研究部門

塗布膜研究部門

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。

本研究部門では、主に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.温度変化法を利用した乾燥速度の測定とモデル化」について、研究を行っています。

粒子分散系材料の塗布・乾燥による薄膜形成は工業に限らず一般的な操作ですが,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,乾燥における乾燥速度の精密な測定やモデル化そして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.

メンバー

  • 菰田 悦之 准教授
  • 今駒 博信 准教授


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

「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.塗布操作に伴う内部構造変化を再現するためのせん断印加手法(レオロジー測定)についても研究しています.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光を利用した膜構造形成過程の解析システムの構築も行っています.


温度変化法を利用した乾燥速度の測定とモデル化

「3.温度変化法を利用した乾燥速度の測定とモデル化」では,乾燥中に溶媒の蒸発速度に応じて材料温度が変化することに注目して,重力測定よりも簡便でありながら高精度な乾燥速度測定方法を提案しています.さらに,この測定結果を考慮して乾燥モデルを構築し,乾燥メカニズムの推定や乾燥プロセスに対する材料特性の影響についても議論しています.


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