コーティングプロセスにおける界面化学とレオロジー解析

コーティング液の多くは、媒体中にバインダーなどの高分子や顔料などの微粒子が分散した不均一流体であり、その材料設計やプロセス制御を理解するために基盤となる学問はバルクのレオロジーと濡れ性に関する界面化学です。固体表面がコーティング液で被覆される過程で深く関係するのは濡れ性に関する界面化学です。一方、この薄膜化の動的過程では、コーティング液は流動しているので、そのレオロジー的性質も塗布性を支配する重要な因子となります。 　本セミナーでは、コーティング技術を総合的に理解するために、液体および固体の界面化学、続いてコーティング液の材料科学として高分子のレオロジーと微粒子分散系の安定性を概説し、それらをコーティングプロセスに応用するための基本的な考え方について説明します。

1. 界面化学の基礎
   1. 表面張力と表面エネルギー
   2. 固液界面における濡れと接触角
   3. Zismanプロットと臨界表面張力
   4. 表面の幾何学と超撥水
   5. 溶液の表面張力と界面活性剤の吸着
   6. 臨界ミセル濃度と表面張力
   7. 界面活性剤のHLB値
2. レオロジーの基礎
   1. 変形と流動
   2. 粘性の基礎
      1. ニュートン粘度の定義
      2. 非ニュートン流動
         • 擬塑性流動
         • ダイラタント流動
      3. チクソトロピーとチクソ性
   3. 粘弾性の基礎
      1. 弾性と粘性の基本的性質
      2. 粘弾性モデルと典型的な粘弾性挙動
      3. 動的粘弾性関数の定義とその意味
      4. 動的粘弾性曲線に基づく流体と固体の判別
3. コーティング液の材料設計にかかわる界面化学とレオロジー
   1. 粒子分散系のコロイド化学的安定性
      1. 粒子の帯電とζ – 電位
      2. イオン雰囲気と電気二重層
      3. DLVO理論と粒子の分散安定性
      4. 高分子の吸着と粒子の分散安定性
      5. 凝集分散系のレオロジー的性質
      6. 粒子の濡れ性と分散性
   2. 高分子液体のレオロジー
      1. 高分子の分子運動
      2. 高分子の分子量と粘度挙動との関係
      3. 高分子溶液の非ニュートン流動
      4. ガラス転移と粘弾性
      5. 高分子の分子量と時間 – 温度換算則との関係
4. プロセスから見たレオロジーおよび界面現象
   1. レベリングにおける表面張力と粘度
   2. 分散系のレオロジーと印刷適性
   3. 不安定流動と法線応力効果
   4. タックと伸長流動
5. ケーススタディ 〜インクジェットインクにおける動的挙動〜
   1. 界面の流動とMarangoni効果
   2. 動的表面張力
   3. 動的粘弾性
   4. 濡れ性と浸透性
   5. 伸長流動と糸引き