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棒状あるいは平板状粒子・分子を含む複雑流体の塗布による配向膜形成技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04266
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

高橋 勉  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20216732)

研究分担者 吉武 裕美子  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (80453794)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード複雑流体 / 塗布 / 流動配向 / 薄膜 / 分子配向膜 / 乾燥 / 反射率 / 液晶性色素 / 懸濁液 / 流体工学 / 可視化 / 非ニュートン流 / 配向膜
研究成果の概要

色素会合体や炭素繊維・粒子など棒状や平板状の粒子・分子を液体に分散し平板上に塗布するだけで簡便にこれらが配向した膜を形成する技術の開発を目指し,そのために必要な基礎物性や塗布膜における粒子配向状態を評価する技術を開発した.塗布特性を決める平面伸張粘度を簡便に測定する技術と流動配向による粘度異方性の発現を評価する技術を開発した.さらに,塗布膜における粒子配向状態の過渡的変化を評価できる高速表面反射エリプソメトリ技術を開発した.さらに,塗布膜の乾燥過程における濃度変化の2次元分布を評価する新たな手法を開発した.これらにより塗布による配向膜形成の基礎的知見を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

偏光膜や色素型太陽電池,二次電池では,各種機能を有する微粒子を分散させた塗料やスラリーの塗布・乾燥により形成された機能性薄膜が利用されている.特に棒状や円板状など形状異方性を有する粒子・分子は配向することで光学異方性や誘電異方性など付加価値の高い機能を発現する.しかし,これらの粒子・分子の塗布や液膜の乾燥過程における粒子配向状態の過渡的な変化についての計測技術や知見はほとんどない.本研究ではこれら流体の塗布に関係する物性評価技術や,乾燥過程の濃度の時間的変化などを定量的に求める技術を提案しており,経験に頼る製造現場において関連する製品の高機能化に大きく貢献すると期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 液膜表面における過渡的な分子配向状態に対する反射率異方性を用いた評価方法2018

    • 著者名/発表者名
      Wakaki Shiro、Takahashi Tsutomu
    • 雑誌名

      日本レオロジー学会誌

      巻: 46 号: 2 ページ: 85-91

    • DOI

      10.1678/rheology.46.85

    • NAID

      130007384082

    • ISSN
      0387-1533, 2186-4586
    • 年月日
      2018-04-16
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RHEO-OPTIC PROPERTIES OF CHROMONIC LIQUID CRYSTAL DYE IN TRANSIENT SHEAR2018

    • 著者名/発表者名
      Shiro WAKAKI, Yoshiki YAMADA, Tsutomu TAKAHASHI
    • 学会等名
      Conference on Modelling Fluid Flow CMFF’18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of molecule orientation on liquid surface in drying process using by anisotropic reflection2018

    • 著者名/発表者名
      Shiro WAKAKI and Tsutomu TAKAHASHI
    • 学会等名
      The 7th Pacific Rim Conference on Rheology (PRCR2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 繊維懸濁液における流動配向が粘度に及ぼす影響の定量的評価2018

    • 著者名/発表者名
      八友大知,杉原幸信,高橋勉
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 偏光高速度イメージング装置を用いた塗布流動場における分子配向挙動の空間的評価2018

    • 著者名/発表者名
      若木志郎,北島直之,高橋勉,伊藤雅利,大沼隼志
    • 学会等名
      第66回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性色素の塗布薄膜に対して乾燥時間が分子配向におよぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      北島直之,若木志郎,高橋勉,伊藤雅利,大沼隼志
    • 学会等名
      第66回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コロイドゲル中に分散された球状粒子のせん断流動場における挙動2018

    • 著者名/発表者名
      小泉理史,佐藤靖徳,高橋勉
    • 学会等名
      第66回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 塗布における液晶性色素のレオロジー特性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      山田佳輝,北島直之,若木志郎,高橋勉
    • 学会等名
      第65回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性色素の塗布による会合体配向膜形成に対する乾燥過程の影響2016

    • 著者名/発表者名
      若木 志郎, 吉武 裕美子, 高橋 勉
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effect of drying process for aggregation orientation film by application of chromonic liquid crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Shiro Wakaki, Yumiko Yoshitake and Tsutomu Takahashi
    • 学会等名
      The XVIIth International Congress on Rheology (ICR2016)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on flow-induced anisotropic shear viscosity of fiber suspensions2016

    • 著者名/発表者名
      Yukinobu Sugihara, Yumiko Yoshitake and Tsutomu Takahashi
    • 学会等名
      The XVIIth International Congress on Rheology (ICR2016)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-10  

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