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ぬれの科学と技術そして応用    
Wettability and It’s Science, Technology, Applications
[コードNo.2011T787]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修(著者)/ 角田光雄(文化女子大学 名誉教授)
■体裁/ B5判 314ページ
■発行/ 2011年5月 (株)シーエムシー出版
■定価/ 77,760円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-0333-8

 
★ぬれのメカニズムについて、基礎的事項から応用まで、データを多用してまとめた成書!
★動的接触角測定法、浸潤張力、転落角の測定、耐久性試験と測定法、表面張力・表面エネルギー…といった現象と
  測定法を解説!
★紙・繊維の撥水・撥油化、自動車関連、医療材料など幅広い応用事例を掲載!

キーワード

表面張力/界面張力/接触角/界面活性剤/超撥水性/超親水性/プラスチック/ゴム/粉体/顔料/金属/接着/紙/セラミックス/繊維/洗浄/防曇/含浸

刊行にあたって

 身近なものがぬれる様子については、極めて巨視的な現象のように考えられている。しかし、ぬれるかぬれないかは、ぬれに関わる固体と液体の単分子層レベルの原子、イオンや分子のような粒子間に作用する力、粒子間相互作用が基本である。
本書は10章の構成で、粒子間相互作用の測定法、ぬれの表し方とその尺度、そこからぬれの尺度としてよく用いられる接触角が表面張力や界面張力などとの関連性、超撥水性と超親水性に関する技術、接着、微粉体の液体への分散、洗浄、防曇、含浸といった分野への応用技術などについて説明している。本書は、統一的にぬれの科学について解説した、最新の成書となっている。

著者略歴

角田光雄(つのだてるお)

1956年3月  東京都立大学(現・首都大学東京) 理学部 化学科卒業
1958年3月  東京都立大学 大学院理学研究科 化学専攻 修士課程修了
1961年3月  東京都立大学 大学院理学研究科 化学専攻 博士課程修了(理学博士)
同年4月    (株)日立製作所 入社
        中央研究所 第1部主任研究員、第1部長、主管研究員、参事を歴任
1985年2月  日立化成工業(株) 転属
        電子部品開発部長、参与を歴任
1989年4月  東京家政学院大学 家政学部 教授、家政学部長
1998年4月  文化女子大学 服装学部 教授
2009年4月  文化女子大学 名誉教授

構成および内容

第1章ぬれに関連する基礎的事項
1ぬれは固体と液体の界面現象
2物質の構成
3粒子間の相互作用
3.1相互作用の3つの型
3.2酸・塩基相互作用
4表面・界面張力
4.1表面・界面張力とは
4.2粒子間相互作用と表面・界面張力
4.2.1分散力成文と他の成分の和としての表面張力
4.2.2界面を形成している2つの物質の分散力成分によって界面張力を考える
5表面・界面張力の評価法
5.1表面張力
5.1.1普通液体の表面張力
5.1.2表面張力の時間的変化
5.1.3溶融金属(高温における融体)の表面張力
5.1.4固体の表面張力
5.2液体と液体の界面張力
5.2.1Antonoffの法則
5.2.2毛管上昇法
5.2.3液滴法
5.2.4界面波法
5.2.5スピニングドロップ法
6界面活性剤とカップリング剤
6.1界面活性剤
6.1.1界面活性剤分子の構造
6.1.2いろいろな界面活性剤
6.1.3界面活性剤の機能
6.2カップリング剤
6.2.1シラン系カップリング剤
6.2.2その他のカップリング剤
第2章固体と液体界面を考えそして調べる
1ぬれと固体・液体界面
2固体と液体界面吸着
2.1ぬれと固・液界面吸着
2.2固・液界面吸着の基本的事項
2.3吸着等温線
2.4固・液界面吸着の実際
2.4.1固体表面の性質
2.4.2溶媒の種類と吸着
2.4.3温度と吸着
3界面吸着の評価
3.1吸着の熱力学
3.2吸着量の測定
3.2.1固体表面の吸着量の直接測定
3.2.2吸着前後の溶液中の温度変化から求める方法
3.2.3間接的な方法
4固体・液体界面を調べる
4.1赤外分光法の応用
4.2高感度ラマン分光法
4.3非線形分光法
4.4表面力測定の応用
4.5スラブ光導波路分光法
4.6その他
第3章ぬれの表し方と評価
1湿潤張力と接触角
1.1ぬれの基本的な尺度
1.1.1ぬれの3つの型
1.1.2前進接触角と後退接触角
1.1.3接触角の経時変化
1.1.4接触角と温度
1.2固体表面の性質と接触角
1.2.1表面粗さと接触角
1.2.2表面組成の均一・不均一性と接触角
1.2.3酸・塩基特性と接触角
1.2.4表面(高分子)の結晶性と接触角
1.2.5表面の帯電と接触角
2いろいろなぬれの表し方
2.1液体中における液滴の接触角
2.2ぬれ拡がり性
2.3臨界表面張力とぬれ張力
2.3.1臨界表面張力
2.3.2ぬれ張力 JIS K 6768-1955
2.4液滴の転落現象
2.5液体の浸透性
2.5.1単一毛細管への浸透
2.5.2布に対する浸透力試験
2.6湿潤熱
第4章評価法の実際と接触角の定式化
1代表的な測定法
1.1固体の状態に対応した測定法
1.2静滴法
1.2.1測定法の基本
1.2.2測定条件
1.3ウィルフェルミ法(Wilhelmy)
1.3.1測定原理
1.3.2市販装置による測定
1.3.3粉体試料の接触角の測定
2接触角の定式化
2.1Dossの式
2.2Goodの式
2.3Fowkesの式
2.4玉井の式
2.5Wuの式
2.6その他の式
第5章ぬれの調節技術―基本ルートと実際―
1調節技術の基本ルート
1.1粒子間相互作用とぬれの調節
1.1.1粒子間相互作用
1.1.2ぬれとの関連
1.2表面粗さによるぬれ特性の促進
1.2.1Wenzelの原理
1.2.2フラクタル概念の利用
1.2.3粗化表面の作製と接触角
2調節技術の実際
2.1液の改質による親液化
2.1.1液体の表面張力を固体の臨界表面張力以下にする
2.1.2液体に界面活性剤などを添加することによる親液化と疎液化
2.2表面の改質による親液化と疎液化
2.2.1高分子材料
2.2.2セラミックスと金属材料
3界面活性剤の利用
3.1ぬれ効果の評価
3.2非イオン系界面活性剤
3.3イオン系界面活性剤
第6章低エネルギー表面(有機・高分子)のぬれ
1有機・高分子の臨界表面張力
2高分子共重合体と有機単分子膜のcosθと液体表面張力
3表面改質高分子のぬれ特性
3.1フッ素系高分子のプラズマ処理による親水化について
3.2ポリプロピレン(PP)とポリエチレンテレフタレート(PET)の空気中におけるコロナ放電処理による親水化について
3.3硫酸クロム酸処理によるポリオレフィンの親水化
3.4ポリエチレン表面に―SH基を作り、さらに薬品処理してさまざまな官能基を生成させ、いろいろな臨界表面張力γCの表面にする
3.5ポリエチレン表面にグロー放電処理を利用してpoly(ethylene oxide)-poly(propylene)-poly(ethylene oxide)(PEO-PPO-PEO)を固定化して親水化する
3.6ポリスチレンの硫酸処理による親水化
3.7ゴムの塩素化処理による親水化
3.8ポリビニルアルコールのフッ素化による疎水化
3.9低密度ポリエチレンのCF4プラズマによる疎水化
3.10ポリエチレンのフッ素蒸気による疎水化
3.11レーザーとCF4ガスを利用した表面の部分的な疎水化
3.12エポキシ樹脂の含フッ素脂肪酸による疎水化
3.13CF4プラズマによる疎水化
4有機・高分子材料の接触角データ
5溶融ポリマーによる金属のぬれ
第7章高エネルギー表面(無機、セラミックス、金属)のぬれ
1単体である炭素、シリコン、硫黄のぬれ
1.1炭素のぬれ
1.1.1黒鉛
1.1.2カーボンブラック
1.1.3石炭
1.1.4ガラス状カーボン(Glassy Carbon:GC)
1.1.5カーボンナノチューブ
1.2シリコン
1.2.1シリコン表面
1.2.2ぬれのデータ
1.3硫黄
2粉体・セラミックスのぬれ
2.1極性とぬれ
2.2液体の付着エネルギー
2.3粉体特性とぬれ
2.3.1粒径とぬれ
2.3.2表面化学構造とぬれ
2.3.3接している2液体に対するぬれ
2.3.4セラミックスのいろいろな液体に対する湿潤熱のデータ
2.4溶融金属によるセラミックスのぬれ
2.4.1一般論
2.4.2アルミナAl2O3
2.4.3シリカSiO2
2.4.4ジルコニアZrO2
2.4.5炭化ケイ素SiC
2.4.6窒化ケイ素Si3N4
2.4.7炭素材料
2.4.8添加剤の効果
2.4.9酸化物系セラミックスのぬれの機構
2.4.10炭化物、窒化物セラミックスのぬれのデータ
2.5ガラス
2.5.1内部と表面の構造
2.5.2接触角
2.5.3臨界表面張力
2.5.4汚染防止の技術
2.6金属
2.6.1巨視的な表面構造とぬれ
2.6.2金属膜のぬれ
2.6.3金属のぬれに関する種々な現象
2.6.4疎水化
2.7溶融金属による金属のぬれ
2.7.1ぬれに影響する要因
2.7.2Fe/溶融金属
2.7.3Cu/溶融金属
2.7.4W、Re、Mo/溶融金属
2.7.5Ge、Si、GaAsなどの半導体/溶融金属
2.7.6総合的なデータ
2.8自己疎液現象
第8章超撥水・超親水技術
1超撥水性と超親水性
2撥水材料
2.1有機材料
2.2無機材料
3表面粗さ
4超撥水性の発現
4.1透明超撥水性表面
4.2フラクタル構造
4.3ドライプロセスによる方法
4.4吸着膜形成による方法
4.5複合めっきによる方法
5超親水性の発現
第9章ぬれが重要な要素機構となる技術
1接着・接合技術とぬれ
1.1接着力向上の要素
1.2表面における結合とぬれ特性
2防曇性とぬれ
2.1防曇性付与の必要性
2.2防曇性付与の基本的方法
2.3具体的方法
2.4種々な例
2.4.1ポリオレフィン
2.4.2アクリル系樹脂
2.4.3ポリカーボネート
2.4.4塩化ビニル
2.4.5ガラス表面
3微粒子分散とぬれ
3.1液中への分散とぬれ
3.2分散剤とぬれ
3.2.1極性粉体の水への分散
3.2.2極性粉体の溶剤への分散
3.2.3非極性粉体の分散
3.3ぬれが大きな効果を持つ分散の例
4洗浄とぬれ
4.1汚れの除去とぬれ
4.2洗浄後に表面に残っている水あるいは油の溶剤による置換
5含浸
5.1含浸に関係する毛細管浸透
5.1.1Poiseuilleの式について
5.1.2Washburnの式について
5.1.3Darcy則について
5.1.4Kozeny‐Carmanの式について
5.1.5Carman定数について
5.2含浸の具体例
5.2.1真空含浸
5.2.2ボイドの生成と消滅
5.2.3高圧コンデンサ
第10章いろいろな応用技術
1印刷適性
1.1印刷機とインキについて
1.2版におけるぬれの問題について
1.3ブランケットにおけるインキと水のふるまいについて
1.4水を使わない印刷について
1.5グラビア・フレキソインキにおけるぬれの問題について
2インクジェットプリンタ
2.1インク供給系の材料のぬれについて
2.2記録媒体とぬれについて
2.3ノズルフェイスのぬれについて
3接着
3.1接着に関係する材料とその表面について
3.2接着剤について
3.3表面処理と接着性
4接合
4.1ろう接のプロセスについて
4.2ろう接における接合機構について
4.3溶融金属のぬれについて
4.4軟ろう(はんだ)について
4.5アルミニウムのろう接について
4.6硬ろうについて
4.7フラックスについて
5撥水・撥油剤
5.1撥水・撥油剤として用いられるフッ素系材料の種類について
5.2処理の方法について
5.3材料のぬれに関するデータについて
5.4市販されている材料について
6光触媒を利用したぬれ制御
6.1酸化チタンに光照射することによるぬれの変化について
6.2親水化の機構について
6.3他の親水化材料
6.4疎水化について
7自動車関連
7.1ノーワックス塗装のためのフッ素樹脂塗料について
7.2車体の外板における塗膜の構成について
7.3塗膜の性能について
7.4撥水ウインドガラスの開発について
7.5撥水ガラスの作り方について
7.6特性について
8医用材料
8.1生体適合性および生体との相互作用について
8.2水中における接着について
8.3生体成分の付着しにくい表面について
8.4表面の含水率が高く、しかも材料強度も高い人工材料を創る方法について
8.5潤滑性の表面を作るには
8.6生体組織が接着する表面を作ること
9粉末冶金



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