遠心力に関して

質問

粘度や動粘度 から 残存される量が求められますか？
例えば
粘度1.6cP(Pa.s)
動粘度1.7mm2/s
比重0.94
固形分は19.5%

の液体を遠心力を持っている半径15.24cmの基板の上に
4.2ccくらいを塗布させて
1590rpmで56秒間に回したら
(RCF 430くらい)
基板の上に 残られる 液の量は求められますか？乾燥される量は無視してもいいので
遠心力や粘度による広がる面積とか残す量を
求めたいですが、教えていただけますか？
ぜひお願いいたします

回答No.3

pfarm

遠心力によって液体が塗布された基板上に残る量を求めるには、以下の手順に従います。

遠心力の計算
まず、遠心力を計算します。遠心力は、以下の式で求められます。

RCF = 1.118 × 10^-5 × r × (rpm)^2

ここで、RCFは遠心力の単位である相対遠心力係数、rは回転半径（基板の半径）、rpmは回転数です。これらの値を代入して、遠心力を求めます。

r = 15.24 cm
rpm = 1590
RCF = 1.118 × 10^-5 × 15.24 × (1590)^2 = 430.9

したがって、遠心力は約430.9 RCFです。

残留液体量の計算
次に、残留液体量を計算します。液体が塗布される面積は、以下の式で求められます。

A = (4.2 cc) / (19.5 g/100 cc × 0.94 g/cc × 1.7 mm^2/s) = 1.116 cm^2

ここで、Aは液体が塗布される面積であり、ccは液体の体積、gは液体の質量、mm^2/sは液体の動粘度です。液体の質量は、液体の体積と比重から計算できます。

次に、液体が塗布される面積と遠心力から、液体が残留する面積を計算します。液体が塗布された面積にかかる遠心力は、以下の式で求められます。

F = m × RCF

ここで、Fは液体にかかる遠心力、mは液体の質量です。液体が残留する面積は、液体にかかる遠心力が表面張力を克服できる限界面積となるため、以下の式で求められます。

S = F / (γ × cosθ)

ここで、Sは液体が残留する面積、γは液体の表面張力、θは液体の接触角です。液体の接触角は一般にわかりにくいため、単純化のためにθ=0度と仮定します。また、液体の表面張力は、同様に単純化のために、水の表面張力（72.8 mN/m）を使用します。

m = ρ × V = (19.5 g/100 cc × 0.94 g/cc) × 4.2 cc = 7.845 g

F = m × RCF = 7

回答No.2

ohkawa3

回答(1)再出
紹介した文献の回転時間 𝑡 が十分に長い場合の式に、次の値を代入すると、膜の厚さh≒0.91 μmのように求められました。
　代入した値
　　密度ρ：940 kg/m3
　　粘度η：0.0016 Pa･s
　　時間t：56 s
　　回転数f：26.5 s-1
膜の厚さhに円板の面積Aを掛ければ残存体積vが求められると思います。
v＝h×A＝0.91e-6×π×0.1524^2≒0.66e-8 m3＝0.066 cc
最初に塗布した量の1.6 %程度しか残らないという結果が得られました。

位取りが間違っているかもしれません。相場観がないので、自分自身では見当が付きません。ご自身でも確認なさってください。

補足

毎回ご返事いただきありがとうございます。
もしかして、先ほどにご回答いただいた内容中
エクセルで円形の厚さのグラフを作り方について
今も計算方法（エクセルの関数、数式）を分かりませんが、
もっと詳しく入力数式についてご説明いただけますか？
ぜひよろしくお願いいたします。

回答No.1

ohkawa3

私自身が十分に理解している訳ではありませんが、次のURLのような情報を参考になさったら如何でしょうか。
https://www.eee.kagoshima-u.ac.jp/~watanabe-lab/misc/%E3%82%B9%E3%83%94%E3%83%B3%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%88.pdf
既に参照なさっている情報でしたらご放念くださるようにお願いします。

補足

https://okwave.jp/qa/q10109039.html#answers

こちらです。
ぜひ詳しくご説明いただきませんか？
よろしくお願いいたします。