出版書誌データベース

Roll to Roll製造における、塗工方式・界面現象・乾燥・流体挙動・塗工液の調製・物性制御などを体系的に解説し、塗工品質を左右するプロセスの本質を理解するための技術書です。

●理論と現場をつなぐ塗工技術書
塗工に関する論文は学術理論が中心で、現場の情報は経験的ノウハウに偏りがちです。本書ではその間を埋めることを意識し、塗工プロセスを現象理解の視点から整理しています。
●Roll to Roll塗工・乾燥プロセスを体系的に理解
開発から製造までのRoll to Roll塗工・乾燥プロセスを対象に、塗工・乾燥・界面現象など、塗工品質に関わる要素を横断的に整理しています。
●主要な塗工方式の原理と特徴を解説
スロット塗工を中心に、ブレード、グラビア、バー、ディップ、スピン塗工、メニスカス塗布など、代表的な塗工方式の原理と特徴を整理しています。
●塗工品質トラブルを理解するためのプロセス知識
表面張力や粘性といった塗工液の基礎物性に加え、異物対策やクリーンルーム設計など、製造現場で品質に影響する要素を解説しています。

このような方におすすめです
● Roll to Roll塗工プロセスの開発・製造に携わる技術者の方
● 機能性フィルム、電池材料、電子材料などのRoll to Roll製品の製造技術者の方
● 塗工・乾燥工程のトラブル原因を理解し、対策したい生産技術者の方
● 塗工プロセスを体系的に理解したい研究者・開発者の方
● 塗工技術を理論と現場の両面から学びたい初学者〜経験者の方

まえがき

第1章　Roll To Roll塗工方式の分類
　はじめに
1.　フィルム製品の歴史と分類
2.　種々の塗工方式と塗工範囲
3.　前計量と後計量
4.　ダイ塗工は三種しかない
5.　量産におけるRoll To Roll工程
6.　実験室で活用されるバッチ方式

第2章　スロット塗工
　はじめに
1.　塗工分野におけるスロット塗工の位置付け
2.　スロット塗工による薄塗りと厚塗り
　2.1　スロットダイの構造
　2.2　薄層塗工の理論と実際
　2.3　厚塗り塗工の操作条件（背面減圧を使わない場合）
　2.4　より薄く、より厚く（OverBiteとUnderBite）
3.　同時重層塗工
　3.1　重層スロットダイ
　3.2　粘度バランス
　3.3　中間リップの流動（上下層の界面位置）
　3.4　留意点
4.　スロット塗工のテンションド・ウェブ方式
　4.1　リップ形状とフィルムにかかる面圧
　4.2　塗工可能領域
　4.3　スロット渦とWet膜厚
　4.4　リップ形状と塗工可能領域
5.　スロットダイの設計
　5.1　構造の分類
　5.2　マニホールドとスロットの役割分担
　5.3　マニホールドとスロットの流動（円管と平行平板間のHagen-Poiseuille式）
　5.4　塗布量分布を生じる要因
　5.5　塗布量分布を均一化する方法
　5.6　塗工端部の厚み調整方法
6.　塗工液の非ニュートン粘性と剪断速度
　6.1　指数則（Power Law）
　6.2　塗工位置と剪断速度
　6.3　Couette-Poiseuille式によるビード部の剪断速度の見積もり
　6.4　Sakiadisの境界層理論による動的接触点近傍の剪断速度の見積もり
7.　非ニュートン粘性を考慮したスロットダイ設計
　7.1　スロット偏差起因の塗工量分布への影響
　7.2　マニホールド圧損起因の塗工量分布への影響
8.　LIB電極の両面塗工と間欠塗工
　8.1　テンションドウェブ方式による両面塗工
　8.2　間欠塗工
　8.3　塗付け厚塗りの緩和策（バルブ・ポンプ・ギャップの連動）
　8.4　ビード物質収支による厚塗りの考察
　8.5　塗り終わりのスダレと厚み調整
　8.6　数値シミュレーション
9.　塗工品質向上に有効な付帯設備
　9.1　バックアップロール振動と撓みの対策
　9.2　ヒートロールによる巻き芯写り対策
　9.3　背面減圧の圧力振動と立ち上がりの両立（バッファとオリフィス）

第3章　ブレード塗工（ナイフ塗工）
　はじめに
1.　コンマコーター®の構造
2.　塗工量の見積もり
　2.1　平行な間隙を通過する場合（Couette流）
　2.2　直線ナイフの狭まり流路を通過する場合（潤滑流動モデル）
　2.3　コンマコーター®の場合
3.　コンマロールの変形対策
4.　液溜めとバックプレートの設置方法

第4章　グラビア塗工
　はじめに
1.　グラビアの三大要素
2.　第四の要素：ドクターブレード
3.　グラビア塗工方式の分類
4.　グラビアシリンダー
5.　グラビアロール版
　5.1　格子型（Quadra Gravure）
　5.2　ピラミッド型（Pyramid）
　5.3　斜線型（TriHelicoid）
　5.4　斜数（口径）とセル容積
　5.5　セルから基材への転写と濡れ性
6.　フォワード方式（正転）
　6.1　ギャップと液溜まり
　6.2　リブ（スジ）欠陥の原因と対策
　6.3　塗工厚み
7.　リバース方式（反転）
　7.1　転写側メニスカスとリブ（スジ）
　7.2　DCL側メニスカスとカスケード
　7.3　塗工可能領域
　7.4　塗工厚み
8.　ドクターチャンバー方式
9.　マイクログラビアTM方式
10.　グラビア塗工の特許出願
11.　ドクターブレードについて
　11.1　ドクターブレードの当て角
　11.2　ドクターブレードの種類
　11.3　平行刃
　11.4　三角刃
　11.5　材質
　11.6　耐摩耗
　11.7　当て板とホルダー
　11.8　ドクターブレードによる掻き落とし
　11.9　ロール塗工の掻き落とし
　11.10　エッジ処理

第5章　バー塗工
1.　薄塗りに適したバー塗工
2.　ワイヤーバーと溝付きバー
3.　ワイヤー筋のレベリング
4.　塗工量の見積もり～実験室の手塗りバー（無回転）と量産バー（回転）
5.　リブを避けるために
　5.1　発生機構と対策
　5.2　リブ発生速度の見積もり
6.　段ムラの回避策
　6.1　バー芯金の作り方
　6.2　受け座の形状
　6.3　駆動系
　6.4　カップリング（軸継ぎ手）
　まとめ

第6章　ディップ塗工
　はじめに
1.　ディップ塗工の歴史
2.　薄塗りと厚塗り
　2.1　薄塗り（毛管駆動）
　2.2　厚塗り（排出駆動）
3.　排出区間ごとの挙動　
4.　定常厚みの理論
5.　実際の塗工厚み
　まとめ　

第7章　スピン塗工
1.　実験と量産
2.　原理説明
3.　膜厚の推移
4.　終盤の乾燥支配
5.　ペロブスカイト太陽電池のスピン塗工による開発事例
　5.1　スピン塗工によるサンプル作製
　5.2　ガス供給の影響
　5.3　Roll To Roll化の留意点

第8章　メニスカス塗布（キャピラリーコート法）
　はじめに
1.　メニスカス塗布方式の概要
2.　キャピラリーコート法
3.　ペロブスカイト太陽電池の1ステップ・メニスカス塗布法
4.　スロット塗工との違い（後計量）

第9章　乾燥
　はじめに
1.　熱風乾燥の三要素
2.　熱風乾燥の乾燥速度式
3.　量産設備における乾燥風の取り回し
4.　ガス濃度および膜温把握に有用な空気線図
5.　飽和蒸気圧の温度依存性
6.　水以外の溶媒における空気線図
7.　ルイス数とは？（物質拡散と熱拡散の比）
8.　蒸発潜熱の推算
9.　飽和蒸気圧の温度依存性の推算（アントワン式の定数）
10.　爆発下限界（LEL）
11.　定率乾燥と減率乾燥
12.　限界点と仮想点
13.　減率乾燥以降の乾燥速度計算
14.　減率乾燥を実測で見積もる方法
15.　乾燥ノズルの形態と乾燥能力
16.　残留溶媒の調整（絶乾と調湿）
17.　分散系の乾燥（偏析・沈降・凝集）
18.　実験室の乾燥（スピン塗工）
19.　実験室のホットプレート乾燥
20.　赤外線乾燥
　20.1　輻射と赤外線の分類
　20.2　赤外線波長と溶剤の吸収
　20.3　熱風との比較
　20.4　近赤外線波長制御ヒーター
　20.5　炉内の送風による冷却
　20.6　LIBの偏析改善
21.　塗工室の風ムラ対策
　21.1　塗工室の差圧管理
　21.2　塗工室の気流解析
　21.3　密度流と塗膜の遮風

第10章　表面張力
　はじめに
1.　水系塗工における表面張力の重要性
2.　環境問題で再評価され始めた水系塗工
3.　界面活性剤の添加量と表面張力
4.　表面張力の塗工性への寄与
5.　表面形成後の界面活性剤の拡散と配向
6.　表面拡張と表層収縮
7.　最大泡圧法による動的表面張力測定
8.　動的表面張力の濃度依存性
　まとめ

第11章　基材の濡れ性
　はじめに
1.　接触角
2.　Wenzel理論
3.　Cassie理論
4.　UVによる表面改質

第12章　塗工液の濃度と粘度
　はじめに
1　微粒子を含む液の粘性
　1.1　希薄溶液
　1.2　高濃度液
2.　高分子溶液の粘性
　2.1.　一本の高分子鎖の状態
　2.2　高分子鎖の重なり合い
　2.3　非ニュートン性への影響　
3.　温度の影響
　まとめ

第13章　Roll To Roll工程のクリーン化
　はじめに
1.　クリーンルーム
2.　換気頻度
3.　エアフィルターの塵埃捕捉能力
4.　塗工室の気流と風ムラ
5.　クリーン度診断
6.　フィルムの除電
　6.1　静電気が塵埃付着に及ぼす影響
　6.2　各種除電方式　
　6.3　除電器とフィルムの距離
　6.4　放電電極の劣化
　6.5　電極の設置位置
　6.6　パスロールとの位置関係
　まとめ

第14章　Roll To Roll解析ツール

あとがき

著：浜本　伸夫
[経歴]
1992年　北海道大学 工学部 合成化学工学専攻 修士修了
同年　富士写真フィルム 塗工を中心としたフィルム生産工程業務に従事
2007年 　同 社　フラットパネル生産部 主任技師(管理職)
2013年　サムスン電子 総合技術院 素材開発センター 主席研究員 新素材開発に従事
2019年　栗村化学 工程開発チーム長 粘着フィルム・離型フィルム等の工程開発
2021年　米国 Zymergen社 シニアマネージャー バイオ由来ポリイミド開発
2022年　ミドリ安全 商品開発部 ジェネラルマネージャー ニトリルゴム手袋開発
2023年　AndanTECとして執筆・講演・コンサル業に専念
2026年　Roll To Roll研究会(Japan Roll To Roll Asociation)を設立、代表に就任

[専門]
塗工／Roll To Roll製造／クリーンルーム／静電気