流体 / 塗布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
塗布やコーティングで用いられるクリームやペーストなど高濃度分散系流体は分散粒子・液滴が構造化し降伏応力を有することから塗布において壁面滑りが発生し，コーティング不良や化粧品の使用感悪化の原因となる．降伏応力を誘起する粒子間の弱い凝集力の評価に対して巨視的な評価手法であるトライボロジーとレオメトリーとともに，超高感度ナノ・インデンテーション試験の3つを組み合わせた評価技術，すなわちトライボ・ナノレオメトリーの理論と測定技術の構築，実験的検証を目指す．
本年度は塗布膜の形成過程を可視化するために使用する小型塗布装置の設計・製作および球状圧子を用いた超高感度ナノ・インデンテーション試験に関する予備試験を行った．小型塗布装置はPCにより塗布の開始・停止および塗布速度などの条件を制御できることを目指し，装置の設計を行った．装置の機械部分は完成し制御プログラムも動作を確認した．ナノ・インデンテーション試験においては試料に球状圧子が接触する状況を詳細に確認し，測定される変移・荷重データとの比較を行うための実験システムを構築した．圧子の接触半径や付着する試料の量を画像処理により評価するプログラムを完成した．また，選択した試料に対してボール・3平板型のフローセルおよび平面型フローセルを用いてトライボロジー試験を行い，ストライベックカーブを得た．この結果はナノインデンテーション試験および塗布特性の観察に向けた試料の選定に用いる予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
トライボロジー特性の評価についてはボール型および平面型のセルを用いた試験を行った．ゲルおよびスラリーについて測定を行い，ストライベックカーブを得た．これにより使用する試料の基礎的なまさつ特性を予定通り取得できた．塗布膜形成過程の観察・評価に関しては塗布装置の設計および製作を予定通り行った．装置の機械部分はほぼ完成し，制御プログラムも初期バージョンとしては完成し，動作確認を行っている．インデンテーション試験については本格的な試験を開始する前の予備段階として，球状圧子をゲルやクリームに適用した際の押し込み半径および付着した試料の形状・量を画像から判別するためのハードウェアとソフトウェアの開発を行った．これらは初期の予定に対して前倒しで実施出来た成果である．
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| Strategy for Future Research Activity |
インデンテーション試験については試験結果をより定量的に評価するために粒径およびその分布が精密に制御された球状粒子分散系流体の特性試験を行う．分散媒や粒子の表面状態による凝集特性の変化がインデンテーション試験結果に及ぼす効果を明らかににする．この結果とトライボロジー測定の結果の相関を検討する．これらにより特性が明確にされた試料を持ちて塗布を行い，塗布過程および乾燥過程の特徴を観察し，塗布に及ぼす微視的構造の影響を定量的に明らかにする．
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Research Products
(1 results)
