仕事関数と電界制御による粒子表面の精密電荷付与と複合場における粒子運動の同時解析

• 研究課題/領域番号: 23360341
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 松坂 修二 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10219420)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2011年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
• キーワード: 粒子 / 接触帯電 / 表面電荷 / 電界 / 静電気力

研究概要

粒子と壁の繰り返し接触による摩擦帯電を評価する新しい手法を理論的および実験的に検討した。粒子帯電を定式化するためにコンデンサーモデルを適用した。実験では，振動板の上に粒子を供給し，その表面を移動させたのち，粒子の電荷をファラデーカップで測定した。粒子の挙動は，ズームレンズを取り付けた高速度カメラで観察した。振動板を移動した距離あるいは粒子と壁の接触回数の関数である粒子帯電のプロファイルは，平衡と緩和に関係するふたつのパラメータによって決定される理論とよく一致した。また，粒子帯電の特性は，外部電場によって得られたパラメータの値で十分に評価できた。

研究成果

• [雑誌論文] 振動平板上の粒子の接触帯電と動的挙動の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松坂 修二, 久保 恒太, 水谷 慈, 安田正俊
  • 雑誌名: 静電気学会誌 巻: 37 ページ: 273-278
  • NAID: 40019894357
  • URL: http://www.iesj.org/html/journal/articles/papers/37/37-6-273.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Particle Electrostatic Charging in Vibration and Electric Field (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizutani, M., M. Yasuda and S. Matsusaka
  • 雑誌名: Chemical Engineering Transactions 巻: 32 ページ: 2083-2088
  • 査読あり
• [雑誌論文] 振動と外部電場を用いた２段階システムによる摩擦帯電粒子の特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水谷 慈, 武田 紘一, 安田 正俊, 松坂修二
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: 50 号: 12 ページ: 832-839
  • DOI: 10.4164/sptj.50.832
  • NAID: 130004856049
  • ISSN: 0386-6157, 1883-7239
  • 査読あり
• [雑誌論文] 振動と外部電場を利用した粒子の摩擦帯電の特性評価と制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松坂 修二, 伊與田 淳平, 水谷 慈, 安田正俊
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: 50 号: 9 ページ: 632-639
  • DOI: 10.4164/sptj.50.632
  • NAID: 10031196473
  • ISSN: 0386-6157, 1883-7239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of Particle Charging in a Dilute Pneumatic Conveying System (2013)
  • 著者名/発表者名: Bunchatheeravate, P., J. Curtis, Y. Fujii and S. Matsusaka
  • 雑誌名: AIChE Journal 巻: 59 号: 7 ページ: 2308-2316
  • DOI: 10.1002/aic.14025
  • NAID: 120006394768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Particle Tribocharging (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka, S
  • 雑誌名: KONA Powder and Particle Journal 巻: 29 号: 0 ページ: 27-38
  • DOI: 10.14356/kona.2011007
  • NAID: 130003398515
  • ISSN: 0288-4534, 2187-5537
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Particle Tribocharging (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuji Matsusaka
  • 雑誌名: KONA Powder and Particle Journal 巻: 29 ページ: 27-38
  • 査読あり
• [学会発表] 振動と電界を利用した微粒子の帯電特性評価と帯電制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水谷 慈,安田 正俊,松坂 修二
  • 学会等名: 粉体工学会秋期研究発表会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-10-08
• [学会発表] 振動と電界を用いた微粒子の接触帯電特性評価および帯電制御手法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水谷 慈, 武田 紘一, 安田 正俊, 松坂修二
  • 学会等名: 化学工学会秋期大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] Characterization of Particle Electrostatic Charging in Vibration and Electric Field (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizutani, M., M. Yasuda and S. Matsusaka
  • 学会等名: Proceedings of The 11th Italian Conference on Chemical and Process Engineering
  • 発表場所: Milan
  • 年月日: 2013-06-03
• [学会発表] 振動と電界を利用した微粒子の帯電特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水谷 慈,安田 正俊,松坂 修二
  • 学会等名: 粉体工学会春期研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] Adhesion Characteristics of Charged Fine Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Wei, D., S. Matsusaka
  • 学会等名: 化学工学会第78年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-03-17
• [学会発表] Characterization of Particle Electrostatic Charging in Vibration and Electric Field (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mizutani., M. Yasuda and S. Matsusaka
  • 学会等名: 11th International Conference on Chemical & Process Engineering
  • 発表場所: Milan, Italy
• [学会発表] 振動と電界を用いた微粒子の接触帯電特性評価および帯電制御手法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水谷 慈，安田 正俊，松坂 修二
  • 学会等名: 化学工学会秋季大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Electrostatic Charging of Particles in a Straight Pipe (2012)
  • 著者名/発表者名: Bunchatheeravate, P., Y. Fujii, J. Curtis and S. Matsusaka
  • 学会等名: Abstracts of AIChE 2012 Annual Meeting
  • 発表場所: Pittsburgh
  • 年月日: 2012-11-01
• [学会発表] 第50回粉体に関する討論会 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松坂 修二, 伊與田 淳平, 久保 恒太, 水谷 慈, 安田 正俊
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-10-30
• [学会発表] Characterizing the Effect of External Electric Field on Adhesion Force between Charged Particles and a Substrate by Airflow Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Wei D. and S. Matsusaka
  • 学会等名: Abstracts of The 7th International Conference on Applied Electrostatics
  • 発表場所: Dalian
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] Charge Control of Particles in Air Using Centrifugal Force Acting under Applied Electric Field (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka, S. and K. Sato
  • 学会等名: Abstracts of European aerosol Conference
  • 発表場所: Granada
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 粒子の初期電荷の制御による管内固気二相流の帯電評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤井 祐輔, P. Bunchatheeravate, 松坂 修二
  • 学会等名: 第29回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2012-08-29
• [学会発表] Electrostatics and Particle Technology (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka, S
  • 学会等名: Proceedings 5th Asian Particle Technology Symposium (APT2012)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2012-07-03
• [学会発表] Measurement and Control of Particle Tribocharging (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka, S
  • 学会等名: Proceedings of 2012 Electrostatics Joint Conference
  • 発表場所: Ontario, Canada
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] 電界を利用した遠心接触式気中微粒子帯電制御装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松坂 修二,佐藤 和歩,伊與田 淳平
  • 学会等名: 化学工学会 第77年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 電界を利用した遠心接触式気中微粒子帯電制御装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松坂修二, 佐藤和歩, 伊與田淳平
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Measurement and control of particle tribocharging (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsusaka
  • 学会等名: 2012 Joint Electrostatics Conference
  • 発表場所: Ontario, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] Charge control of particles in air using centrifugal force acting under applied electric field (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsusaka（代表者）, K. Satoh
  • 学会等名: European Aerosol Conference 2012
  • 発表場所: Granada, Spain
• [学会発表] Characterizing the effect of external electric field on adhesion force between charged particles and a substrate by airflow method (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Wei, S. Matsusaka
  • 学会等名: The 7th International Conference on Applied Electrostatics
  • 発表場所: Dalian, China
• [学会発表] Electrostatic Charging of Particles in a Straight Pipe (2012)
  • 著者名/発表者名: Bunchatheeravate, P., Y. Fujii, J. Curtis and S. Matsusaka
  • 学会等名: AIChE 2012 Annual Meeting
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
• [学会発表] 振動場と静電場を利用した粒子帯電特性評価システムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松坂 修二，伊與田 淳平，久保 恒太，水谷 慈，安田正俊
  • 学会等名: 第50回粉体に関する討論会
  • 発表場所: 京都
• [図書] 4.8 静電気, 粉体工学ハンドブック, 粉体工学会編 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松坂 修二
  • 出版者: 朝倉書店
• [産業財産権] 帯電量測定方法及び測定装置 (2012)
  • 発明者名: 佐藤和之,村井康亮,村山隆二,井上圭,森谷 修司,大西 敏一,竹内 達夫,松坂 修二
  • 権利者名: キヤノン, 松坂 修二, IMP
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-07-06