機能性フィルムのウェット塗工における乾燥の基礎と設備設計および面状トラブル対策

機能性フィルムをRoll To Rollのウェット工程で製造する際、塗って乾かす工程が必ず必要になる。この中で、乾燥工程は膜質に大きく影響し、新製品開発をスケールアップして量産機で試作しても、少量品の品質性能を再現しにくい一因である。更に乾燥速度は生産能力速度に直結するので、品質を損なわずに生産性を保つ乾燥方法と条件を見つめなければならない。このように乾燥工程はフィルム製品を作る上で重要な要因であるにもかかわらず、多くの研究者や工程技術者は「乾燥は難解」という印象を持っているであろう。何故ならば、乾燥を解説した書物や論文は特殊な現象を取り扱っていたり、厳密さを突き詰めるがあまり、数式が羅列して難篩過ぎるからである。また、塗工液には水系と有機溶媒系があり、乾燥現象を共通して取り扱う書物が少ない。しかし、乾燥現象は洗濯や風呂あがりのドライヤーなど、日常生活で経験する現象であり、乾き方や乾燥時間について誰もがイメージを持っているし、水系・有機溶媒系に関わらず移動現象として共通した説明が可能なはずである。 　そこで、「程ほどにイメージを持てる丁度良い解説」を目指して、このセミナーでは「乾燥プロセスのイメージ作り」ができるよう、乾燥現象のツボをわかりやすく解説する。基礎理論を紹介した上で、演習ツールを活用して、実際の乾燥条件の計算方法を紹介する。更に風ムラやベナールセルなど塗工品で発生する面状トラブルの原因と対策についても解説する。

1. はじめる前に
   1. はじめに
   2. 塗工と乾燥 (量産工程と開発過程)
   3. フィルムや塗膜が利用される製品は?
   4. 製品に占めるフィルム要素
   5. フィルムの構成要素 〜厚みと層数〜
   6. 塗る 〜溶かした液を塗る
   7. 塗れる方式を選択する
   8. 塗工方式と製品群
   9. 乾かし方も色々
2. フィルム開発におけるスケールアップの留意点
   1. 開発のステップ
   2. 実験室サンプルの改善
   3. 実験室の手塗方式 (量産工程との違い)
   4. 実験室とRoll To Rollの違い
   5. 塗工方法の分類 (三種しかないダイ方式)
3. 乾燥現象の基礎 (イメージ作り)
   1. 身近な乾燥について
   2. 乾燥速度の支配因子
   3. 塗工機の乾燥設備
   4. 乾燥フロー
   5. 乾燥風の吹き出し方式
   6. 湿度の寄与
   7. 湿度と湿球温度 (空気線図)
   8. 比エンタルピー (=潜熱+顕熱)
   9. 溶媒種の影響
   10. 蒸発潜熱の寄与
   11. 沸点は乾燥に関係ある?
   12. 飽和蒸気圧と溶媒種
   13. 各溶媒の空気線図
   14. 物質と熱の拡散 (ルイス数)
   15. 乾燥に関わる物性値一覧
   16. 減率乾燥
   17. 塗膜の乾燥 (膜内の溶媒移動)
   18. 二成分溶媒系 (MEK+トルエンの場合)
   19. 粒子と高分子鎖の混合系 (コロイダルシリカ+PVA)
4. 乾燥計算の演習 (ツボになる因子と扱い方)
   1. 減率乾燥期間の乾燥速度を見積もる方法
   2. 限界含水率を調べる方法 (その1:膜面温度による評価)
   3. 限界含水率を調べる方法 (その2:ハンドラミネート法による評価)
   4. 各種乾燥方式の熱伝導度 (並行流)
   5. 各種乾燥方式の熱伝導度 (多孔板)
   6. 各種乾燥方式の熱伝導度 (二次元ノズル)
   7. 各種乾燥方式の熱伝導度 (浮上系)
   8. 各種乾燥方式の熱伝導度 (片面乾燥と両面乾燥)
   9. 各種乾燥方式の熱伝導度 (並行流)
5. 乾燥が影響する塗膜の面状トラブルと対策
   1. ハジキ (メカニズム)
   2. レベリング (a) 塗布直後
   3. レベリング (b) 基板の凹凸ムラ
   4. レベリング © 風ムラと対策 (風速、風温、圧力バランス)
   5. 塗工室の気流解析 (SimScaleを駆使した数値計算による見える化)
   6. ベナールセル (マランゴニ効果の見積もりと対策)
6. 乾燥工程に関わる最近の技術動向 〜DryかWetか〜
   1. リチウムイオン電池:正極製造工程 〜 WetからDryへ〜
   2. 全固体電池における固体電解質の課題
   3. ドライプロセスによる複合膜形成
   4. 蒸着からWetプロセスへ (静電噴霧)