基礎技術解説濡れ・気泡・付着・表面処理

凸部では濡れにくく凹部では濡れやすい

核生成モデル
核生成モデル

微小液滴の成長と消滅は、核生成モデルで説明できる。これは、右図にあるように、平面上で微小液滴が成長する場合、あるいは消滅する場合、臨界核と呼ばれる閾値が生じることを示している。系の全自由エネルギーを求めた場合、表面エネルギーと体積(凝集)エネルギーとの和は、ある大きさで極大を示す。この時のサイズが臨界核の大きさである。このサイズが液滴の成長および消滅時の最小サイズを与える。この臨界核サイズは、平面の凹凸によっても、影響を受ける。

下図には、凹面、平面、凸面での液滴の全自由エネルギー曲線を示している。この場合、凸面では、臨界核サイズが大きいことが分かる。よって、突起などの先端部では液滴は成長しにくく、凹面形状では比較的成長しやすいことが分かる。これらは曲面基材へのインクジェット印刷などを行う場合、液滴サイズのコントロールに有効である。

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以下のような図表や解説が続きます。

  • [図] 曲面上での液滴の生成モデル

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