現場で応用できるコーティングの理論と現象―トラブルをメカニズムから考える
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コーティングとは、基材および基板表面を塗膜で覆うことで、自由度の高い機能的な作用を付与する技術と して定義できる。また、塗膜と基板との界面といった不安定要素を含みながらも、各種要因のバランスを保つ ことで安定化させている。近年、コーティング技術は様々な製品に多く関わっており、主要な製造技術として 位置づけられている。それに伴い、塗膜およびコーティングの高機能化と高品位化が加速され、細部にわたる プロセス制御が求められている。コーティングは、塗液を液膜へと拡張し、溶剤を乾燥し固着させるプロセス とも定義されるが、材料科学では大きいエネルギー変化を伴う現象として理解できる。本書では、コーティン グおよび乾燥現象をエネルギーバランスの観点から考察し、その解決策を検討している。よって、プロセスの 高精度化には、熱力学や流れ解析、および応力解析などの基礎技術の適用が不可欠である。また、これらは、 トラブル対策においても有効なアプローチとなる。 本書では、濡れの基礎理論から始まり、表面処理、乾燥、加工技術、デバイス応用技術、膜質評価などのコー ティングに関する内容について広範囲に述べている。近年、ウェットおよび乾燥プロセスは、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きた。特に、コーティング技術においても、ウェッ ト乾燥処理の重要性は高く位置づけられている。本書は5 章から構成されている。第1 章ではコーティングの 基礎となる濡れ性や表面処理について、表面エネルギーの観点から論じている。重要な理論式も分かりやすく 説明している。第2 章では、具体的なコーティング特性および乾燥プロセスについて述べている。また、各種 乾燥装置の原理と構造について述べている。第3 章では塗膜および微細パターンの付着要因について述べており、 定量化のための解析手法を述べている。第4 章は半導体デバイスやMEMS などのコーティングの応用技術や、 CVD や微粒子制御などの要素技術について実例を含めて述べている。第5 章は、塗膜の耐久性などを解析する 上で必要な信頼性評価技術について述べている。付録にはQ&A を設けて、トラブル対応について記載している。 本書内に掲載した実験データ等の多くは著者が取得した内容であり、測定手法およびノウハウを含めて記載 している。よって、詳細な実験データや方法を記載し、読者が再実験も可能な内容とした。また、塗布・乾燥 ムラ、ウォータマーク、剥離、クラック、ピンホール、膨潤などの各種トラブルの解析手法や事例を多く盛り 込んでいる。そのため、高品位な塗膜を得るための主要因を明確にするとともに、その本質の理解を目的とし ている。本書により、現場におけるコーティング技術の基礎が深まれば幸いである。