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多層サンプル用の高度なスクリーニングデザインツール

Uncountableでは、高度なスクリーニングデザインにより、大規模な多層レシピまたはマルチコートペイントパネル(コーティングシステムまたはシステムビルドアップとも呼ばれます)を作成することができます。例えば、3つの異なる基材、プライマー、ベースコート、トップコートを使用して一連のサンプルを作成する必要がある場合、このツールを使用するとそれを効率的に作成できます。

この機能を使用すると、ユーザーは複数のレイヤーを定義することができます。各レイヤーはレシピ(プロセス中に生成されるコーティング剤で、コーティングシステム/多層パネルのレイヤー)、基材(コーティング剤やレイヤーが塗布される下地材料)、工程条件(温度、湿度、塗布方法、乾燥時間など)を定義できます。

これらのレシピやパネルのテンプレートは、カスタマイズして「デザイン」として保存することもでき、将来いつでもユーザーやユーザーグループが再利用できるようになります。

はじめに

高度なスクリーニングデザインツールを使用するには、ナビゲーションバー内の「AI解析」をクリックし、「高度な審査デザイン」を選択します。

ワークフローの選択

高度なスクリーニングデザインページでは、プロジェクトや実験を設定するためにいくつかの選択を行う必要があります。

まず、「基準ワークフロー」タブを開き、ドロップダウンメニューからパネルワークフローを選択します。パネルワークフローには実験のステップとレイヤーが含まれています。このワークフローは、主なプロセスとその実行順序など、作成しようとしている多層レシピやパネルのタイプの全体的な概要を示します。

ここから、ベースバリアントを選択することもできます。ベースバリアントは、選択したワークフロー内で実験のバージョンを指定するオプションのステップです。実験に様々なバリエーションがある場合、それに合わせたベースバリアントを選択することができます。

ワークフローは、Uncountable科学実装マネージャーまたはアカウントマネージャーと連携して設定できます。このプロセスの詳細については、Uncountableの担当者に直接お問い合わせください。


以前に保存したデザインテンプレートを読み込む

パネルワークフローを選択したら、次のステップはデザインの構築です。デザインは構造化されたテンプレートとして機能し、ユーザーは新しいパネルセットや多層レシピを生成することができます。デザインは、目的の多層レシピまたはパネルを作成するために必要な中間体、工程条件、または基材に関する正確な順序と操作を定義します。

新しいデザインを作成することも、以前に保存したデザインを読み込むこともできます。以前に保存したデザインを読み込むには、右上のフロッピーディスクのアイコンを選択し、「Load Design」をクリックします。次に、「保存を読み込む」ドロップダウンメニューからデザインテンプレートを選択します。

選択すると、デザインがページに表示されます。テキストボックスやドロップダウンメニューを使用して、必要に応じてデザインパラメータを調整します。

新しいデザインテンプレートの作成

以前に保存したデザインテンプレートを使用しない場合、新しいデザインテンプレートを作成することができます。そのためには、テキストボックスとメニューを使用して必要なパラメータを追加・調整します。

まず、ドロップダウンメニューからパラメータ 1の状態を選択します。パラメータの状態には、「fix」、「variable」、「float」、「include one of」、「multi-parameter」、「fix values from base experiment」があります。

  • Fix:実験中、一定に保たれるパラメータ
  • Vary:効果を観察するために意図的に変更または調整するパラメータ
  • Float:実験中、一定の範囲内で自由に変化させることができるパラメータ(このパラメータはパネル作成には使用されず、水や溶媒のように特定の成分が浮いたまま、あるいは変化しない化学処方によく使用されます)
  • Include one of:実験に対して、可能なパラメータや条件のセットから1つのオプションを選択する選択肢
  • Multi-parameter:複数のパラメータを同時に変化、調査する実験(湿度と乾燥時間の両方を変化させ、パネルの特性に対するそれらの複合的な影響を観察するなど)
  • Fix values from base experiment:以前の実験またはベースライン実験で決定または固定された特定のパラメータの値を使用します

次に、パラメータを適用する成分を決定します。成分には、コーティング剤(プライマー、トップコート、バインダー、溶剤など)や工程条件(膜厚、塗布方法、乾燥時間など)を指定できます。

ページ下部の「新しいパラメータを追加」ボタンをクリックして、新しいパラメータを追加します。不要なパラメータは、パラメータボックスの右上にあるゴミ箱アイコンをクリックして削除します。

必要なパラメータをすべて定義したら、レプリケート数とグループタイプを明確にします。レプリケート数とは、作成する同一パネル/レシピの数です。グループタイプは作成したいパネル/多層レシピのタイプです。

デザインテンプレートの例

高度なスクリーニングデザインをより深く理解するために、いくつかのシナリオ例を考えてみましょう。

シナリオ1:ユーザーは、膜厚50 µmの処方に対して、トップコート1とトップコート2のどちらがコーティング層として適しているかを判断することを目的としています。

まず、トップコート1とトップコート2のどちらかを選ぶようにパラメータ1を設計します。

パラメータ2では、膜厚を50 µmに固定します。

最後に、1×8パネルのグループタイプを定義します。

左下にある「解析を作成」をクリックすると、レシピ入力ページに戻り、各パネルが個別の実験として表示されます。そこからさらに調整を加えたり、測定値を記録したりすることができます。

下の画像では、1つのパネルがトップコート1を含み、もう1つのパネルがトップコート2を含み、両方のパネルの膜厚が50 µmに固定されていることに注目してください。この高度なスクリーニングデザイン設定により、ユーザーは両方のトップコートの測定値を比較して、最適なコーティング層を決定することができます。


シナリオ2:膜厚50 µmの新しい塗料について、最適な乾燥条件を決定したい。

まず、オーバーコートの間隔(乾燥時間)を3つの段階で1時間から5時間の間で変化させるパラメータ1を設計します。つまり、ステップ1では1時間、3時間、5時間の乾燥時間の効果を調べます。

パラメータ2は、乾燥空気の湿度を20~80%の間で3段階に変化させます。つまり、ステップ1の間、乾燥空気の湿度は20%、50%、80%の値になります。

パラメータ3は膜厚を50 µmに固定します。

最後のステップでは、「解析を作成」をクリックする前に、実験が1×8パネルで作成されるように設定します。

下の画像では、膜厚が50 µmに固定されたまま、乾燥湿度と乾燥時間がパネル間でどのように変化しているのかが分かります。


シナリオ3:ユーザーは、顔料1とバインダー2のいずれかを含み、膜厚が50 µmで、マルチパラメータを使用して乾燥時間と湿度を変化させる塗料の最適処方を決定したいと考えています。

まず、顔料1またはバインダー2のいずれかを含むようにパラメータ1を設計します。

パラメータ2では、マルチパラメータを用いて、オーバーコートの間隔(乾燥時間)を1時間から5時間の間で、乾燥空気の湿度を30%から70%の間で、いずれも3段階で変化させます。つまり、乾燥時間は1時間、3時間、5時間、乾燥湿度は30%、50%、70%の影響を調べることになります。

パラメータ3では、50 µmの膜厚を設定します。

最後のステップでは、「解析を作成」をクリックする前に、実験が1×8パネルで作成されるように設定します。

下の画像では、顔料1が最初の6枚のパネルに、バインダー2が次の 6枚のパネルに含まれていることに注目してください。乾燥湿度と乾燥時間は変化しますが、膜厚は50 µmに固定されています。

Updated on August 5, 2024

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