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[書籍] 超撥水・超撥油・滑液性表面の技術

超撥水・超撥油・滑液性表面の技術
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超撥水・超撥油・滑液性表面の技術

〜液滴の動きを高度に操る多様な材料・手法〜
〜簡易プロセス・耐久性・自浄性・液滴除去性など実用的な表面を目指して〜


超撥水・超撥油表面を実現する材料設計・基材適用プロセスについて14事例掲載。
「コーティングだけでできる」 「透明性も両立」 「自浄作用があり汚れに強い」 「フッ素不使用/生体安全な材料」「低い転落角」 「親疎液性が切り替わる」 「撥水かつ吸着性がある」 「水中で超撥油性」など
+αの機能性表面を得られる技術を解説!また2013年以降の海外文献51例も掲載でトレンドを把握!


さらに、液滴の除去性能を重視した
「SLIPS」Liquid-like膜」 などの低接触角ヒステリシス・滑液性表面の作製方法も詳述します。


発刊日

2016年1月28日

体裁

B5判並製本  242頁

価格(税込)

54,000円(会員価格 51,300円)  会員登録について

 定価:本体50,000円+税4,000円
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発 行

サイエンス&テクノロジー(株)
送料無料

ISBNコード

978-4-86428-134-8

Cコード

C3058






著者

穂積 篤   (国研)産業技術総合研究所   吉田 裕安材   信州大学
眞山 博幸  旭川医科大学           天神林 瑞樹   慶應義塾大学
小川 一文  香川大学              白鳥 世明     慶應義塾大学
河村 剛    豊橋技術科学大学        吉田 絵里     豊橋技術科学大学
松田 厚範  豊橋技術科学大学        及川 祐梨     弘前大学
山中 基資  名古屋市工業研究所       沢田 英夫     弘前大学
中野 万敬  名古屋市工業研究所       幅崎 浩樹     北海道大学
鈴木 道隆  兵庫県立大学           中山 勝利     北海道大学
大津 康徳  佐賀大学              松尾 仁       (株)FT-Net
石井 大佑  名古屋工業大学          檜垣 勇次     九州大学
亀川 孝    大阪大学・大阪府立大学     高原 淳       九州大学
山下 弘巳  大阪大学              吉田 直哉     工学院大学
遠藤 洋史  富山県立大学           福山 紅陽     FIA



趣旨

 超撥水・超撥油化の技術は防汚、耐指紋性、耐食性、防霜、着氷・着雪防止性や、水/油分離、微小液滴操作など、工業的需要が高い機能表面を得る方法として期待されています。
 どのような表面の形状や性質がその性質を満たすのかのメカニズムが解明されてきた中で、本書では、より簡便なプロセスや「超撥水・超撥油+α」の機能を有する表面の作製方法を中心に解説しています。また海外の論文紹介も豊富に扱い、近年の多様な材料・プロセス技術の開発動向を理解できます。

 一方で、蓮の葉表面を模倣した微細凹凸形状により高い接触角を得る研究とは異なり、「SLIPS」や「Liquid-like膜」といった、低接触角ヒステリシスで様々な液体をスムーズに滑落させることが可能な滑液性表面の研究も進展しています。
 どのような構造・性質の表面がこれらの機能を有するのかのメカニズムも明らかになりつつあり、その作製方法について様々な手法を解説しています。

 このように先進的な研究事例を扱っている本書は、機能表面を得るための材料・プロセス開発を行っている技術者の方から、自社製品表面の機能化方法を探索されている技術者の方までお役立ていただける一冊です。(書籍企画担当者)

[書籍] 超撥水・超撥油・滑液性表面の技術

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目次


第1章 固体表面の濡れの理論と撥水・撥油のメカニズム
 1.濡れ性の評価指標である接触角と撥水(油)性・親水(油)性の定義
 2.固体表面における液滴の濡れを説明する理論
  2.1 Young の式
  2.2 Young-Dupré の式,Girifalco-Good の式
  2.3 Wenzel の式
  2.4 Cassie の式
  2.5 Wenezel, Cassie の理論に否定的な報告
 3.動的濡れ性の概要と重要性
 4.最近の超撥水・超撥油性の定義
 5.超撥水・超撥油性表面の作製手法概論

第2章 超撥水性表面を形成する材料と表面処理技術
 第1節 超撥水性フラクタル構造を形成する材料の設計指針
  1.フラクタルとは
  2.接触角について
  3.表面構造と接触角:濡れのWenzel状態とCassie-Baxter状態
  4.表面構造への浸み込みやすさの指標:ラプラス圧
  5.超撥水フラクタル表面の形成
  6.超撥水表面のリン片形成機構における油脂の多形転移とファットブルーミング
 第2節 化学吸着単分子膜を用いた超撥水表面
  1.化学吸着単分子膜
   1.1 化学吸着単分子膜とは
   1.2 化学吸着単分子膜の作製
   1.3 化学吸着単分子膜の種類
   1.4 シランカップリング反応による化学吸着単分子膜形成
  2.化学吸着単分子膜による,材料表面の濡れ性制御のメカニズム
   2.1 撥水性と親水性
   2.2 表面エネルギーの制御
   2.3 撥水と接触角
   2.4 超撥水性
   2.5 凹凸表面での表面エネルギーと接触角
  3.化学吸着単分子膜を用いた,基材表面の超撥水化技術例
   3.1 アルミニウム基材の超撥水処理
   3.2 タイル基材の超撥水処理
   3.3 ガラス基材の超撥水処理
   3.4 有機フィルム基材の超撥水処理
  4.化学吸着単分子膜による超撥水表面の課題と研究の方向性
 第3節 ゾル-ゲル法を用いた超撥水表面の作製
  1.ゾル−ゲル法の技術概要
  2.ゾル−ゲル法により超撥水表面が得られるメカニズム
  3.ゾル−ゲル法を用いた超撥水表面作製の最近の研究例
 第4節 ゲル化剤の自己組織化を利用した超撥水コーティングの開発
  1.含フッ素ゲル化剤を用いた超撥水コーティング
   1.1 含フッ素ゲル化剤とは
   1.2 ゲル化溶液の調製とそのコーティングプロセス
   1.3 超撥水膜の性能とその超撥水化のメカニズム
   1.4 適用可能な基材の種類・材質など
  2.脂肪酸塩ゲル化剤を用いた超撥水膜コーティング
   2.1 脂肪酸塩ゲル化剤とは
   2.2 ゲル化溶液の調製とそのコーティングプロセス
   2.3 超撥水膜の性能とその超撥水化のメカニズム
   2.4 適用可能な基材の種類・材質など
 第5節 ナノ粒子塗布による透明機能性膜
  1.ナノ粒子の分散・塗布
  2.ナノ粒子塗布面の凹凸状態
  3.ナノ粒子塗布面の透明性
  4.ナノ粒子塗布膜の機能性
   4.1 超撥水剤
   4.2 ナノ粒子塗布による粉塵付着防止効果
 第6節 自己組織化プロセスを用いた吸着性超撥水ハニカム状多孔質膜の形成
  1.ボトムアップ作製法の代表である自己組織化
   1.1 自己組織化ハニカム状多孔質膜(ハニカム膜)
   1.2 ハニカム膜およびピラー膜の無電解めっきによる金属複合化
   1.3 濡れ性と構造の違いを利用したハニカム膜の金属複合化
  2.吸着性超撥水ハニカム状多孔質膜
   2.1 金属ドーム−高分子ピラー複合表面の構造と表面濡れ特性制御
   2.2 吸着性の異なる超撥水表面を用いた微小水滴移動
 第7節 プラズマCVDによる超撥水性薄膜合成
  1.プラズマCVD 法技術の概要
  2.プラズマCVD 法による超撥水性薄膜合成プロセス及びその超撥水性メカニズム
  3.プラズマCVD 法の適用可能な基材の材質・種類
  4.超撥水性薄膜の課題に対する改善策及び今後の方向性
 第8節 二酸化チタンとポリテトラフルオロエチレンを用いた自浄作用を有する超撥水性薄膜の形成
  1.薄膜試料の作製とキャラクタリゼーション
  2.薄膜試料の表面濡れ性の評価
  3.薄膜試料の光触媒性能および特性評価
 第9節 微細リンクル加工技術による超撥水性フィルムの作製
  1.ワンプッシュ立体伸張法による微細リンクル構造の構築
   1.1 球形立体伸張法
   1.2 長軸立体伸張法
  2.微細リンクル構造の超撥水加工
   2.1 球形立体伸張法により作製した超撥水性フィルム
   2.2 長軸立体伸張法により作製した超撥水性フィルム
 第10節 天然由来化合物を用いた生分解性超撥水性不織布の作製
  1.超撥水性表面の研究における現在の課題
  2.Lotus効果とPetal効果
  3.安全・安心な超撥水性材料の必要性
  4.生分解性ポリエステルからなる超撥水性材料に関する研究
  5.ポリアミノ酸誘導体を用いた超撥水性材料の開発
   5.1 概要
   5.2 ポリアミノ酸誘導体のエレクトロスピニング
   5.3 ポリアミノ酸誘導体不織布の化学的・物理的・生物学的な性質
   5.4 安全・安心な超撥水性材料の展望
   5.5 まとめ

第3章 超撥水性+超撥油性表面を形成する材料と表面処理技術
 第1節 交互積層法(LBL法)による超撥水・超撥油表面
  1.交互積層法(LBL 法)による製膜技術の概要
  2.交互積層法(LBL 法)による超撥水・超撥油膜の作製メカニズム
  3.交互積層法(LBL 法)による超撥水・超撥油膜の報告例
   3.1 超撥油・超親油性がスイッチング可能な超撥油表面
   3.2 微粒子をテンプレートとした交互積層法による超撥水・超撥油性溶液の作製
  4.交互積層法(LBL 法)による超撥水・超撥油膜の実用例と用途展開
   4.1 全自動スプレーLBL 法によるナノコーティング
   4.2 超撥水洗車機による全自動コーティング
  5.今後の展開
 第2節 超撥水・超撥油性高分子微粒子の合成とその塗布による表面改質
  1.超撥水・超撥油性高分子微粒子の合成
  2.球状微粒子を塗布した表面の元素分析
  3.球状微粒子の塗布による表面の超撥水・超撥油効果
  4.球状微粒子の塗布表面の物理的粗さ
 第3節 含フッ素コンポジット類による超撥水・超撥油性(超両疎媒性),
      超撥水・超親油性および超撥油・超親水性改質膜の作製と応用

  1.RF-(VM)n-RFオリゴマーによる超撥水・超撥油性(超両疎媒性)改質膜の作製
  2.RF-(VM)n-RFオリゴマーによる超撥油・超親水性改質膜の作製
  3. タルク微粒子および種々の有機ゲスト分子をカプセル化させた
    RF- (VM-SiO2)n-RFオリゴマーナノコンポジット類による
    超撥油・超親水性および超撥水・超親油性改質膜の作製
  4. RF- (VM-SiO2)n-RFオリゴマーナノコンポジット類の
    水/ 油混合液分離用カラムクロマトグラフィー充填剤への応用
 第4節 陽極酸化技術による金属表面の超撥水・超撥油化
  1.自己組織化多孔質アルミニウム陽極酸化皮膜
  2.他の金属上への多孔質陽極酸化皮膜の生成
  3.超撥水・超撥油表面のための表面形態
  4.陽極酸化を利用した超撥水表面
  5.陽極酸化を利用した超撥油表面
 第5節 海外における超撥水・超撥油表面の技術開発動向
  1.超撥水表面のレビュー
   1.1 理論的モデル
   1.2 超撥水表面を有する植物,動物
  2.最近の超撥水性に関する海外研究
  3.超撥油性
  4.超撥水性表面の応用

第4章 液滴除去性を重視した滑液性表面を形成する材料と表面処理技術
 第1節 動的濡れ性(接触角ヒステリシス)の制御技術
  1.動的濡れ性(接触角ヒステリシス)制御に関するこれまでの研究事例
   1.1 液体膜
   1.2 Liquid-like 膜
  2.Liquid-like 膜の実例
   2.1 特殊構造有機シラン単分子膜
   2.2 ポリマーブラシ薄膜
   2.3 有機/ 無機ハイブリッド薄膜
   2.4 耐熱性に優れた有機/ 無機ハイブリッド皮膜
 第2節 オムニフォビシティ滑液表面(SLIPS)の作製
  1.オムニフォビシティ滑液表面(SLIPS)の概要と特徴
  2.SLIPS の作製メカニズム
  3.SLIPS の研究報告例とその課題
   3.1 簡易的に作製可能なフレキシブルSLIPS 膜
   3.2 生体由来材料を用いた生体適合性SLIPS 膜
   3.3 SLIPS 膜の潤滑油補充システム
  4.SLIPS の実用化例と今後の展開
 第3節 潤滑性流体の表面固定化による滑液性表面
  1.食虫植物の滑液性表面
  2.微細構造への潤滑性液体の固定化による滑液性表面
   2.1 微細凹凸構造,微細径繊維への潤滑流体固定化による滑液性表面
   2.2 微細構造アルミナゲル膜への潤滑流体固定化による滑液性表面
   2.3 高分子電解質ブラシ表面の水和による滑液表面
 第4節 高度な滑水性を有する無機酸化物表面の形成
1.動的撥水性の評価
   1.1 動的撥水性について
   1.2 転落角
  2.滑水処理と成果物
   2.1 概要
   2.2 実験方法
   2.3 結果と考察

第5章 静的・動的接触角と付着性の評価方法
 1.ぬれ性と接触角
 2.表面張力
  2.1 表面張力とは
  2.2 表面自由エネルギー
  2.3 固体の表面張力
  2.4 界面張力
 3.接触角と表面張力との関係
 4.防汚性
 5.耐指紋性
 6.静的接触角と動的接触角
 7.滑落角と動的撥水性
 8.評価方法
  8.1 接触角
  8.2 滑落角と付着エネルギー
  8.3 動的撥水性
  8.4 固体の表面張力(表面自由エネルギー)

※目次は一部変更となる場合がございます。予めご了承ください。

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