昆虫の外皮分析に基づく固体材料表面への付着土低減方法の提案

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12875088
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 深川 良一 立命館大学, 理工学部, 教授 (20127129)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝見 武 立命館大学, 理工学部, 助教授 (60233764) ; 松野 進 栗本鐵工所, 研究開発センター・技術研究部, 課長
• Keywords: 付着 / 粘土 / 昆虫 / 金属 / ぬれ性 / 帯電性

Research Abstract

本研究では、土と固体表面の付着特性を明らかにし、効果的な付着土の低減を達成できる新素材の開発を目指した。得られた主要な結論を以下に述べる。
1)既存の直接せん断試験機を改造して付着特性測定用の試験機を製作した。一連の実験を実施して本試験機による付着特性の評価が可能であることを実証した。
2)湿潤土中に生息する昆虫を観察し、その中で硬い外皮を有するものを捕虫し外皮の成分分析・構造分析を実施した。この点については残念ながら新素材につながる重要な情報を得ることができなかった。
3)ステンレス・アルミ、銅、テフロン等の複数の固体材料に対して一連の付着試験を実施し、結果の評価を試み右付着力や供試材表面に残る付着土質量と粘土試料含水比などとの関係が定量的に明らかになった。また、これらの付着特性は供試材(固体材料)表面の濡れ性と強い相関性を示すことが明らかになった。
4)実験の過程で、粘土粒子の帯電性が付着に強い影響を及ぼすことが予想されたので、これらの点についても一連の実験の行い検討した。試験には帯電性を示すベントナイト系の試料および帯電性の少ないカオリナィト系の試料を用いた。その結果、負に帯電したベントナイト系の試料は陽極板側に付着し、付着量は電気容量や通電時間にほぼ比例することが明らかになった。
5)粘土粒子の帯電性を莉用すれば、付着低減の可能性があることが明らかになった。つまり、付着を防止したい固体表面を負に帯電させれば、粘土粒子は明らかに付着しにくいことが判明した。

Research Products

• [Publications] Fukagawa, Tamai, Tateyama, Takahashi: "Basic properties of adhesion between clays and solid surfaces"Proc. of 2nd World Engineering Congress. (発表予定). (2002)
• [Publications] Tateyama, Fukagawa, Takahashi: "Geomechatronics -Interaction between ground and construction robotics-"Proc. of 2nd World Engineering Congress. (発表予定). (2002)