塗布・コーティング膜の基礎と高品位制御およびトラブル対策

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、5G対応、IoT,エレクトロニクス、自動車、電池、化成品等の産業分野において、主要な製造技術として用いられています。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。 　受講対象者として、コーティング剤、コーティング業務、コーティング装置、計測分野等に関わる技術者を想定しています。実務レベルのセミナー内容ですが、初心者の方にも分かりやすく説明します。予備知識としては、物理化学の基礎知識、塗布乾燥技術の一般的知識があれば、好ましいです。また、セミナー受講後、塗布乾燥に関わる基礎学問、塗工液から乾燥までの一連のコーティングプロセス、コーティングに関するトラブルへの対応能力について、理解が深まります。

1. 塗膜形成の基礎 (濡れの不確定要素を見極める)
   1. 表面張力、動粘性、溶解性パラメータ、相分離、共沸点 (塗工液の最適化)
   2. 濡れのピンニング性とは (濡れトラブルの主要因)
   3. 基板材質の差による濡れ (Cassieの式を使いこなす)
   4. 基板の凹凸による濡れ (Wenzelの式を使いこなす)
   5. 時間変化による濡れ (Newmanの式を使いこなす)
   6. 疎水化と親水化 (シランカップリング処理と酸素プラズマ処理)
   7. 表面エネルギーと濡れ性 (エネルギーで塗布現象を表す)
   8. ドライ中の濡れ・付着を解析する (Young-Dupreの式を使いこなす)
   9. ウェット中の付着/浸透性を解析する
      • 拡張係数S
      • 洗浄
      • 気泡除去
2. 各種コーティング法の原理とコントロールポイント
   1. ダイ・コンマ・マイクログラビアコーティング (高精度化のポイント)
   2. スピン、スリット、ディップ、バーコート、スプレー、インクジェット
   3. シミュレーション技術
      • ノズル塗布
      • スピンコート
      • 平坦性
      • ピンホール応力
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 (塗膜内の溶剤移動を支配する)
   2. 蒸気圧 (乾燥を促進する環境設定)
   3. ラプラス力制御 (塗膜の凝集性の発現)
   4. 乾燥装置の最適化の要因
      • 乾燥速度
      • 乾燥限界
   5. 加熱乾燥、赤外線乾燥
      • 比熱
      • 熱容量
      • 熱伝導
4. 塗膜の膜質評価法 (表面・内部・基板界面の解析)
   1. 塗膜の応力歪み
      • S-S曲線
      • 降伏点
      • 結晶化
      • 熱歪み
   2. 乾燥・凝集性の膜内深さ分布
      • DPAT法
      • 表面硬化層
   3. 溶液の浸透解析
      • CLSM法
      • クライジウス・モソッティの式
   4. 基板界面構造解析 (FT-IR / ATR法)
   5. 誘電特性解析
      • 低誘電率・低誘電正接
      • 5G / beyond – 5G
   6. 機能性付与とは
      • 防曇
      • 防汚
      • 防錆
      • ワイピング
      • 帯電防止
5. ナノ粒子コーティング
   1. 産業応用
      • 二次電池
      • 電極ペースト
      • アンダーフィル
      • フィラー
   2. ナノ粒子ペーストの性質
      • 濡れ性
      • ゼータ電位
      • 粘性
   3. ナノ粒子間の相互作用
      • Derjaguin近似
      • Herz理論
      • 凝集配列
   4. 微粒子群の乾燥機構 (パーコレーション現象)
   5. 微粒子の分散乾燥メカニズム (ウォータマーク形成)
6. トラブル対策 (発生原因を特定し解決・防止策を見極める)
   1. ピンホールの抑制方法
      • はじき
      • 拡張濡れ法
   2. 乾燥ムラの発生メカニズム (色むら/端面盛り上がり)
   3. 顔料の偏析機構 (カラーフィルター対策)
   4. 膜剥離の防止法 (膨れ・ガス発生)
   5. クラックの抑制 (多層膜の応力ミスマッチ)
   6. 環境応力亀裂 (ソルダーレジストの白化)
   7. フラクタル粘性指状 (VF) 変形 (接着剤の塗工不良)
   8. テープの粘着性と剥離機構 (応力集中と緩和機構)
7. 参考資料
   • 塗膜トラブルQ&A事例集 (トラブルの最短解決ノウハウ)
   • 表面エネルギーによる濡れ・付着性解析法 (測定方法)
8. 質疑応答