微小液滴による不溶性液体間の高速濡れ現象観察(物性,一般)
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概要
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有機トランジスタの印刷プロセスによる製造など,インクジェット技術の産業応用が盛んになるにつれて,微小な液滴による高速な濡れ現象の挙動観察が重要となっている.しかし,微小液滴の運動は巨大なずりを伴い,マクロな液体では再現できないため,従来の測定方法で測定することは困難だった.今回の発表では,インクジェットから射出された微小液滴による,互いに不溶な液体間での濡れ現象を観察する.水と油のような,互いに不溶性の微小液滴を衝突させると,表面・界面のエネルギーの総和を最小化するような平衡形状を取る.これが液体間の濡れ現象である.液体の表面・界面エネルギーの比率により,油膜が水滴を完全に覆う完全濡れと,水滴と油滴が分離して結合する不完全濡れに分けられる.不完全濡れの条件を満たす水-油結合液滴の平衡形状は,Young-Laplace方程式から求められる.結合液滴の表面・界面の曲率について,理論による値と実験結果を比較したところ,表面曲率についてはほぼ一致する一方,界面曲率については,液滴のレンズ効果により,大きく異なる値となった.完全濡れ条件を満たす水滴と油滴を衝突させると,表面張力の小さい油が膜となり,水滴を覆う様子が観察された.慣性項と粘性項から油膜が水滴を完全に覆うまでの時定数を見積もり,実験結果と比較したところ,おおよそ一致することが分かった.
- 2011-07-21
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