含浸の理論・測定・解析・シミュレーションと応用技術の実際

界面のぬれ理論の展開から、含浸を分子レベルのダイナミックととらえる新理論を発展させ、含浸測定データの解析から、従来評価できなかった固気界面張力や液固界面張力をシミュレーションで求めることができる。 　繊維組織への含浸測定データと理論値の乖離を蒸気圧や気泡の吸収過程をとおして解析する。 　また、表面処理によって含浸速度を格段と向上させる。含浸技術は燃料電池の作動解析や電子・電気部品材、構造材や食品まで広く応用されている。

第1講 界面張力とぬれの基礎

1. 界面張力
   1. 熱力学的界面張力
      • 界面張力の定義
      • 張力面
      • Gibbsの吸着式
   2. 分子運動論的界面張力
      • 拡散吸着時間
      • 拡散吸着確率
      • 拡散距離
      • 衝突結合エネルギー確率
      • 電子親和力
      • 分子運動論的界面張力
      • 液体の界面張力と電子親和力
2. 接触角とぬれ
   1. 接触角
      • Youngの式
      • 界面の形状
      • Laplaceの式
      • プラトー問題
      • ノイマンの三角形
   2. ぬれ性
      • 完全ぬれ
      • 付着ぬれ
      • 拡張ぬれ
      • 浸漬ぬれ
      • 臨界表面張力
   3. 接触角の評価
      • 接触角の時間変化
      • 動的接触角
   4. 分子運動と接触角
      • 固体表面の歪
      • Young式の一般化
      • 接触角と気固・液固界面力と電子親和力

第2講 含浸過程の測定と解析

1. 毛細管浸透上昇
   1. 浸透速度式
      • 毛細管上昇力
      • Poiseuilleの式
      • Washburnの式
      • Kozeny-Carmanの式
      • Koishiらの式
      • Nakagakiらの式
   2. 毛細管浸透とぬれ
      • 毛細管モデル
      • 浸透方向に平行等間隔配列モデル (モデル1)
      • 浸透方向に水平等間隔配列モデル (モデル2)
      • 浸透方向に垂直等間隔配列モデル (モデル3)
      • 短冊状繊維マットの空隙率とぬれ (毛細管圧力)
      • 浸透上昇とKurematsu式
   3. 不織布への浸透上昇の解析とシミュレーション
      • 浸透上昇速度測定試料の諸特性
      • 浸透上昇速度の測定
      • 浸透上昇速度の解析とシミュレーション
      • 液体の蒸気圧効果
      • 各種液体のぬれ性に対する気固・液固界面張力と電子親和力のシミュレーション
   4. 真空浸透上昇速度の測定とシミュレーション
      • 真空度と浸透速度の測定
      • 真空度と浸透上昇の解析
      • Gibbsの分子吸着式
      • 真空含浸のぬれ性と気固・液固界面張力と電子親和力のシミュレーション
2. 繊維間への含浸評価とぬれ (毛細管圧力)
   1. 繊維基材への求心含浸速度の測定方法
      • 含浸装置
   2. 繊維配向モデルから求めたぬれ (毛細管圧力)
      • 含浸における繊維配向モデル ○含浸方向に平行等間隔配列モデル
      • 含浸方向に水平等間隔配列モデル ○含浸方向に垂直等間隔配列モデル
      • 円形繊維マットの空隙率と毛細管圧力
   3. 締め付け荷重変化による含浸速度の測定と解析
      • 締め付け力と繊維マットの厚さ
      • 締め付け荷重変化と含浸速度の測定
      • 締め付け荷重変化による含浸速度の解析と未含浸領域の気圧補正パラメータ
      • 締め付け荷重、不織布厚さ、空隙率の含浸距離変化
      • 毛細管圧力の含浸距離変化
   4. 温度変化による含浸速度の測定と解析
      • 未含浸領域の時間変化
      • 温度変化による含浸速度の解析と未含浸領域の気圧補正パラメータ
      • 締め付け荷重、不織布厚さ、空隙率の含浸距離変化
      • 毛細管圧力の含浸距離変化
   5. 真空含浸による含浸速度の測定と解析
      • 未含浸領域の時間変化
      • 真空含浸における含浸速度の解析と未含浸領域の気圧補正パラメータ
      • 締め付け荷重、不織布厚さ、空隙率の含浸距離変化
      • 毛細管圧力の含浸距離変化
3. 含浸過程のパラメータと気泡の生成と消滅
   1. 気体のリーク量
      • 気圧補正パラメータとリーク量
      • 気体リーク量の温度変化
      • 気圧変化
   2. 未含浸領域の気体溶解度
      • 溶解度係数
      • 温度変化
      • 気圧変化
   3. 気体の溶解拡散
      • 拡散係数
      • 溶解拡散の温度変化
      • 溶解拡散の真空度特性
   4. 気泡の生成
      • 半含浸領域の存在
      • 空隙率の偏差
      • 気泡半径と数
   5. ボイドの消滅
      • ボイド内気体濃度変化
      • ボイド半径
      • 含浸過程でのボイドの消滅

第3講 含浸の応用技術

1. 基材の表面処理と完全含浸
   1. 吸着分子構造と占有面積
      • 固体表面の官能基数
      • 分子占有面積と最大吸着数
   2. 表面処理条件と含浸速度
      • 表面処理条件
      • 接触角と処理条件
      • 含浸速度の改善
   3. 吸着分子数とぬれ性
      • 吸着分子数
      • Langmuir定数
      • 解放系と閉鎖系のぬれ
2. 分子運動論的含浸過程の解析
   1. 分子運動と含浸速度
      • 分子運動論的ぬれ性
      • 拡散運動を伴う含浸速度式
   2. 分子運動と電子親和力
      • 含浸過程の分子運動論的解析
      • 求心含浸の分子運動論的解析
      • 真空含浸の分子運動論的解析
      • 表面処理条件と分子運動論的解析
3. 分散系のぬれと毛細管流動
   1. 分散系の静止流体層
      • 分散系
      • 分散系の粘度
      • 粘度の経時変化測定
      • 静止流体層の存在
      • ヘテロ凝集
   2. 表面処理分散系の毛細管流動
      • 分散系の界面反応
      • 分子サイズと占有面積
   3. 分子吸着確率
      • 吸着モデル
      • 毛細管流動速度の測定
      • 静止流体層の厚さ
      • 分子拡散吸着確率
4. 燃料電池
   1. 燃料供給プロセス
      • 燃料電池の構造
      • サブストレート中での燃料拡散
      • 燃料電池の電気伝導
      • 酸素濃度
      • 電極反応電流
      • 触媒層細孔中の酸素拡散
      • 触媒担持体ポア中の酸素反応確率
      • 触媒担持体ポア中の酸素の拡散
      • 液膜中での酸素拡散
      • 全行程における測定電流
   2. 燃料電池の電流電圧曲線の解析
      • サブストレートの窒素濃度の解析
      • 酸素濃度の解析
      • 電極反応電流の解析
      • 触媒層細孔中の酸素の拡散
      • 触媒担持体ポア中の酸素反応確率
      • 触媒担持体ポア中の酸素の拡散
      • 液膜中での酸素拡散
      • 燃料の拡散のみで起動する燃料電池の電流電圧曲線
      • 拡散吸着反応確率Psを導入した電流電圧曲線
5. 含浸過程の応用技術
   1. 電子部品 (LSI)
      • 低粘度樹脂
      • パッケージ
      • フィルムキャリア材
      • COB
   2. 電力装置 (変成器)
      • モールド
      • 成形方法
      • 電気部品 (油浸フィルムコンデンサー)

第4講 含浸技術の応用と事故対策事例集

1. 流体置換 (油田の残留石油の問題)
2. 有機/無機ナノハイブリッド材料の作製法
3. 樹脂含浸単板
4. 含浸紙
5. 積層板
6. PTFE含浸ガラスクロステープ
7. 含浸法による軽量発泡シート
8. シランカップリング剤処理
9. シリコン含浸
10. アルミ含浸複合材
11. 水素化処理触媒製造用含浸液
12. ビタミンBx、リン酸を含浸した添着活性炭
13. コンクリートへの含浸
14. 高速気流中衝撃法を利用した濡れやすさの向上
15. 軸受の含浸
16. 電池と含浸
17. 食材への含浸
18. 機械工業への含浸
19. 含浸剤

• 質疑応答・名刺交換