ぬれの測定と評価入門講座

ぬれの測定と評価入門講座
接触角測定, 表面張力測定, 表面自由エネルギー解析の考え方と実践法
超親水・超撥水・超撥油など,表面のぬれ性を制御する技術が目覚しく発展しています。一方,ぬれ性は,接着性,離型性,防汚性,耐指紋性,洗浄性,乳化性,分散性等,工業的に重要な各種特性にも密接に関連していることが知られています。
本講座ではまず,ぬれ性を直感的かつ簡便に評価できる指標でありながら,固体最表面の特性を鋭敏に反映する接触角の概念について説明します。次に,ぬれ性を決める因子である表面張力の概念と由来について説明します。さらに接触角・表面張力の具体的な測定方法と測定上の注意点,表面自由エネルギー(表面張力)の成分分けの概念に着目した表面自由エネルギー解析について解説します。追加でExcel関数に不慣れな方のために、Excel関数演習ファイルを添付致します。
※ 丁寧な添削指導が受けられる!提出課題全3回の通信教育です。
監修・添削
FIA 代表 福山紅陽 氏
【略歴】
1993年3月
東京工業大学大学院 理工学研究科 無機材料工学専攻 修士課程修了
1993年4月
三菱マテリアル株式会社 入社
1997年4月
協和界面科学株式会社 入社
2010年10月
FIA(表面科学・界面科学・計測科学に関する調査・解析・コンサルティング)創業
開講 初回開講:2017年12月15日
次回開講:2019年  1月15日
(定員20名様)
受講料 1口 54,000円(税込) ※ 1口につき3名様まで受講可能
主催 株式会社テクノシステム 印刷用申込書(PDF)
この講座で学べること
  • 接触角、表面張力、表面自由エネルギーの基本概念、測定方法、測定上の注意点。
  • ぬれ性、付着性などの界面現象と接触角、表面張力との関係。
対象
  • これから接触角測定, 表面張力測定, 表面自由エネルギー解析などを始めようとする方
  • すでに接触角測定, 表面張力測定, 表面自由エネルギー解析を行っているが、基本の理解に不安のある方
学習内容
3つの単元に区切りました。(単元ごとに課題提出)
1単元終わったら問題に挑戦。全3回の提出です。
各ポイントを理解・確認してから次のステップへ進めるので安心です。
なお、解答はExcelファイルに入力していただき、ファイルでご提出いただきます。
<月末までに課題を提出していただき、2週間後に添削を返却いたします。>
第1単元
ぬれ性とは何か?ぬれと接触角、表面張力、表面自由エネルギーなど、ぬれ性を理解するための基本的な考え方を紹介し、さらに、ぬれ性を測定評価するためにどのようなアプローチ方法があるのか、いくつかの重要な視点をとりあげてわかりやすく解説します。
第2単元
接触角の測定技術として動的接触角、静的接触角の測定方法の基本を解説します。続いて、実際の測定においてどのような点に注意するべきか、そのポイントを紹介していきます。さらに、表面張力の測定方法と、測定にあたって注意するべきポイントについて、解説します。
第3単元
表面自由エネルギー解析の基本的な考え方を理解するために、まず、分子間力の発現メカニズムについて解説します。さらに、解析の土台となる成分分けの各理論を紹介し、解析の具体的な手法と注意すべきポイントについて解説します。
目次
第1単元
  • 1. ぬれの関わる現象
    • 1.1 身近なぬれ
    • 1.2 産業におけるぬれの事例
  • 2. 表面と界面
  • 3. ぬれと接触角
  • 4. 接触角の定義
  • 5. 表面張力と表面自由エネルギー
    • 5.1 表面張力
    • 5.2 表面張力の本質
    • 5.3 表面張力の温度依存性
    • 5.4 表面張力の定義
      • 5.4.1 力としての表面張力
      • 5.4.2 エネルギー的観点からの解釈:表面自由エネルギー
    • 5.5 表面自由エネルギーと表面積
    • 5.6 固体の表面張力,表面自由エネルギー
    • 5.7 界面張力,界面自由エネルギー
    • 5.8 Young-Laplaceの式
    • 5.9 Youngの式
  • 6. 接触角と表面張力との関係
  • 7. ぬれを制御するためのアプローチ
    • 7.1 ぬれ性制御の具体的方法
    • 7.2 表面構造とぬれ
      • 7.2.1 Wenzelの理論
      • 7.2.2 Cassieの理論
  • 8. 静的ぬれと動的ぬれ
    • 8.1 静的概念と動的概念
    • 8.2 静的接触角と動的接触角
    • 8.3 動的撥水性
    • 8.4 静的表面張力と動的表面張力
第2単元
  • 1. 接触角の測定技術
    • 1.1 接触角の解析方法
    • 1.2 静的接触角の測定方法
      • 1.2.1 液滴法
      • 1.2.2 V-r法
      • 1.2.3 その他
    • 1.3 動的接触角の測定方法
      • 1.3.1 拡張収縮法
      • 1.3.2 Wilhelmy法(垂直板法,プレート法)
      • 1.3.3 滑落法(転落法)
      • 1.3.4 動的撥水性の評価方法(動的滑落法)
    • 1.4 接触角測定の特徴
    • 1.5 接触角測定の注意点
      • 1.5.1 表面評価一般に関する注意点
      • 1.5.2 接触角のばらつき
      • 1.5.3 表面汚染の影響
      • 1.5.4 表面帯電の影響
      • 1.5.5 自重による潰れの影響
      • 1.5.6 液量の影響
      • 1.5.7 接触角解析方法の選択
  • 2. 表面張力の測定方法
    • 2.1 表面張力の測定方法
      • 2.1.1 Wilhelmy法(垂直板法,プレート法)
      • 2.1.2 duNouy法(輪環法,リング法)
      • 2.1.3 懸滴法(ペンダントドロップ法)
      • 2.1.4 最大泡圧法
    • 2.2 表面張力測定の特徴
    • 2.3 表面張力測定の注意点
第3単元
  • 1. 表面自由エネルギー解析で何ができるか?
  • 2. 分子間力の発現機構
    • 2.1 クーロン相互作用(クーロン力)
    • 2.2 イオン化エネルギー
    • 2.3 電子親和力
    • 2.4 電気陰性度
    • 2.5 極性分子と無極性分子
    • 2.6 分極と双極子
    • 2.7 分子間相互作用
      • 2.7.1 イオン間相互作用
      • 2.7.2 イオン-双極子相互作用
      • 2.7.3 双極子-双極子相互作用(配向力)
      • 2.7.4 双極子-誘起双極子相互作用(誘起力)
      • 2.7.5 誘起双極子-誘起双極子相互作用(分散力)
      • 2.7.6 水素結合
  • 3. 表面自由エネルギーの成分分け
    • 3.1 分子間力に基づく成分分けの概念
    • 3.2 Fowkesの理論と検証
  • 4. Young-Dupreの式
    • 4.1 界面における分離と付着仕事
    • 4.2 Dupreの式
    • 4.3 Young-Dupreの式
  • 5. 表面自由エネルギー成分分けの各種理論
    • 5.1 Kaelble, Owens, 北崎の理論
    • 5.2 Wuの理論
    • 5.3 酸-塩基理論
  • 6. 界面における相互作用
    • 6.1 ぬれ性
    • 6.2 付着仕事,接着強度
  • 7. 固体の表面自由エネルギー成分の解析方法
  • 8. 表面自由エネルギー解析に関する注意点
    • 8.1 解析理論の選択
    • 8.2 表面自由エネルギーの成分数
    • 8.3 プローブ液体の組み合わせの影響
    • 8.4 プローブ液体のエネルギー値
    • 8.5 液体のぬれ広がり
  • 9. 表面自由エネルギー解析による評価事例
※ 目次の項目タイトルには、若干の変更・追加が加わる場合がございます。内容の大幅な修正はございません。
学習システム(申込みからの流れ)
3回の解答提出、添削指導があります。(課題提出全3回)
お申込み(web、E-mail、電話、FAXにて受け付けております)
■ 受講料のお振込みについて
月末までにお振り込み下さい。
■ クーリングオフ制度について
キャンセルの場合は、教材到着日を含む8日以内に弊社にご連絡ください。
ただし、
・教材到着後、8日間を超過している場合
・教材の使用を開始している場合
・破損、紛失などにより到着時の状態で返送できない場合
は、キャンセルできませんのでご注意ください。
テキスト・解答用Excelファイル到着 学習開始
第1単元を学習
第1単元の問題に挑戦
解答をExcelファイルにて提出
福山先生による添削
Excelファイルにて返送
添削内容を復習して理解を深めます
第2単元へ
第1、第2単元で基礎となる考え方をがっちり学び、第3単元でそれを実際の反応に応用し、学んだことがしっかり身についていることを確めます。
毎月1単元ずつ学習を進めていただくことを想定しており、「3ヶ月でマスター」となっておりますが、単元ごとの提出期限はありません。6ヶ月間の在籍が可能ですので、ご都合に合わせて学習を進めることができます。3ヶ月より短い期間で修了することも可能です。なお、6ヶ月を過ぎますと添削を受けられなくなりますのでご注意ください。 全課程を修了した方には「受講証明証」を発行致します。
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