相界面形成による乾燥促進効果の解明とその工学的応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560912
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 九州工業大学
• 研究代表者: 山村 方人 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90284588)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 塗布膜 / コーティング / 相分離 / 乾燥促進 / 高分子溶液 / 蛍光イメージング / 非平衡熱力学

研究概要

互いに溶け合わない高分子成分を共通溶媒に溶解させた高分子ブレンド液体薄膜から溶媒を揮発させ固体フィルムを形成させる過程において、高分子成分の自発的分離によって生じた相界面が溶媒乾燥を促進または抑制させることを見出した。精密な質量・蛍光強度同時測定を駆使した実験結果より、乾燥促進は相分離速度がある臨界値よりも低い場合に生じること、促進時には相界面に溶媒集積層が形成されることを初めて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of polymer end groups on the drying rates of phase separating coatings (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura M., Yamakawa T., Nasu T., Orihashi K., Mawatari Y., Kage H.
  • 雑誌名: Chemical Engineering and Processing : Process Intensification 巻: 68 ページ: 55-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress oscillations in co-solvent nanoparticle-polymer suspensions subjected to constant shear rate (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura M., Koga H., Mawatari Y., Kage Y.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: 46(7) ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Latex Migration in Battery Slurries during Drying (2013)
  • 著者名/発表者名: Sanghyuk Lim, Kyung Hyun Ahn, Masato Yamamura
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 ページ: 8233-8244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drying-induced reduction in electrical resistivity of carbon black-poly amideimide nanocomposite films (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura M., Hiroki Matsumoto, Yoshihide Mawatari, Hiroyuki Kage
  • 雑誌名: Chemical Engineering and Processing 巻: 70 ページ: 17-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drying-induced hierarchical dimple patterns on partially-miscible polymeric films under ordered convections (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura M., Eikai S., Mawatari Y., Kage Y.
  • 雑誌名: Drying Technology 巻: 31 ページ: 1212-1218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wetting-induced entrapment of a droplet in a UV-curable volatile liquid coating (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamura M., Yanagisawa M., Mawatari Y., Kage H.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: 46(5) ページ: 367-370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Solvent Drying of Liquid Film Coatings by Fluorine-base Polymeric Surfactant Addition (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamura M., Yoshihara H., Mawatari Y., Kage H.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: 45(6) ページ: 441-443
  • 査読あり
• [学会発表] Fluorescence Imaging of Solvent Localizations in Phase Separating Polymer Blend Films (2013)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Fujishita, Masato Yamamura, Yoshihide Mawatari, Hiroyuki Kage
  • 学会等名: Proceeding of the 5th Asian Coating Workshop
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20130509-10
• [学会発表] 溶媒集積層形成による乾燥促進効果:蛍光イメージングと乾燥速度の同時測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤下彩佳, 山村方人, 馬渡佳秀, 鹿毛浩之
  • 学会等名: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2013-07-06
• [学会発表] 相分離による溶媒乾燥の促進抑制効果とその転移挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山村方人, 那須徹雄, 原田翔輔, 馬渡佳秀, 鹿毛浩之
  • 学会等名: 化学工学会第78年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Transitions between suppressed and enhanced drying modes in phase-separating coatings (2012)
  • 著者名/発表者名: Masato Yamamura, Tetsuo Nasu, Shosuke Harada, Yoshihide Mawatari, Hiroyuki Kage
  • 学会等名: International Coating Science and Technology Symposium
  • 発表場所: Atlanta
  • 年月日: 20120910-13
• [学会発表] Effects of film thickness and composition on retarded drying in phase-separating coatings (2011)
  • 著者名/発表者名: Shosuke Harada, Masato Yamamura, Yoshihide Mawatari, and Hiroyuki Kage
  • 学会等名: The 3rd Asian Coating Workshop
  • 発表場所: Kitakyushu
  • 年月日: 20110704-05
• [学会発表] Enhanced / suppressed drying of liquid film coatings by polymeric surfactant addition (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Nasu, Masato Yamamura, Yoshihide Mawatari, and Hiroyuki Kagee
  • 学会等名: The 3rd Asian Coating Workshop
  • 発表場所: Kitakyushu
  • 年月日: 20110704-05
• [学会発表] The effects of end groups of polymers on drying rates of phase separating coatings (2011)
  • 著者名/発表者名: Masato Yamamura, Takahiro Yamakawa, Yoshihide Mawatari, Hiroyuki Kage
  • 学会等名: European Coating Symposium(ECS2011)
  • 発表場所: Turku, Finland
  • 年月日: 20110608-10
• [学会発表] 塗布膜中の相分離による乾燥抑制効果:膜厚および組成の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原田翔輔, 山村方人, 馬渡佳秀, 鹿毛浩之
  • 学会等名: 2011年度第2回粉体工学会西日本談話会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] ポリマー添加による塗布膜乾燥の促進・抑制効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 那須徹雄, 山村方人, 馬渡佳秀, 鹿毛浩之
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] ポリジメチルシロキサン添加による乾燥促進効果:末端基の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山村方人, 山川貴大, 馬渡佳秀, 鹿毛浩之
  • 学会等名: 第22回プラスチック成形加工学会年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] Effects of film thickness and composition on drying rate of phase-separating coatings (2010)
  • 著者名/発表者名: Shosuke Harada, Masato Yamamura, Yoshihide Mawatari, Hiroyuki Kage
  • 学会等名: 2nd Asian Coating Workshop
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20100701-02
• [学会発表] Guided solvent transport in phase-separating polymer coatings : enhanced evaporation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masato Yamamura, Tetsuo Nasu, Yoshihide Mawatari, Hiroyuki Kage
  • 学会等名: Proceeding of International Workshop on Process Intensification 2010
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] カチオン性界面活性ポリマー添加による塗布膜乾燥の促進・抑制効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 那須徹雄, 山村方人, 馬渡佳秀, 鹿毛浩之
  • 学会等名: 第42回化学工学会秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 乾燥誘起相分離を伴う塗布膜の溶媒乾燥速度に与える膜厚及び組成の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原田翔輔, 山村方人, 馬渡佳秀, 鹿毛浩之
  • 学会等名: 第42回化学工学会秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-06