フィルムの加工トラブル対策技術

フィルムの加工トラブル対策技術

  • 塗布/PVD/コーティング/表面処理/ラミネート/テンション制御/スリット加工/コンバーティング/クリーン化
  • 幅広いトラブル改善に対応した、困ったときに開いてほしい一冊!
価格 60,000円+税 出版社 サイエンス&テクノロジー
→E-mailまたは郵送DM案内登録会員価格:57,000円+税
発刊日 2012年8月30日 体裁 B5判上製本 358頁
ISBNコード 978-4-86428-053-2 Cコード C3058

書籍趣旨

<ポイント>

  • 塗布スジ、塗布ムラの具体的対策は?塗工液の温度・ダム内液面レベルは?
  • 蒸着目的、工程、蒸着フィルムの特質を理解!コストを抑えて、量産するためには?高速成膜をするには?
  • 基材と接着剤の接着不良の対策は?ラミネートプロセス中の問題は?
  • コロナ処理、プラズマ処理、EB照射、UVオゾンの処理条件の影響やプロセス中の対応
  • テンション制御のシステム構築手順やウェブ搬送のシワ・スリップ防止方法をユーザー視線から解説!
  • 製袋充填自動包装機のメカトロニクス化などの最適化条件!
  • 除電器の適切な使用法から静電気測定時の注意事項まで幅広く解説!
  • ゴミやほこりの発生と不良原因を理解。コンタミ対策のクリーンルームの4原則!

機能性フィルムの塗布技術を,技術的課題や問題点とそれらの解決方法について考察する。特に,本報では,現場の実用化段階で発生すると思われる問題点(塗布スジ,塗布ムラ,膜厚の不均一化,泡,ブツ…)を中心に,その対策方法についても言及する。
 具体的には,機能性フィルムの実用化時によく利用されているダイコート技術を中心に述べるが,当初の実用化段階でよく利用されていたグラビアコートや,接着剤等の塗布によく利用されているコンマコートの課題・問題点にも触れる。

(第1章1節より一部抜粋)


 共押出コーティング・ラミネーション法には以下のような特徴がある。
(1) 工程削減 (2) 薄膜化 (3) 低温成形 (4) 加工性の改良
 一方で,装置・樹脂の流動・加工条件が複雑であるため,様々なトラブルが発生しやすい。本節では,共押出コーティング・ラミネーション法に発生する下記トラブルについて,主に樹脂の観点からの対策法を紹介する。
・ 界面不安定化現象 ・ マイグレーション ・ 層間接着不良

(第3章4節より一部抜粋)


 フィルム製造工程における異物付着対策として,一般的にクリーンルームをはじめとするクリーン化技術が導入されるケースは近年急激に増加している。しかし,クリーンルームを導入すれば,一気に解決というわけではない。むしろ,クリーンルームを導入したにもかかわらず,良品率と清浄度の相関が取れず,クリーンルームの管理に苦慮される方の声をお聞きすることの方が多い。
 この章では,そもそもクリーン化技術とはどのような技術で,フィルム製造工程に応用するにはどのような問題があるのか,また,どのような点に注意すれば,効率的に活用することができるのか,について論じてみようと思う。

(第8章1節より一部抜粋)


著者

金子 四郎
(有)金子技術事務所
林 昭
r-ICB蒸着装置開発研究所
小島 啓安
(有)アーステック
松本 宏一
松本技術士事務所
平山 正廣
凸版印刷(株)
増田 淳
東ソー(株)
小川 俊夫
金沢工業大学
稲岡 正晃
MSR(株)
菊池 清
セン特殊光源(株)
木下 忍
岩崎電気(株)
寺田 要
三菱電機(株)
後藤 義光
旭化成(株)
畑野 眞人
(株)フジキカイ
福島 和宏
プロマティック(株)
和泉 健吉
シシド静電気(株)
鈴木 輝夫
春日電機(株)
稲永 健
シーズシー(有)

目次

第1章 フィルム塗工現場における課題とトラブル対策

第1節 ダイコート技術の概要と課題・問題点及びトラブル対策
  • 1. ダイコート技術の概要・特徴
  • 2. 塗布性
  • 3. 塗布量分布
  • 4. 塗布可能領域
  • 5. 現場の実用化時の課題・問題点とその対策(具体的対策)
  • 5.1 塗布スジ(縦スジ)
  • 5.2 塗布ムラ(段ムラ、乾燥ムラ)
  • 5.3 塗布量分布ムラ(長手方向と幅方向の厚みムラ)
  • 5.3.1 長手方向の塗布量分布
  • 5.3.2 幅方向の塗布量分布
第2節 グラビアコート技術の概要と課題・問題点及びトラブル対策
  • 1. グラビアコート技術の概要・特徴
  • 2. 塗布量を決める要因
  • 2.1 メッシュ
  • 2.2 回転数(逆転)の影響
  • 2.3 ラップ角の影響(大きくすると塗布量ダウンする)
  • 2.4 ブレード圧力(大きくすると塗布量ダウンする)
  • 2.5 ブレード先端形状(グラビアロール表面との接触長さの影響)
  • 3. マイクログラビア における現場の課題・問題点とその対策
  • 3.1 (縦)スジ
  • 3.2 横段ムラ
  • 3.3 TD方向の厚さの不均一対応
  • 3.4 MDシワ(MGに限らない)
  • 3.5 スクラッチ
  • 3.6 色ムラ(虹ムラ)
第3節 コンマコート技術の概要と課題・問題点及びトラブル対策
  • 1. コンマコート技術の概要・特徴
  • 2. コンマコーター現場で発生する問題点とその対策
  • 2.1 コンマロールの刃先の精度
  • 2.2 塗工液(粘着剤等)温度
  • 2.3 ダム内液面レベル
  • 2.4 バックアップロールと液ダムプレートのクリアランス

第2章 PVDにおけるトラブル実例と対策

第1節 フィルム蒸着加エにおける問題点と対策
  • 1. 蒸着目的
  • 2. 蒸着工程
  • 2.1 蒸着フィルム製造機
  • 2.2 真空の概念とその要点
  • 2.3 加熱方法:高周波誘導とEB銃との差異
  • 2.4 蒸着膜厚
  • 3. 基板フィルム
  • 3.1 Al蒸着面の金属光沢
  • 3.2 基材フィルムと蒸着基材(Al,Al2O3)との接書及びAl蒸着面の接着性
  • 4. 蒸着フィルム
  • 4.1 製品例と物性
  • 4.2 用途
  • 4.3 蒸着抜き加工
  • 第2節 スパッタリングにおける成膜過程の問題
          -高速スパッタとダメージレス技術の向上-
  • 1. 高速成膜技術
  • 1.1 反応性スパッタとは
  • 1.2 ヒステリシス、遷移領域について
  • 1.3 遷移領域制御
  • 1.4 インピーダンス制御
  • 1.5 プラズマエミッション(PEM)制御
  • 2. ダメージレスカソード

第3章 ラミネート加工時におけるトラブル事例とその対策

第1節 ドライ・ラミネーションにおける基礎及び主なトラブル対策
  • 1. ドライラミネート用主な材料と用途
  • 2. ドライラミネーターの主な基本構成
  • 2.1 ドライラミネートのプロセス
  • 2.2 ラミネート装置の各部装置
  • 2.2.1 第1基材繰出装置
  • 2.2.2 接着剤塗工装置
  • 2.2.3 乾燥装置
  • 2.2.4 第2基材繰出装置
  • 2.2.5 ラミネート部
  • 2.2.6 巻取装置
  • 2.2.7 その他の装置
  • 3. ドライラミネーションプロセスでの主なトラブル
  • 4. ドライラミネート用接着剤
  • 4.1 ドライラミネートに使用される接着剤の反応
  • 4.2 ドライラミネート接着剤
  • 4.3 接着剤のハイソリッド化
  • 5. 基材と接着剤
  • 5.1 ドライラミネートでの基材と接着剤
  • 5.2 ドライラミネーションでの接着不良の主な原因
  • 5.3 ドライラミネーションでの印刷インキとの接着不良
  • 6. ドライラミネーションにおけるモノづくりと歩留向上
第2節 ノンソルベント・ラミネーションにおける基本構成とトラブル対策による歩留向上
  • 1. ノンソルベントラミネーション方法の主な特徴
  • 2. NSラミネーションの主な基本構成
  • 2.1 NSラミネーションの工程
  • 2.2 ラミネーターの各装置
  • 2.2.1 第1基材繰出装置
  • 2.2.2 接着剤塗工装置
  • 2.2.3 ラミネート装置
  • 2.2.4 第2基材繰出装置
  • 2.2.5 巻取装置
  • 2.2.6 その他の主な装置と付帯装置
  • 3. NSラミネーションでの主な問題点
  • 3.1 基材、用途での問題点
  • 3.2 加工上での問題点
  • 3.3 NSラミネーションプロセスとそこでのトラブル
  • 4. NSラミネート用接着剤
  • 4.1 NSラミネート用接着剤
  • 4.2 接着剤の加熱混合供給装置
  • 5. NSラミネーションにおける「モノづくり」と歩留向上
第3節 押出コーティング・ラミネーション理論、装置、加工技術と品質管理・保証
  • 1. 押出理論・技術について
  • 1.1 押出加工の歴史
  • 1.2 押出機の構造と機能
  • 1.2.1 ホッパー
  • 1.2.2 シリンダー
  • 1.2.3 スクリュー
  • 1.2.4 ブレーカー
  • 1.2.5 樹脂圧力調整バブル
  • 1.2.6 オリフィス及びミキサー
  • 1.3 押出理論
  • 2. 押出理論におけるレオロジー
  • 2.1 押出機内の流れ
  • 2.2 押出機能力の予知
  • 2.3 スクリューフライトの螺旋角
  • 2.4 ダイの特性
  • 2.5 ダイ内の流れ
  • 2.6 T-ダイ
  • 3. 押出コーティング・ラミネーションの方式について
  • 3.1 巻き出し部
  • 3.2 アンカー部
  • 3.2.1 AC剤の選定
  • 3.2.2 AC剤の塗布量
  • 3.2.3 乾燥について
  • 3.2.4 シワ発生について
  • 3.3 押出機
  • 3.4 T-ダイ
  • 3.5 貼合せ部
  • 3.6 サンド軸
  • 3.7 カッター部
  • 3.8 巻取り部
  • 3.9 その他主体装置
  • 4. 押出用樹脂
  • 5. 押出コーティング・ラミネーションの工程フロー
  • 6. 品質不具合と対処・解決方法
第4節 共押出コーティング・ラミネーション法のトラブル対策
  • 1. 共押出装置
  • 1.1 マルチスロット方式(ダイ外接合)
  • 1.2 マルチマニフォールド方式(ダイ内接合)
  • 1.3 フィードブロック方式(ダイ前接合)
  • 2. 界面不安定化現象
  • 3. マイグレーション
  • 4. 層間接着不良
  • 4.1 PE/PE共押出フィルム
  • 4.2 PE/PP共押出フィルム
第5節 ラミネート加工前後のトラブル対策
  • 1. ラミネーティングとその前後にある加工工程
  • 1.1 ラミネーティングはモノづくりの中の一工程
  • 1.2 工程中に良い品質を作りこむ
  • 1.2.1 印刷シリンダー面の図柄欠点
  • 1.2.2 印刷製品ロールの巻芯シワ
  • 1.3 当たり前のことを当たり前に行う
  • 1.3.1 現場・現物・現実(三現主義)
  • 1.3.2 現場作業者の生産技術の向上
  • 1.3.3 実施計画から正しい結果を得るために
  • 1.3.4 正しいことを、正しくやり続ける(事実、真実によるモノづくり)
  • 1.3.5 不具合品を入れない、作らない、出さない
  • 1.3.6 作業・知見・技巧の暗黙知から形式知へ
  • 1.3.7 技術の蓄積
  • 2. ラミネート加工前後工程での主なトラブルと対応
  • 2.1 ラミネート加工前後工程での主なトラブル
  • 2.2 固有技術と管理技術

第4章 フィルムへの適切な表面処理法とその実例

第1節 コロナ処理による表面改質のプロセス
  • 1. コロナ処理装置
  • 1.1 装置
  • 1.2 処理条件
  • 2. ポリオレフィン
  • 2.1 処理の実際
  • 2.2 処理後の安定性
  • 3. 芳香族ポリイミド
  • 3.1 コロナ処理
  • 3.2 処理後の安定性
  • 3.3 接着の安定性
  • 4. コロナ処理条件の影響
  • 4.1 湿度効果
  • 4.2 電極形状効果
第2節 プラズマ処理表面改質の実用化と応用展開
  • 1. プラズマ処理表面改質技術
  • 2. プラズマとコロナの違い
  • 3. プラズマ処理が可能にする効果
  • 4. 大気圧プラズマ処理プロセスの問題対策
  • 4.1 シワの発生
  • 4.2 処理効果の低下
  • 4.3 被処理材料
  • 4.4 接触角、ダイン数(濡れ性)の調整
第3節 電子線照射による表面改質と応用実例
  • 1. EBの特長と物質への作用
  • 2. EB照射による表面改質
  • 2.1 EB照射による高分子材料の架橋と崩壊
  • 2.2 直接照射による改質
  • 2.3 重合処理
  • 2.3.1 帯電防止性付与事例
  • 2.4 グラフト重合処理
  • 2.4.1 イオン交換応用事例
  • 2.4.2 繊維への応用例
第4節 UVオゾンによる表面改質と歩留向上へのノウハウ
  • 1. 接着メカニズムの概要
  • 1.1 接着と分子結合
  • 1.2 接着力と表面張力
  • 1.3 平滑面を損なわない処理法
  • 2. UVオゾン法を製品の歩留向上に活かすノウハウ
  • 2.1 適切な前処理の選択
  • 2.2 頻繁な日常検査で歩留向上
  • 2.3 過剰処理は歩留を落とす危険で無駄な処理

第5章 ウェブハンドリング主要工程のトラブル対策

第1節 ロールtoロール制御システム構築における課題とトラブル対策
  • 1. テンション制御の原理
  • 1.1 テンションとウェブにはたらく力の関係
  • 1.2 基準となる駆動軸と追従制御される駆動軸
  • 1.3 テンション制御システムの制御方式とアクチュエータ
  • 1.4 速度制御用アクチュエータ
  • 1.4.1 ウェブの駆動速度とアクチュエータ内部の同期
  • 1.4.2 ウェイトダンサロール式速度制御
  • 1.4.3 張力検出器式速度制御
  • 1.5 トルク制御用アクチュエータ
  • 1.5.1 トルク制御とアクチュエータ内部のスリップ
  • 1.5.2 張力検出器式トルク制御
  • 1.5.3 スプリングダンサロール式トルク制御
  • 2. テンション制御システム構築の手順
  • 2.1 機械の要求仕様
  • 2.2 機械仕様の決定
  • 2.2.1 機械仕様の範囲による実現性の見極め
  • 2.3 ウェブ駆動方法と場所の決定
  • 2.3.1 テンションカット
  • 2.3.2 主軸の決定
  • 2.3.3 主軸があいまいなテンション制御システム
  • 2.4 制御方式とアクチュエータの決定
  • 3. アクチュエータと制御方法の選び方
  • 3.1 巻出し制御と発熱エネルギー
  • 3.2 中間軸制御のテンションとトルク
  • 3.3 機械仕様とアクチュエータ
  • 3.3.1 ギヤ比とメカロス
  • 3.3.2 ライン速度とアクチュエータ
  • 3.3.3 モータ速度制御と負荷慣性モーメント
  • 3.4 ACサーボモータの上手な使い方
  • 3.5 インダクションモータとインバータ
第2節 ウェブ搬送及び巻取り工程における欠陥
  • 1. ウェブのスリップ防止技術
  • 1.1 オイラーのベルト公式
  • 1.2 スリップ防止のための限界搬送張力
  • 1.3 スリップ防止対策
  • 1.4 空気巻き込みを考慮したスリップ発生条件と防止対策
  • 2. ウェブのシワ防止技術
  • 2.1 代表的なシワの種類
  • 2.2 入射法則
  • 2.3 シワ発生防止技術
  • 3. ウェブの巻取り欠陥防止技術
  • 3.1 巻取り欠陥の種類
  • 3.1.1 菊模様
  • 3.1.2 テレスコープ
  • 3.1.3 ゲージバンド
  • 3.2 ロール内部応力
  • 3.3 巻取り解析モデル
  • 3.4 テレスコープ発生条件の解析例

第6章 フィルムのスリット加工及び包装工程におけるトラブル対策

第1節 スリッターの基礎技術と不具合対応
  • 1. スリッター機の基本構造
  • 2. スリッティング技術
  • 2.1 スリット方式
  • 2.1.1 レザーカッティング方式
  • 2.1.2 シェアーカッティング方式
  • 2.1.3 スコアカッティング方式
  • 2.1.4 回転レザーカッティング方式
  • 2.1.5 その他の方式
  • 2.1.6 刃物以外のスリット方式
  • 2.2 刃物の材質と要求条件
  • 3. 各部位の役割
  • 3.1 巻き出し部
  • 3.2 スリット部
  • 3.3 巻取り部
  • 3.3.1 中心駆動巻取り(センタードライブ)
  • 3.3.2 表面駆動巻取り(サーフェスドライブ)
  • 3.3.3 併用駆動巻取り(コンビネーションドライブ)
  • 3.3.4 巻取りの不具合現象—1
  • 3.3.5 巻取りの不具合現象—2
  • 4. 巻取りの不具合現象と対策
第2節 包装工程における製袋充填自動包装機の最適化及び改善事例
  • 1. 包装機械の機能
  • 2. 横型ピロー包装機の概要
  • 3. 横型ピロー包装工程
  • 4. 最適化及び改善事例
  • 4.1 包装機のメカトロニクス化
  • 4.2 センサーの一元化
  • 4.3 シール加熱部のIH化
  • 4.4 高速化への取り組み

第7章 フィルム製造・加工プロセスにおける静電気防止対策

第1節 各プロセスにおける帯電実例および防止策
  • 1. 接触帯電
  • 1.1 基本原理
  • 1.2 帯電電子密度
  • 1.3 搬送ローラ
  • 1.4 フィルム表裏
  • 2. 除電器による帯電
  • 2.1 コロナ除電器
  • 2.2 自己放電式除電器
  • 3. 剥離帯電
  • 3.1 基本原理
  • 3.2 繰り出し部
  • 3.3 蒸着フィルム
  • 4. コロナ処理
  • 4.1 コロナ放電痕
  • 4.2 複写放電痕
  • 5. 真空中での帯電
  • 5.1 接触帯電
  • 5.2 剥離帯電
第2節 除電器の適切な使用方法
  • 1. 静電気障災害と帯電防止対策
  • 1.1 静電気による障災害
  • 1.2 帯電防止対策
  • 2. フィルム製造・加工プロセスにおける静電気障災害
  • 2.1 フィルムの帯電と静電気障災害
  • 2.2 力学現象による静電気障災害
  • 2.3 静電気放電による静電気障災害
  • 3. イオン生成方式の種類及び適用
  • 3.1 イオンの生成方式
  • 3.2 各イオン生成方式の適用
  • 4. .コロナ放電式除電器の種類
  • 4.1 電圧印加式と自己放電式
  • 4.2 電圧印加方式による分類
  • 4.3 電極構造による分類
  • 5. 除電器の特性評価方法
  • 5.1 帯電プレートモニタによる特性評価
  • 5.2 逆風・バー型電気の除電特性
  • 6. コロナ放電式除電器の取扱方法及び保守
  • 6.1 コロナ放電式除電器の安全への配慮
  • 6.2 除電器の適切な設置
  • 6.3 除電器の保守管理
第3節 フィルム製造・加工時における静電気の適切な測定方法
  • 1. フィルム製造・加工時における静電気に起因した静電気トラブルの発生
  • 1.1 静電気トラブルの発生メカニズム
  • 1.1.1 静電気発生のメカニズム
  • 1.1.2 静電気帯電によるトラブル発生のメカニズム
  • 1.2 フィルム製造・加工プロセスでの静電気トラブルの発生例
  • 1.2.1 微粒子の付着のトラブル例
  • 1.2.2 静電気放電痕によるトラブル例
  • 1.2.3 静電気放電による着火トラブル例
  • 1.2.4 その他のトラブル例
  • 2. フィルム製造・加工プロセスでの静電気測定
  • 2.1 帯電電位の測定器と測定原理
  • 2.2 フィルム製造・加工プロセスでの帯電電位の測定方法
  • 2.2.1 表面電位計を使用した帯電電位の測定手順
  • 2.2.2 フィルム製造・加工プロセスでの測定ポイントの選定
  • 2.2.3 フィルムの帯電分布と表面電位計の選定
  • 2.2.4 危険場所での帯電電位の測定
  • 2.2.5 帯電電位と表面電荷
  • 2.3 表面電位計でフィルムの帯電電位を適切に測定するための注意事項
  • 2.3.1 規定された測定距離を厳守すること
  • 2.3.2 フィルムの帯電電位を測定するときの接地体の影響
  • 2.3.3 その他の注意事項

第8章 フイルム製造工程における異物付着対策とクリーン化技術

第1節 フィルム製造工程で求められるクリーン化技術とは?
  • 1. クリーン化技術とは?
  • 1.1 クリーンルームの歴史~戦争、半導体からデジタル家電に至るまで
  • 1.2 クリーン化技術のニーズ
  • 1.3 クリーンルームの定義と規格について
  • 1.3.1 クリーンルームの定義
  • 1.3.2 クリーンルームの規格
  • 1.4 浮遊微粒子と粗大粒子
  • 1.4.1 浮遊微粒子とは?
  • 1.4.2 粗大粒子とは?
  • 1.5 粗大粒子の付着がゴミ不良の原因?
  • 1.5.1 パーティクルカウンタと粗大粒子
  • 1.5.2 粗大粒子の付着原因
  • 1.6 ゴミホコリの発生源と付着原因
  • 1.6.1 作業員由来のゴミホコリ
  • 1.6.2 装置由来のゴミホコリ
  • 1.6.3 副資材からのゴミホコリ
  • 1.6.4 フィルム製造プロセス独自のゴミ不良の原因
第2節 クリーンルームの4原則
  • 1. クリーンルームの見える化ツール
  • 1.1 クリーンルームライト
  • 1.2 気流可視化装置
  • 1.3 レーザーシート光発生器
  • 1.4 顕微鏡
  • 1.5 目視確認
  • 1.6 落下塵カウンタ
  • 2. クリーンルームの4原則
  • 2.1 クリーンルームの4原則 その1 ゴミを発生させない
  • 2.2 クリーンルームの4原則 その2 ゴミを持ち込まない
  • 2.3 物品の付着ダストの持ち込みとエアシャワー
  • 2.4 クリーンルームの4原則 その3 ゴミを堆積させない
  • 2.5 クリーンルームの4原則 その4 ゴミを速やかに除去する
  • 2.6 クリーンルーム清掃について
第3節 作業員教育とまとめ
  • 1. 作業員教育の重要性
  • 2. 継続することこそ大切
  • 3. クリーン化チームを作ろう