基礎技術解説コーティング

乾燥時の液体メニスカスの挙動を追う

塗膜の乾燥時の溶剤成分の液体メニスカスの存在により、凝集性が向上し塗膜形成に貢献する。乾燥時の液体メニスカスは、特定形状の微細構造を破壊することもある。微細加工(リソグラフィ)においては、頻繁に微細パターンが破壊され、しばしば問題化している。ここでは、パターン間に挟まれた液体メニスカスの乾燥過程を可視化し解析する。これにより、微細構造の液体メニスカスの乾燥過程が明らかになる。下の左図のように、2枚のPETパターン間に挟まれた液体メニスカスの乾燥挙動を解析する。まず、PETパターンを水槽内で純水に浸漬し、その後取り出して乾燥させる。パターン間に純水が残存するが徐々に乾燥する。下の右図は平行パターン間のメニスカスの乾燥過程を示している。

メニスカスの乾燥過程の観察用モデル
メニスカスの乾燥過程の観察用モデル
平行パターン間のメニスカス乾燥過程
平行パターン間のメニスカス乾燥過程

初はPETパターン間全体に純水が満たされている。乾燥が進むにつれて、パターン底部付近から乾燥が始まり、メニスカスが後退することで空気が入ってくる。両側のパターン底部から入った空気は中央で結合され、空気トンネルを形成する。空気トンネルにより純水は上部と下部に分離して残存する。

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  • [図] 空気トンネル形成時のパターン断面モデル

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