塗布による機能付与・表面処理
ここでは、有機ELやスマートデバイス、二次電池などに活用される塗工のコーティングや用途を説明します。
機能付与・表面処理とコーティング
製造工程における接着以外を目的とした塗布・塗工として、大きく下記の3つが挙げられます。
- 機能付与
- フィルムやシート、鋼板、ガラスなどの比較的薄い基材（ワーク）に対して、新たな機能を付与する加工は、「コンバーティング」とも呼ばれます。一般的に、塗布（塗工）・蒸着・スパッタリングなどの手法でそれを実行することを「コーティング」と呼びます。
スマートフォンやタブレット端末で需要の高いタッチパネルの電極や、液晶のガラスやフィルムの薄膜コーティング、電子基板への精密なパターン塗布など幅広い分野で活用されています。 - 表面処理
- 成膜による機能付与以外にも、薬剤の塗布によって基材の表面を最適化するための「表面処理」を施すケースもあります。例えば、半導体のウェハにレジストを塗布する前の薬剤塗布による疎水加工などが挙げられます。
- 塗装（意匠＋α）
- 塗料などを塗布して着色する「塗装工程」の目的は、意匠のみに限りません。例えば、自動車の車体塗装工程においては、さまざまな塗料やコーティング剤などの多層塗膜による、耐チッピング性や耐熱性、撥水性、耐候性といった表面保護機能の付与も重要な目的となります。
コーティングの種類
コーティングの手法は、「ドライコーティング（乾式法）」と「ウェットコーティング（湿式法）」の2種類に大別することができます。一般的に後者が、塗布（塗工）によって実現するコーティング技術です。
ドライコーティング（乾式法）
機能付与するための物質を「固体」のまま基材にコーティングする技術は、「ドライコーティング（乾式法）」と総称されます。代表的なコーティング方法として、真空蒸着やイオンプレーティング、スパッタリングなどが挙げられます。金属材料などのコーティングに用いられ、乾燥工程が不要で高品質な成膜が可能ですが、装置の大型化や連続生産数の制限、高コストといったデメリットもあります。
ウェットコーティング（湿式法）
幅広い工業分野において一般的であり、「塗布（塗工）」が大きく関与するのが「ウェットコーティング」です。
機能付与するための物質を溶媒に対して、溶解または分散といった処理により「液体化」します。その液剤を基材に対して均一に塗布し、乾燥や硬化させることにより「固体薄膜化」させる技術です。液膜へのホコリや異物の付着を避ける場合は、ウェットのプロセスでクリーンルームを使用します。
ドライコーティングと異なり真空環境が不要で、大気圧環境下での塗布（塗工）が可能です。装置の自由度が大きく、ワーク（基材）の供給を連続的に行うことができます。ウェットコーティングは、量産におけるメリットが大きいため、さまざまな塗布方式を用いて広く採用されています。
| 機能・特性 | コート剤 |
|---|---|
| 表面機能 | ハードコート剤（光学用・自動車用・建材用など）、シリコーン離型剤、帯電防止コート剤、耐指紋防汚コート剤、ポリイミドワニス、防水防湿コート剤、防曇コート剤（自動車用など）、吸音・制振コート剤、撥水撥油コート剤、耐候性コート剤、光触媒コート剤、抗菌コート剤、超親水コート剤など |
| 光学特性 | 高屈折率コート剤、光学レンズ用コート剤、カラーレジスト・ブラックレジスト、フォトクロミック顔料・コート剤、光学用粘着剤など |
| 電気特性 | 正極材料（リチウムイオン電池＜LiB＞用）、負極材料（LiB用）、セラミック材料（LiBセパレータ用）、アラミド・ポリアミド・イミド材料（絶縁材用）など |
| その他 | 金属・カーボンペースト材料、シリコーンコート剤・フッ素コート剤（医療用など）、細胞培養用足場材料など |
近年では、装置の多様化によりミクロやナノ単位の精密なパターン塗布や、コーティングの薄膜化といった、塗布技術の高度化とともに適応範囲も広がりをみせています。下記は、薄膜コーティングの用途例です。
| 製品分野 | 用途 |
|---|---|
| LCD | カラーフィルタ、反射フィルム、反射防止フィルム、プリズムシート用、液晶配向膜、層間絶縁コート、透明導電性フィルムなど |
| 有機EL | 発光層、電子・正孔輸送層など、封止乾燥など |
| 半導体 | フォトレジスト、パッシベーション膜、アンダーフィル、液状封止など |
| 実装/基板/ハウジングなど | FPCコーティング、ビルドアップ基板層間絶縁膜、放熱コーティング、電磁波シールド、絶縁用コーティングなど |
| 情報記録媒体 | 光学媒体（Blu-ray、CD、CD-R、DVD）用コート、ナノインプリント、磁性コート、昇華型プリンター用紙など |
| 光学分野 | 光学レンズ用途、光ファイバ・光ファイバ接着用途、光部品用シール、光導波路用形成など |
| その他分野 | 飲料などの容器（缶・びん・PETボトル）用途、蒸着フィルム（アルミ、シリカ、透明）など |
