塗布膜乾燥のメカニズムとトラブル対策

第1部 塗布膜乾燥のメカニズムと各種影響因子

(2017年4月13日 10:00〜12:00)

　塗布膜の乾燥機構の解明は、様々な工学等の分野で求められている重要な課題である。塗布膜の乾燥においては 、例えば乾燥後の膜厚分布が均一になることが求められるが、多くの場合、膜厚分布が均一にならず、また乾燥条件によって膜厚分布が変化することが経験的に知られてきた。均一な乾燥後の膜厚分布を得るためには、塗布膜の乾燥過程の機構を解明することがまず必要で、その解明を経て、必要な制御を系に施すことにより、均一な乾燥後の膜厚分布を得るという目標へ近づくことになる。均質な膜分布を得る場合も同様である。また、乾燥後の様々な欠陥を克服する際にも、同様のプロセスが必要となる。 　本講演では、塗布膜の乾燥工程の機構を解明するにあたり必要となる物理学的知識、考え方の解説から始めて、それらを基にした上記工程のモデル化の実際、およびその数値シミュレーションの実際を概説するとともに、これに基づいて様々な塗布膜不具合の原因を物理学的に考察する。そして、膜乾燥における様々な欠陥、問題の克服と、膜厚分布の制御の方法について考察する。

1. 塗布膜の乾燥工程の概要と課題
2. 液体の理論
3. 溶液の理論
4. 表面・界面の理論
5. 溶媒の蒸発速度の理論
6. 溶液中の溶質・溶媒の動力学
7. 平坦な基板上に塗布された高分子溶液の揮発過程
   1. 数理モデル化
   2. 数値シミュレーション結果の例
8. シミュレーション技術
9. 実験によるモデルの検証
10. モデルの発展
11. 膜厚制御の実際、今後
• 質疑応答

第2部 クラック、剥がれ対策に向けた乾燥時の微粒子挙動メカニズムと凝集・分散制御

(2017年4月13日 12:45〜14:45)

1. 微粒子分散系
   1. 微粒子分散系とは
   2. ポテンシャル
   3. 凝集・分散のメカニズム
2. 分散系のレオロジー特性
   1. 微粒子分散系の粘度
   2. 粘弾性特性
   3. チクソトロピー性
3. 分散系の調整
   1. 分散制御
   2. 凝集制御
4. 塗布膜乾燥における微粒子挙動メカニズムと凝集・分散制御
   1. 塗布における微粒子挙動
      1. 塗布膜の力学
      2. 塗布膜内の微粒子挙動
      3. 塗布膜制御
   2. 乾燥における微粒子挙動
      1. 乾燥基礎
      2. 乾燥膜の力学
      3. 乾燥膜内の微粒子挙動
      4. 乾燥膜制御
   3. クラック、剥がれ対策
• 質疑応答

第3部 塗布膜応力の抑制と剥離・クラックの防止技術

(2017年4月13日 15:00〜17:00)

　近年、塗布膜のコーティング・乾燥プロセスは、処理能力の高さ、低コスト性などの観点から、主要な製造技術として用いられている。プロセスの高品位化および高速化は、生産効率の向上やコスト削減には不可欠な課題でとなっています。 　本講座では、表面エネルギー等の塗布乾燥の基礎に基づき、プロセスの本質を理解することで高品位化・高速化を考察することを目的とし、乾燥ムラなどの塗布乾燥におけるトラブルを解決する能力を養えます。また、研究開発・トラブルフォローといった実務上での取り組み方について、豊富な実例を交えて解説します。 　本講座を通じて、初心者にも分かりやすく、基礎から学んでいただけます。また、受講者が抱えている日々のトラブル相談にも応じます。

1. 塗布膜形成の基礎 (塗工液から膜形成まで)
2. 塗工液の濡れ制御 (濡れの不確定要素を見極める)
   1. 表面張力と粘性
   2. 表面エネルギーバランス
   3. ピンホール、VF変形
3. 塗膜の乾燥メカニズムと高品質化 (乾燥のツボを抑える)
   1. 濃度差拡散、蒸気圧、ラプラス力
   2. 乾燥装置と乾燥曲線
   3. 乾燥むら、ウォータマーク
4. 応力の抑制と剥離・クラックの防止
   1. 表面硬化層の形成過程 (塗膜内の凝集性分布)
   2. 膜剥離の防止法 (ポップアップ・ガス発生)
   3. 膜クラックの抑制
      • 応力ミスマッチ
      • 応力吸収
   4. 膜クレイズの発生メカニズム
      • 環境応力亀裂
      • 溶液との接触
5. 塗膜の品質保証 (劣化、加速試験、寿命評価)
   1. 活性化エネルギー
   2. バスタブ曲線
   3. ワイブル分布
6. 日頃の疑問・トラブル・解析・技術開発相談に応じます
• 質疑応答