2007 Fiscal Year Annual Research Report
水晶振動子を用いたナノグラム質量分解能での洗浄性評価と理論的解析
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18500585
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| Research Institution | Kobe University of Fashion and Design |
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Principal Investigator |
田川 由美子 Kobe University of Fashion and Design, ファッション造形学部, 准教授 (40207808)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 景子 京都教育大学, 教育学部, 教授 (30243356)
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| Keywords | 水晶振動子 / 水系洗浄 / 固体粒子汚れ / 洗浄性評価 / 表面自由エネルギー / 接触角 / 超音波洗浄 |
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| Research Abstract |
洗浄性を評価するため、洗浄基質-固体粒子汚れ-洗浄媒体からなるモデル洗浄系を構築して洗浄実験を行った。洗浄基質には、水晶振動子(QCM)の金電極、金電極をポリエチレン(PE)膜で被覆した表面およびPE膜に紫外線照射して親水化した表面を用いた。粒子汚れには、カーボンブラック(CB)粒子、ポリスチレンラテックス(PSL)粒子を用い、粒径がそれぞれ260nm、200nmのものを使用した。洗浄媒体には、水にエタノールおよびドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を添加した水溶液を用い、各水溶液中での粒子の洗浄性を調べた。次に洗浄に伴う自由エネルギー変化(ΔG)を見積もり洗浄結果との関係を調べた。
まず洗浄性評価のための最適実験条件を調べたところ、サブミクロン粒子の洗浄のための機械力には超音波洗浄(装置購入)が適当で、洗浄力(出力)は微弱で短時間、超音波音圧計(装置購入)による監視下での使用が必要であることがわかった。CB粒子の洗浄実験では、金基質ではエタノール濃度が増加しても脱離率に大きな変化はなかったが、PE基質ではエタノール濃度が高くなると脱離率が増大する傾向が認められた。SDS添加系では、両基質とも添加による脱離率の増大が認められた。親水化したPB基質では、洗浄性に顕著な傾向が認められなかった。PSL粒子では、両基質ともエタノール濃度が高くなると脱離率が減少する傾向が認められた。次に、洗浄液の表面張力、洗浄基質および粒子の表面自由エネルギーの各成分を測定してΔGを算出し、脱離率との関係を調べた。その結果、ΔGの値は全ての洗浄系で正の値となり、超音波が粒子除去の機械力となっていることがわかった。CB粒子のPE基質からの脱離率は、ΔGが増加すると脱離率が減少する傾向が認められたが、PSL粒子については今後さらに検討する。
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