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CO2塗装法における環境適合溶剤選定法開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04803
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関東北工業大学 (2019-2022)
東北大学 (2018)

研究代表者

佐藤 善之  東北工業大学, 工学部, 教授 (50243598)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードviscosity / polymer solution / gas expanded liquid / CO2 Painting
研究成果の概要

揮発性有機化合物の排出削減のため、CO2塗装システムが注目されている。本研究では、塗布条件の選定に重要なポリマー溶液+CO2系の粘度の推算法の開発を試みた。ポリマー溶液+CO2系のHansen溶解度パラメーターを利用して、既往の溶解度パラメータと固有粘度の関係式を基礎として、CO2添加系の粘度推算に適用できるよう推算モデルを開発した。本モデルではあるポリマー溶液系を対象として、モデル中のパラメータを決定したが、他種ポリマー溶液に対しても良好に適用可能であることを確認した。CO2添加系の粘度の推算値と実験値の相対平均偏差は7.4%と良好であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

VOC (揮発性有機化合物) の環境への放出は深刻な問題である。日本の最大の VOC 排出源である塗料業界は、VOC削減技術を模索してきた。このため、溶剤の一部を高圧のCO2に置き換えるCO2塗装システムが注目されている。従来は、CO2の添加による貧溶媒効果によりポリマーが析出するなどの問題があり、実用化に至らなかったが、申請者らの研究により、析出を防ぐ真溶剤の選定法が示された。塗料粘度に関しても推算可能となればVOC削減量の推定が可能となるため、CO2塗装システムの実用化を促進するために重要である。学術的にもCO2を含むポリマー溶液の粘度推算は手が付けられていない分野であり、新規性も高い。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Development of a rolling ball viscometer for simultaneous measurement of viscosity, density, bubble-point pressure of CO2-expanded liquids2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Sato, Hiroki Baba, Chisato Yoneyama, Hiroshi Inomata
    • 雑誌名

      Fluid Phase Equilibria

      巻: 487 ページ: 71-75

    • DOI

      10.1016/j.fluid.2019.01.017

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CO2塗装法に向けたCO2膨張液体の粘度測定2019

    • 著者名/発表者名
      米山 知里, 佐藤 善之, 猪股 宏
    • 学会等名
      第40回 日本熱物性シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurements of viscosity, density, and bubble-point pressure of CO2 + methanol system2019

    • 著者名/発表者名
      Chisato Yoneyama, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガス膨張液体用粘度計の開発とCO2+メタノール系の粘度・密度・沸点圧力の測定2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 善之,米山 知里,猪股 宏
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development a new rolling ball viscometer for CO2 expanded liquids2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Sato, Hiroki Baba, Chisato Yoneyama, Hiroshi Inomata
    • 学会等名
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS'18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガス膨張液体用転落球型粘度計の開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤善之,米山知里,馬場啓生, 猪股宏
    • 学会等名
      第39回日本熱物性シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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