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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

研究課題

研究課題/領域番号 22360324
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 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関九州大学

研究代表者

深井 潤  九州大学, 工学研究院, 教授 (20189905)

連携研究者 中曽 浩一  九州大学, 工学研究院, 助教 (40363379)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2011年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2010年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード薄膜形成 / 乾燥工程 / 移動現象 / 自然対流 / インクジェット / 乾燥 / 流動可視化 / self-pinning
研究概要

インクジェット法によって形成される薄膜を平坦化する方法を実験と実験両面から検討した.まず,実験および数値解析により蒸発する液滴内の内部流動を解析した.本解析系において,溶質濃度差由来と温度差由来のマランゴニ力が内部流動に影響し,それらの力は自由界面上で逆方向の流れを発生させる.基板温度の上昇とともに溶質濃度差由来より温度差由来のマランゴニ力が大きくなる.しかし,蒸発が進行すれば,最終的には溶質濃度差由来のマランゴニ力が流れを支配する.2成分溶媒を用いて薄膜が平坦化できる理由は,2つの溶媒の表面張力差を利用して内部流れを制御できるためと考えられてきた.しかし,本研究では,溶媒濃度差由来より溶質濃度差由来のマランゴニ力が大きいために,溶媒の表面張力差から予想される内部流動状態と膜形状は必ずしもを相関していないことが示唆された.結論として,薄膜形状は self-pinning 位置に影響され,それを制御するためには粘度,接触角,蒸発速度を操作し,膜形状を微妙に制御するためマランゴニ力を操作する方法を考案した.それに従って,薄膜を平坦化することができた.

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (29件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of Solute- and Solvent-Derived Marangoni Flows on the Shape of Polymer Films Formed from Drying Droplets2013

    • 著者名/発表者名
      P. O. BABATUNDE, W. J. HONG, K. NAKASO, J. FUKAI
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: Vol. 59, No. 3 号: 3 ページ: 699-702

    • DOI

      10.1002/aic.14031

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marangoni Flows in Polymer Soution Droplets Drying on Heating Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      S. YASUMATSU, K. NAKASO, J. FUKAI
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: Vol.45, No.2 ページ: 128-135

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1252/jcej.11we124

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Organization of Polymer Films Using Single and Mixed Solvents on Chemically Patterned Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      S. YASUMATSU, H. ISHIZUKA, K. NAKASO, P. O. BABATUNDE, J. FUKAI
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: Vol.45, No.4 ページ: 265-271

    • NAID

      10030927960

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1252/jcej.11we183

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factors Dominating Polymer Film Morphology Formed from Droplets Using Mixed Solvents2012

    • 著者名/発表者名
      P. O. BABATUNDE, N. NANRI, K. ONTSUKA, K. NAKASO, J. FUKAI
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: Vol.45, No.8 ページ: 622-629

    • NAID

      130001858747

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1252/jcej.12we085

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Organization of Polymer Films Using Single and Mixed Solvents on Chemically Patterned Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      Shohei YASUMATSU et al
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 45 号: 4 ページ: 265-271

    • DOI

      10.1252/jcej.11we183

    • NAID

      10030927960

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Investigation on the Adsorption Process for Steam Generation Using a Zeolite–Water System2012

    • 著者名/発表者名
      Erfina OKTARIANI et al
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 45 号: 5 ページ: 355-362

    • DOI

      10.1252/jcej.11we128

    • NAID

      130001858814

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factors Dominating Polymer Film Morphology Formed from Droplets Using Mixed Solvents2012

    • 著者名/発表者名
      Patience Oluwatosin BABATUNDE et al
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 45 号: 8 ページ: 622-629

    • DOI

      10.1252/jcej.12we085

    • NAID

      130001858747

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marangoni Flows in Polymer Solution Droplets Drying on Heating Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      Shohei YASUMATSU, et al
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 45 号: 2 ページ: 128-135

    • DOI

      10.1252/jcej.11we124

    • NAID

      130000967363

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal and Solutal Effects on Convection Inside a Polymer Solution Droplet on a Substrate2010

    • 著者名/発表者名
      M. KANEDA, Y. TAKAO, J. FUKAI
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: Vol.53 ページ: 4448-4457

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2010.06.049

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific Behaviors of Polymer Solution Droplets on Surfaces Due to Solutal Marangoni Effect2010

    • 著者名/発表者名
      K. MIYAMOTO, M. KANEDA and J. FUKAI
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: Vol.43, No.7 ページ: 618-622

    • NAID

      10027373186

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1252/jcej.43.618

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific Behaviors of Polymer Solution Droplets on Surfaces Due to Solutal Marangoni Effect2010

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu MIYAMOTO, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 43-7 ページ: 618-622

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal and Solutal Effects on Convection Inside a Polymer Solution Droplet on a Substrate2010

    • 著者名/発表者名
      Masayuki KANEDA, et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 53 ページ: 4448-4457

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 基板上における高分子/2成分溶媒系液滴内の移動現象解析2013

    • 著者名/発表者名
      鬼塚 健二, 南里功美, 中曽浩一, 深井潤
    • 学会等名
      化学工学会第78年会
    • 年月日
      2013-03-17
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] バンク基板上に形成した低分子有機 EL薄膜形状と操作条件の関係2012

    • 著者名/発表者名
      原田 紘伸, 坂上恵, 深井潤, 安達千波
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 高分子薄膜形状予測のための数値シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      久保 一樹, 鬼塚 健二, 中曽 浩一, 深井潤
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Polymer Film Configuration Formed from Polymer Solution Droplet2012

    • 著者名/発表者名
      K. KUBO, J.-H. WANG, K. NAKASO, J. FUKAI
    • 学会等名
      4th Kyushu University-Yeungnam University Joiny Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Drying Process of Polymer Solution Inkjet-Droplets for Predicting Film Configuration2012

    • 著者名/発表者名
      J. FUKAI, K. KUBO, J.-H. WANG, K.NAKASO
    • 学会等名
      2012 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] インクジェット成膜法における液滴内部の移動現象2011

    • 著者名/発表者名
      深井潤
    • 学会等名
      化学工学会第43回秋季大会
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 2成分溶液滴の蒸発速度の検討2011

    • 著者名/発表者名
      南里功美, 鬼塚健二, 中曽浩一, 深井潤
    • 学会等名
      化学工学会 第43回秋季大会
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 2成分溶液滴の蒸発速度の検討2011

    • 著者名/発表者名
      南里功美, ら
    • 学会等名
      化学工学会第43回秋季大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 樹脂溶液滴の内部流動と薄膜形成に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      西畑陽一, 中曽浩一, 深井潤, 齋藤亨, 藤代光一
    • 学会等名
      化学工学会第43回秋季大会
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 樹脂溶液滴の内部流動と薄膜形成に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      西畑陽一, ら
    • 学会等名
      化学工学会第43回秋季大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 溶液滴内部の自然対流に及ぼす基板温度の影響2011

    • 著者名/発表者名
      鬼塚健二, 安松祥平, 南里功美, 中曽浩一, 深井潤
    • 学会等名
      化学工学会 第43回秋季大会
    • 年月日
      2011-09-14
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 溶液滴内部の自然対流に及ぼす基板温度の影響2011

    • 著者名/発表者名
      鬼塚健二, ら
    • 学会等名
      化学工学会第43回秋季大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2011-09-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Structure of Circulation Flows in Polymer Solution Droplets Receding on Flat Surfaces2011

    • 著者名/発表者名
      吉竹祐, ら
    • 学会等名
      化学工学会第76年会
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都)
    • 年月日
      2011-03-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Free Convection in Microscopic Polymer Solution Droplets2010

    • 著者名/発表者名
      Shohei YASUMATSU, et al.
    • 学会等名
      International Workshop on Process Intensification 2010
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分子液滴内の内部流動の可視化と数値解析2010

    • 著者名/発表者名
      深井潤
    • 学会等名
      第7回色材IT講座
    • 発表場所
      日本大学理工学部(東京都)
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Thin Polymer Film from Droplet on Circular Patterned Surfaces : Effect of Surface Tension and Viscosity on Film Configuration2010

    • 著者名/発表者名
      Babatunde Patience OLUWATOSIN, et al.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2010-11-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Marangoni and Rayleigh Effects on Fluid Dynamics in Polymer Solution Droplets Evaporating on Flat Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      Narumi NANRI, et al.
    • 学会等名
      13th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 発表場所
      Howard International House台北(台湾)
    • 年月日
      2010-10-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 基板上で蒸発する溶液滴内の溶質濃度差対流の構造2010

    • 著者名/発表者名
      南里功美, ら
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学(京都市)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      安松祥平, ら
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学(京都市)
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Internal Flows in Microscopic Polymer Solution Droplets Evaporating on Flat Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      Shohei YASUMATSU, et al.
    • 学会等名
      International Heat Transfer Conference (IHTC)
    • 発表場所
      Omni Shoreham Hotelワシントン・DC(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2010-08-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Internal Flows in Microscopic Polymer Solution Droplets Evaporating on Flat Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      S. YASUMATSU, N. NANRI, Y. YOSHITAKE, K. NAKASO, J. FUKAI
    • 学会等名
      International Heat Transfer Conference (IHTC)
    • 発表場所
      Washington. DC, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Marangoni and Rayleigh Effects on Fluid Dynamics in Polymer Solution Droplets Evaporating on Flat Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      N. NANRI, S. YASUMATSU, K. NAKASO, J. FUKAI
    • 学会等名
      13th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Formation of Thin Polymer Film from Droplet on Circular Patterned Surfaces: Effect of Surface Tension and Viscosity on Film Configuration2010

    • 著者名/発表者名
      B. P. OLUWATOSIN, K. NAKASO, J. FUKAI
    • 学会等名
      6th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences
    • 発表場所
      Fukuoka, JAPAN
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Free Convection in Microscopic Polymer Solution Droplets2010

    • 著者名/発表者名
      S. YASUMATSU, N. NANRI, K. NAKASO, J.FUKAI
    • 学会等名
      International Workshop on Process Intensification 2010
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 高分子薄膜形状予測のための数値シミュレーション

    • 著者名/発表者名
      久保 一樹ら
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] バンク基板上に形成した低分子有機EL薄膜形状と操作条件の関係

    • 著者名/発表者名
      原田 紘伸ら
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of Polymer Film Configuration Formed from Polymer Solution Droplet

    • 著者名/発表者名
      Kazuki KUBO et al
    • 学会等名
      The 4th Kyushu University-Yeungnam University Joiny Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Drying Process of Polymer Solution Inkjet-Droplets for Predicting Film Configuration

    • 著者名/発表者名
      Jun Fukai  et al
    • 学会等名
      2012 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      David L. Lawrence Convention Center(Pittsburgh,PA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 基板上における高分子/2成分溶媒系液滴内の移動現象解析

    • 著者名/発表者名
      鬼塚 健二ら
    • 学会等名
      化学工学会 第78年会
    • 発表場所
      大阪大学(豊中市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 有機半導体含有層形成用レベリング剤、有機半導体含有層形成用組成物、並びに、有機デバイス及びその製造方法2013

    • 発明者名
      坂上恵, 原田紘伸 , 安藤健人,深井潤, 安達千波矢
    • 権利者名
      坂上恵, 原田紘伸 , 安藤健人,深井潤, 安達千波矢
    • 産業財産権番号
      2013-058581
    • 出願年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [産業財産権] 有機半導体含有層形成用レベリング剤、有機半導体含有層形成用組成物、並びに、有機デバイス及びその製造方法2013

    • 発明者名
      坂上恵, 原田紘伸 , 安藤健人, 深井潤, 安達千波矢
    • 権利者名
      坂上恵, 原田紘伸 , 安藤健人, 深井潤, 安達千波矢
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-058581
    • 出願年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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