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【講座の趣旨】
前半は基板上への安定な塗布膜形成プロセスの構築に必要な、塗布液の基板へのぬれ性・ぬれ広がり性やはじき性の定量的評価に必要な基礎的事項、各種分析法とぬれ性に響響を与える各種因子とそのメカニズム関して、最近の研究結果なども交えて説明する
後半は塗膜、フィルム、粒子膜など液膜乾燥を経て薄膜を形成する工程における膜厚のムラや液滴からの乾燥過程において発生するコーヒーステインに影響を与えるレーリー対流、マランゴニ対流、ピンニング効果などについて説明し、基板のぬれ性、乾燥速度や塗布液の表面張力等の制御を通したムラ・コーヒーステイン防止について述べる。
１．ぬれ性・ぬれ広がり現象の基礎
1.1 接触角と表面張力の定義と特徴
1.2 表面自由エネルギーとぬれ性
1.3 表面張力とぬれ性・ぬれ広がり現象の関係
２．ぬれ性に影響する諸因子
2.1 表面官能基とぬれ性の関係
2.2 表面ラフネスとぬれ性の関係
３．ぬれ性・ぬれ広がりの評価法
3.1 接触角の測定方法
3.2 転落角・前進/後退接触角を通じた動的ぬれ特性評価
3.3 Wilhelmyプレート法によるぬれ広がり評価
3.4 ぬれ性評価のための表面分析 (XPS・AFM)
４．化学的表面改質によるぬれ性・ぬれ広がり性制御
4.1 洗浄および親水化処理
4.2 シランカップリング処理、ホスホン酸処理、チオール処理
4.3 表面へのぬれ性パターン付与方法
4.4 インクジェット塗布への応用
５．薄膜乾燥時の液中微粒子の流動
5.1 レーリー対流とマランゴニ対流
5.2 濃度差マランゴニ対流
5.3 温度差マランゴニ対流
5.4 表面ぬれ性とマランゴニ対流
６．コーヒーステイン形成に影響を与える諸因子
6.1 コーヒーステイン形成モデル
6.2 毛管力・表面張力差対流を考慮したモデル
７．ムラ・コーヒーステイン防止に向けた各種制御手法
7.1 レベリング剤添加による蒸発速度の均一化
7.2 混合溶媒による表面張力・蒸発速度の抑制
7.3 基板・ナノ粒子表面ぬれ性制御を通じた液滴形状変化による蒸発速度の抑制
7.4 基板への微粒子の吸着を促進させる表面処理の利用
【質疑応答】
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