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• 水蒸発の潜熱は特に高く、2260 J/g に達します。沸点が近いものの蒸発に必要なエネルギーは 367 J/g のみであるトルエンのような有機溶媒と比較して、水は蒸発に 6 倍以上のエネルギーを必要とします。
• 水の蒸発中、大気中にはすでに水蒸気が存在し、水の蒸発速度に影響を与える既存の水蒸気圧を生み出します。外部の水蒸気圧が飽和すると、水の蒸発は止まります。

ヴァンダーホフら。 (1973) は、エマルジョン ゲル内の水分蒸発が 3 つの段階に分けられることを発見しました。最初の一定速度期間、それに続く減速期間、そして最後に速度ゼロの遅い蒸発段階に徐々に進行します。 「スキニング」現象が発生します。Croll et al. (1986) は、一部のエマルション乾燥には、皮剥ぎを行わずに一定速度期間と低速期間の 2 段階のみが必要であることを発見しました。分散液の乾燥プロセスには 3 段階乾燥現象と 2 段階乾燥現象の両方が存在しますが、主な違いは次のとおりです。乾燥中に表面に「皮」が形成されるかどうか。

分散液の乾燥過程では、水分は表面からしか蒸発できないため、蒸発によって必然的に特定の領域に不均一な濃度が生じます。乳化乾燥の実験では、乾燥中に粒子の分布が不均一になり、縦方向と横方向に現れることがわかりました。垂直方向の乾燥を縦乾燥、水平方向のムラ現象を横乾燥といいます。

垂直乾燥はエマルジョン乾燥では避けられない現象です。

• 表面から水が蒸発すると、エマルジョン表面の粒子が濃縮されます。
• 表面上の粒子濃度に加えて、粒子が高濃度から低濃度に拡散する傾向があるため、乾燥中に 2 つの競合する時間スケールが現れます。それは、湿潤厚さ H の乳剤フィルムの乾燥時間 tevap と、表面粒子に必要な時間 tdiff です。基板に拡散させます。
• 粒子が表面に集中したままになる傾向がある場合 (tevap < tdiff)、3 段階の乾燥現象の特徴であるスキニング現象が発生します。
• 粒子が基材に向かって拡散する傾向がある場合 (tdiff < tevap)、基本的な均一濃度はスキニングなしで維持されます。これは 2 段階の乾燥現象の特徴です。

乾燥プロセスに影響を与える要因には次のものがあります。

• 粘度μの増加、エマルション粒子径 R の増加、膜厚 H の増加、および乾燥速度 E の加速はいずれもペクレ数 (Pe) を増加させ、乾燥時の皮張り現象を悪化させます。

分散体の乾燥中に応力が発生し、応力によって引き起こされる亀裂は一般的な現象です。ストレスが発生する理由は 2 つあります。

1. 毛管圧力: 毛管圧力によって引き起こされる応力は、粒子の変形段階で発生します。
2. 体積収縮: 体積収縮は水性ポリウレタン分散体ではより激しく、一般に粒子変形段階の後半で発生します。

水性ポリウレタン分散液と他の分散液またはエマルションの最大の構造的違いは、PUD 粒子が大量の結合水を含むことです。

1. 水性ポリウレタン分散粒子中の結合水が毛細管圧によって引き起こされる亀裂に及ぼす影響
2. 結合した水の蒸発による体積収縮による亀裂

階層クラッキングの特徴:

• 亀裂は連続して形成され、形成されると、以前に形成された亀裂に遭遇して終了するまで特定の方向に発達し、その結果、階層的な特性を持つ一連の空間的にセグメント化されたパターンが形成されます。

階層的特性とは、亀裂が長さ、幅、スケールの違いを示すことを意味します。

• 初期に形成された亀裂は長くて幅が広いです。
• 後で形成された亀裂は、以前の亀裂によって終了するため、より短くなります。ある程度の応力は解放されますが、長さに制限があるため、より狭い亀裂が生じます。
• 亀裂が交差する角度はほとんどの場合非常に大きくなります。体積収縮応力は非常に大きく、毛細管圧力による応力と比較することはできません。