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研究グループ / 塗布膜グループ

粒子分散液から作製される塗布膜は、燃料電池やリチウムイオン二次電池の電極膜、導電性薄膜などにおいて既に実用化されており、塗料の多くも機能性粒子が分散されています。

本グループでは、様々な粒子分散材料を対象として「1.粒子分散操作のレオロジー解析」、「2.粒子分散液の塗布・乾燥解析」、「3.塗膜乾燥理解に向けたマイクロレオロジー計測システムの開発」について、研究を行っています。

メンバー

  • 菰田悦之 准教授 (*)
  • 今駒博信 准教授
(*) Group Leader
粒子分散系材料を塗布操作自体は工業的のみならず一般的な手法ですが,電極膜などの最新の薄膜材料では塗布乾燥による微細構造形成が重要な課題となっています.従って,塗布前の液中の粒子凝集構造を制御すること,塗布時のせん断操作に伴う構造変化を理解することや微細パターン形成手法を確立すること,乾燥における膜内部構造の形成過程を理解・制御することが求められます.本グループでは,以下の3テーマを中心に実験および理論の両面から研究を行っています.

Research Topics


粒子分散操作のレオロジー解析

「1.粒子分散操作のレオロジー解析」では,一様なせん断場において粒子と溶媒を混合し,分散の進行に伴う構造変化をレオロジー(粘弾性)計測により理解することを目指しています.粘度計測はよく知られている手法ですが,高濃度分散系の内部構造を解析するにはでは非線形粘弾性計測が有効です.
粒子分散液の塗布・乾燥解析

粒子分散液の塗布・乾燥解析

「2.粒子分散液の塗布・乾燥解析」では,塗布時のせん断操作が凝集状態およびその後の乾燥過程に及ぼす影響について調査しています.塗布操作を模したステップ上のせん断印加時の粒子凝集体の破壊・再凝集過程を直接観察しています.また,乾燥過程は,膜厚・重量同時測定による塗布膜内の充填率変化や散乱光を利用した表面構造形成過程の解析も行っています.さらに,塗膜端部における特徴的な粒子集積過程についても研究を行っています.
塗膜乾燥理解に向けたマイクロレオロジー計測システムの開発

塗膜乾燥理解に向けたマイクロレオロジー計測システムの開発

「3.塗膜乾燥理解に向けたマイクロレオロジー計測システムの開発」では,乾燥中の構造形成過程を非接触で計測する手法として,磁性マイクロ粒子を利用したマイクロレオロジー計測に注目しています.微小液滴の乾燥過程やパターン化塗布膜端部における局所的構造形成過程といった知見が期待されます.