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印刷・塗工
塗工・印刷の研究概要 / Research about Printing & Coating
印刷・塗工技術：新しいものづくりを創造する精密プロセス
私たちの生活を豊かにする多様なデバイスは，精密なものづくり技術によって支えられています．当研究室では，環境負荷が少なく低コストな「印刷・塗工」を，次世代のものづくりを牽引する基盤技術として研究しています．インクジェット印刷の商用利用や，リチウムイオン電池・燃料電池向け高性能電極の精密塗工には，より高度な技術が必要です．私たちは，X線CT計測によるナノ粒子インクの浸透特性解析や，スロットダイ塗工における3次元二相流シミュレーションを通じて，インクの挙動や塗工ムラの原因を詳細に解明しています．これにより，高効率な製造プロセスと革新的なデバイスの実現を目指します．
Printing & Coating Technologies: Precision Processes for Next-Generation Manufacturing
Diverse devices enriching our lives are supported by precision manufacturing technologies. Our laboratory is researching "Printing & Coating," an environmentally friendly and low-cost approach, as a foundational technology driving next-generation manufacturing. Achieving commercial applications for inkjet printing and precise coating for high-performance electrodes in lithium-ion batteries and fuel cells requires advanced techniques. We are deeply investigating ink behavior and the causes of coating non-uniformity through methods like X-ray CT measurements for nanoparticle ink penetration in porous media and 3D two-phase flow simulations for slot-die coating. Through this research, we aim to realize highly efficient manufacturing processes and innovative devices.
代表的な研究論文発表/Representative Research Papers
ナノ粒子含有インクの浸透のX線CT計測
X-ray CT measurement of the penetration of ink containing nanoparticles
多孔質ポリイミドフィルムを対象に顔料インクを模擬したナノ粒子を含有するインクの浸透特性をX線CT計測を行いました．ナノ粒子がメディア内部に侵入するかは，メディア空隙径と粒子径の大小関係も重要ですが，メディアの疎水・親水性も重要な役割を果たしていることが明らかになりました．
X-ray CT measurements were performed on a porous polyimide film to investigate the penetration characteristics of ink containing nanoparticles that simulate pigment inks. It was found that the hydrophobic and hydrophilic properties of the media play an important role in the penetration of nanoparticles into the media, in addition to the relationship between the media pore size and the particle size.
日本画像学会誌 20245年 64 巻 3 号 p. 248-256
https://doi.org/10.11370/isj.64.248
多孔体内部へのインク浸透のCT計測
CT imaging ink-penetration into porous media
多孔質ポリイミドフィルムを対象に染料インクの浸透特性をX線CT計測を行いました．空隙径・親水性を変化させて実験した結果，微少液滴浸透におけるキャピラリーフィンガリングが起きることを示し，インク浸透域底面形状に影響することが示されました．
X-ray CT measurements were performed on a porous polyimide film to investigate the penetration characteristics of ink. Experimental results with different pore size and hydrophilicity showed that capillary fingering occurs in microdroplet penetration, which affects the shape of the bottom surface of the ink penetration zone.
日本画像学会誌 2024 年 63 巻 5 号 p. 504-511
https://doi.org/10.11370/isj.63.504
インクジェットプリントにおける
顔料インクの浸透計測
Penetration measurement of pigmented inks in inkjet printing
インクジェットプリンティングにおける液滴浸透において，インク中に含まれる含量が浸透挙動に与える影響をX線CTにより検討しました．顔料粒子が紙表面でインク液の浸透を抑制することが示されました．
The effect of ink content on the penetration behavior of ink droplets in inkjet printing was investigated by X-ray CT. It was shown that pigment particles inhibit the penetration of ink solution on the paper surface.
日本画像学会誌 2023 年 62 巻 25号 p. 450-456
https://doi.org/10.11370/isj.62.450
インクジェットプリントにおける
顔料インクの浸透計測
Penetration measurement of pigmented inks in inkjet printing
インクジェットプリンティングにおける液滴浸透において，インク中に含まれる含量が浸透挙動に与える影響をX線CTにより検討しました．顔料粒子が紙表面でインク液の浸透を抑制することが示されました．
The effect of ink content on the penetration behavior of ink droplets in inkjet printing was investigated by X-ray CT. It was shown that pigment particles inhibit the penetration of ink solution on the paper surface.
日本画像学会誌 2023 年 62 巻 25号 p. 450-456
https://doi.org/10.11370/isj.62.450
インクジェットプリントにおける
液滴浸透のＣＴ撮影
CT imaging of droplet penetration in inkjet printing
インクジェットプリンティングにおける微小液滴が紙にどのように浸透しているかを，Ｘ線ＣＴ計測により明らかにしました．
X-ray CT measurements have revealed how micro droplets penetrate paper in inkjet printing.
日本画像学会誌 2022 年 61 巻 2 号 p. 98-104
https://doi.org/10.11370/isj.61.98
スロットダイ塗工のシミュレーション
Numerical simulation of slot die coating
リチウムイオン電池や燃料電池の電極作成に使用されるスロットダイ塗工の三次元二相流シミュレーションを行いました．薄膜高速塗工時に発生する塗工不均一をを再現し，その原因を明らかにしました．
Three-dimensional two-phase flow simulation of slot-die coating used for making electrodes for lithium-ion batteries and fuel cells was performed. Coating non-uniformity that occurs during high-speed thin-film coating was reproduced, and the cause of the non-uniformity was clarified.
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