塗布・乾燥技術 スキルアップセミナー (レオロジー・界面化学・乾燥操作)

2011年4月25日「レオロジー、濡れ性から理解する塗布液の調製と物性制御」

　塗布液の多くは、媒体中にバインダーなどの高分子や顔料などの微粒子が分散した不均一系流体であり、要求される性能を満足するために種々の調製法が確立されていますが、塗工プロセスと密接に関係する最も重要な性質は、バルクのレオロジーとぬれ性に関する界面化学です。液体中に分散した微粒子は、ほとんどの場合、粒子間引力により凝集しており、この凝集程度は分散系のレオロジーに大きく反映されます。塗料やインクなどは液体状態で紙、プラスチック、金属などに塗布された後、乾燥や化学反応などを経て固体塗膜となりますが、この過程に密接に関連するのはぬれ性に関する界面化学です。 　本セミナーでは、塗布液の調製と物性制御という観点から高分子溶液と分散系に関するレオロジーの基礎を概説し、続いて固体表面に対する液体のぬれ性など塗工プロセスを理解するための基礎について説明します。

1. レオロジーの基礎
   1. 粘度と非ニュートン流動
   2. 動的粘弾性
   3. 凝集分散系のレオロジー的性質
   4. 高分子溶液のレオロジー的性質
2. 界面化学の基礎
   1. 表面張力と表面エネルギー
   2. 溶液の表面張力と界面活性剤の吸着
   3. 固液界面における濡れと接触角
   4. 濡れ性と粒子の分散性
3. コーティングプロセスから見たレオロジーおよび濡れ性
   1. レベリングとたれ
   2. インキの非線形粘弾性と印刷適性
   3. コーティング液の濡れ性と硬化塗膜の接着強度
4. インクジェットインクにおけるレオロジーと界面化学
   1. 動的粘弾性
   2. 動的表面張力
   3. 濡れ性と浸透性

• 質疑応答・名刺交換

2011年4月27日「乾燥操作の必須知識と塗布膜乾燥メカニズム」

　乾燥操作の予備知識として湿り空気の諸性質、熱と物質の同時移動の典型例である湿球温度の概念、湿度図表を解説する。含水率、材料中での水分の保持状態を解説し、乾燥のメカニズムを考える。乾燥のメカニズムに基づいて乾燥速度の定量的な捕らえ方を講義し、乾燥時間を短くするコツを紹介する。また、組成偏析、材料の変形やクラックの発生、材料の表面平滑性、残留溶媒の低減方法に関して講述する。 　多種多様な材料を乾燥するために数多くの乾燥装置が開発されているが、装置選定、装置設計、省エネルギーのポイントを解説する。次に、粒子分散系塗布膜の乾燥を取り上げ、膜の平滑性に及ぼす乾燥条件の影響、乾燥の指針を提示する。 　講演の最後には乾燥操作のトラブルシューティングに関する質問を受け付ける。

1. 乾燥操作の予備知識
   1. 乾燥操作の量的関係
      1. 物質収支
      2. 熱収支
   2. 湿り空気の諸性質
      1. 湿度と諸物性値
      2. 湿球温度の概念
      3. 断熱飽和温度の概念
      4. 湿度図表の使い方
2. 乾燥操作の基礎知識
   1. 含水率
      1. 含水率の定義
      2. 平衡含水率
      3. 自由含水率
   2. 水分の保有状態と移動機構
      1. 水分の保有状態
      2. 水分の移動機構
   3. 乾燥メカニズム
      1. 乾燥特性曲線の概念
      2. 乾燥の3期間
      3. 限界含水率の重要性
   4. 乾燥速度の取り扱い
      1. 定率乾燥速度
      2. 通気乾燥速度
      3. 減率乾燥速度
   5. メカニズムに立脚した乾燥時間短縮
      1. 減率乾燥速度曲線の形の基づく方策
   6. 乾燥のメカニズムと品質保持
      1. 剥離、クラック、変形防止法
      2. 残留溶媒の効率的低減法
3. 乾燥装置の選定と設計
   1. 乾燥装置の選定
      1. 乾燥装置の分類と特徴
      2. 乾燥操作の特異性
      3. 装置選定の考慮事項
   2. 乾燥装置の設計
      1. 装置容積の簡便計算法
      2. 乾燥装置の設計の基礎
   3. 乾燥装置のスケールアップの考え方
   4. 乾燥装置の省エネルギー
      1. 熱効率
      2. 指標「蒸発能力」
4. 塗布膜乾燥のメカニズムと品質保持
   1. 組成偏析とバインダーの移動
   2. 表面平滑性の保持に関する乾燥モデル
5. 粒子分散系塗布膜の乾燥
   1. 乾燥特性
   2. 表面平滑性に及ぼす乾燥条件の影響
   3. 乾燥のメカニズム
   4. 塗布膜乾燥の指針
6. 乾燥操作のトラブルシューティング

• 質疑応答・名刺交換