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UV硬化プロセスの最適化 (新装版)

UV硬化プロセスの最適化 (新装版)

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ご案内

UV硬化技術を実際に使う場面では、樹脂設計、照射条件、反応機構など全体を理解し設計する必要があります。1章で本書を読み進める上で必要な基礎的事項を説明し、2章以降では現場で直面する硬化阻害、反り・変形、硬化収縮密着性、変色、アウトガス対策など個別対応技術を解説しています。
既にUV硬化を扱っている方だけでなく、これからUV硬化に取り組む方も、ぜひお役立てください。
本書は2008年発刊「 UV硬化プロセスの最適化 」と内容は同じものです。

目次

第1章 UV硬化の基礎

  • 1. はじめに
  • 2. UVラジカル硬化
    • 2.1 UVラジカル硬化の素反応
    • 2.2 光源と光開始剤
    • 2.3 フォーミュレーション
    • 2.4 UVラジカル硬化における課題
      • 2.4.1 酸素の硬化阻害
      • 2.4.2 酸素硬化阻害の対策
      • 2.4.2 UV硬化時の硬化収縮
      • 2.4.3 UV硬化物の黄変 (UV硬化時の黄変と屋外暴露時の黄変)
    • 2.5 応用
  • 3. UVイオン硬化
    • 3.1 UVカチオン硬化
      • 3.1.1 長所と欠点
      • 3.1.2 UVカチオン硬化:反応機構
      • 3.1.3 開始剤の構造と光照射による酸生成機構
      • 3.1.4 硬化速度の加速
      • 3.1.5 UVカチオン硬化の湿気による硬化阻害
      • 3.1.6 応用
    • 3.2 UVアニオン硬化
      • 3.2.1 光塩基発生剤
      • 3.2.2 UVアニオン硬化
  • 4.UV硬化過程の追跡と硬化物の評価
  • 5.おわりに

第2章 UV硬化樹脂の硬化挙動解析

  • 1. UV硬化反応
  • 2. 硬化挙動に影響を及ぼす各種要因
  • 3. 硬化挙動の解析手法
    • 3.1 分光学的手法
      • 3.1.1 赤外分光法 (IR法)
        • アクリル系試料の硬化挙動解析
        • エポキシ系試料の硬化挙動解析
        • リアルタイム赤外分光法 (RTIR法)
      • 3.1.2 ラマン分光法
      • 3.1.3 NMR分光法
    • 3.2 熱分析的手法
      • 3.2.1 光DSC法
    • 3.3 電気的特性などの物性変化を用いた手法
      • 3.3.1 電気伝導度 (体積抵抗率)
      • 3.3.2 誘電特性 (誘電率、誘電損失)
      • 3.3.3 粘弾性
      • 3.3.4 屈折率、および厚みの変化
    • 3.4 その他の手法

第3章 特異な分解反応を利用するUV硬化樹脂の精密構造解析法

  • 1. 有機アルカリ共存下での反応熱分解GCによる精密構造解析
    • 1.1 反応熱分解GCの装置構成と測定手順
    • 1.2 多成分アクリル系UV硬化樹脂の精密組成分析
    • 1.3 オリゴマータイプのアクリレートプレポリマー分子量の推定
    • 1.4 アクリル系UV硬化樹脂の硬化反応率の定量
    • 1.5 UV硬化樹脂の架橋ネットワーク構造解析
  • 2. 超臨界メタノール分解-マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析による架橋連鎖構造解析
    • 2.1 超臨界メタノール分解-MALDI-MS測定の操作手順
    • 2.2 超臨界メタノール分解物のMALDI-MS測定による架橋連鎖構造解析

第4章 UV照射条件最適化による硬化不良対策

  • 1. UV硬化の要因
  • 2. UV量計測器
  • 3. ランプ〈要因:光の分光分布、光エネルギー〉
  • 4. 照射器〈要因:光の分光分布、照度、光量、ランプの再始動、温度〉
  • 5. 電源装置〈要因:照度、光量〉
  • 6. 照射雰囲気〈要因:酸素阻害〉
  • 7. 変動要因
  • 8. おわりに

第5章 LEDの硬化用光源としての利用

  • 1. 製品品質の向上について
  • 2. 生産効率の向上について
  • 3. ランニングコストの削減
  • 4. 生産設備の設計自由度向上
  • 5. 設備の導入コストの削減
  • 6. LED照射器の現状と今後の課題

第6章 酸素によるUV硬化阻害対策

第1節 UV硬化における酸素による硬化不良メカニズムと対策
  • 1. 酸素クエンチングと酸素スカベンジングのメカニズム
    • 1.1 酸素クエンチング
    • 1.2 酸素スカベンジング
  • 2. 皮膜中のラジカル重合反応と酸素の影響
    • 2.1 皮膜表層の反応状態
    • 2.2 皮膜中層の反応状態
    • 2.3 皮膜下層の反応状態
  • 3. UV硬化材料の配合での酸素硬化阻害対策
    • 3.1 光反応開始剤の濃度と種類
    • 3.2 モノマーの選択
    • 3.3 オリゴマー・プレポリマーの選択
    • 3.4 UV硬化材料への泡のかみ込みの影響
    • 3.5 UV硬化材料の消泡剤
    • 3.6 添加剤や体質顔料による改善
  • 4. UV硬化装置面での酸素硬化阻害対策
    • 4.1 ランプの種類と出力
    • 4.2 リフレクター・熱線カットフィルターの影響
    • 4.3 不活性ガスの注入
  • 5. UV硬化材料皮膜の形成方法での酸素硬化阻害対策
    • 5.1 皮膜の形成方法
      • 5.1.1 皮膜形成装置の改善
      • 5.1.2 UV硬化装置のセッティング条件
第2節 エン/チオール硬化系による酸素阻害対策
  • 1. はじめに
  • 2. チオール化合物の例
  • 3. 反応機構
  • 4. 酸素阻害フリー
  • 5. 硬化過程での粘弾性挙動
  • 6. 硬化収縮
  • 7. 硬化物の物性
    • 7.1 動的粘弾性
    • 7.2 耐衝撃性
    • 7.3 透明度
  • 8. おわりに

第7章 UV硬化に対する湿度の影響

  • 1. はじめに
  • 2. 化学的な整理
    • 2.1 水の特徴
    • 2.2 UV硬化過程
    • 2.3 UV硬化型材料の分類
  • 3. UVカチオン硬化型材料
    • 3.1 環状エーテル類のカチオン開環重合
    • 3.2 連鎖移動反応
    • 3.3 連鎖移動反応の硬化速度への影響
    • 3.4 湿度の影響
  • 4. 湿度の影響を抑制する方法
    • 4.1 湿度のコントロール
    • 4.2 配合組成の最適化
    • 4.3 水分添加
    • 4.4 加熱

第8章 着色材料添加による硬化性低下への対策

  • 1. 着色材料 (顔料) の影響
  • 2. 光反応開始剤の選択
  • 3. 硬化不良の対策
    • 3.1 着色材料 (顔料) によるアプローチ
    • 3.2 開始剤によるアプローチ
    • 3.3 ランプ・装置によるアプローチ
    • 3.4 その他の対策
  • 4. その他注意点

第9章 塩基増殖反応を利用したアニオンUV硬化システム

  • 1. はじめに
  • 2. 高感度化の方法
  • 3. 塩基増殖剤
    • 3.1 分子設計
    • 3.2 分解挙動
  • 4. 塩基増殖剤のアニオンUV硬化への応用
  • 5. おわりに

第10章 カチオン重合における重合速度制御

  • 1. カチオン重合について
    • 1.1 モノマー
    • 1.2 光カチオン重合開始剤
  • 2. 反応速度の制御
    • 2.1 剛体振り子型物性試験機による測定
    • 2.2 指触による硬化速度測定
    • 2.3 光DSCによる硬化速度測定
  • 3. 遅延硬化接着剤の例

第11章 UV硬化と熱硬化の組み合わせによる硬化方法

  • 1. はじめに
  • 2. UV硬化と熱硬化の組み合わせ
    • 2.1 UV硬化触媒のみ含むシステム
    • 2.2 UV硬化触媒と熱硬化触媒を含むシステム
      • 2.2.1 アクリル樹脂ベース
      • 2.2.2 エポキシ樹脂ベース
      • 2.2.3 硬化性への影響
      • 2.2.4 硬化物物性への影響
  • 3. 具体的な用途例
    • 3.1 液晶ディスプレイ用接着剤
    • 3.2 DVD-RAM用接着剤

第12章 UV硬化と湿気硬化の組み合わせによる硬化方法

  • 1. 湿気硬化性樹脂への光硬化性付与
  • 2. イソシアネート含有化合物への光硬化性付与
    • 2.1 イソシアネート含有化合物
    • 2.2 イソシアネート含有化合物の反応機構
      • 2.2.1 水との反応
      • 2.2.2 ヒドロキシ化合物との反応
      • 2.2.3 2級アミンとの反応
      • 2.2.4 カルボン酸との反応
    • 2.3光硬化性付与イソシアネート含有化合物
      • 2.3.1 特徴
      • 2.3.2 イソシアネート含有化合物への光硬化性付与の実用化
  • 3. オルガノポリシロキサンへの光硬化性付与
    • 3.1 オルガノポリシロキサン
    • 3.2 オルガノポリシロキサンの反応機構
      • 3.2.1 過酸化物との反応
      • 3.2.2 縮合反応
      • 3.2.3 付加反応
    • 3.3 光硬化性付与オルガノポリシロキサン
      • 3.3.1 特徴
      • 3.3.2 オルガノポリシロキサンへの光硬化性付与の実用化
  • 4. シアノアクリレートへの光硬化性付与
    • 4.1 シアノアクリレート
    • 4.2 瞬間接着剤の反応機構
    • 4.3 シアノアクリレートへの光硬化性付与
      • 4.3.1 特徴
      • 4.3.2 シアノアクリレートへの光硬化性付与の実用化
      • 4.3.3 開始剤の選定と高湿熱環境の用途への応用技術

第13章 UV硬化と嫌気硬化の組み合わせによる硬化方法

  • 1. 嫌気性硬化反応の化学
  • 2. アクリル系光硬化反応の化学
  • 3. 嫌気性接着剤
  • 4. 光硬化と嫌気性硬化反応の接着剤への応用
  • 5. 光硬化・嫌気性硬化接着剤
  • 6. 光硬化・嫌気性硬化接着剤の応用例

第14章 硬度・耐擦傷性 (耐摩耗性) の上げ方

  • 1. ハードコート剤の分類とUV硬化型ハードコートの特徴
    • 1.1 ハードコート剤の分類
    • 1.2 UV硬化型ハードコート剤が使用されている主な分野 (プラスチック素材向け)
  • 2. 主な硬度・耐擦傷性 (耐摩耗性) の試験方法
    • 2.1 主な硬度試験の分類と試験方法
    • 2.2 主な硬度試験の具体的な試験方法
      • 2.2.1 鉛筆硬度試験
      • 2.2.2 ナノインデンテーション硬度試験
      • 2.2.3 ペンドラム硬度試験
    • 2.3 耐擦傷性 (耐摩耗性) 試験の分類と試験方法
    • 2.4 主な耐擦傷性 (耐摩耗性) 試験の具体的な試験方法
      • 2.4.1 スチールウールによる耐擦傷性 (耐摩耗性) 試験
      • 2.4.2 砂消しゴム摩耗試験
      • 2.4.3 テーバー摩耗試験
  • 3. 塗膜のレオロジーからみた硬度と耐摩耗性の関係について
  • 4. 硬度・耐擦傷性 (耐摩耗性) を向上させる方法
    • 4.1 架橋密度を向上させて硬度・耐擦傷性 (耐摩耗性) を向上させる方法
    • 4.2 UVハードコート剤の表面硬化性を向上させる方法 (酸素による硬化障害の防止)
      • 4.2.1 ラジカル重合反応における酸素による硬化障害の化学
      • 4.2.2 酸素による硬化障害を防止して硬度・耐擦傷性 (耐摩耗性) を上げる方法
    • 4.3 無機化合物をハイブリッド化して硬度・耐擦傷性 (耐摩耗性) を向上させる方法
      • 4.3.1 シリカとハイブリッド化する方法
      • 4.3.2 シリカ、アルミナを併用しハイブリッド化する方法
      • 4.3.3 ナノサイズアルミナとのハイブリッド
    • 4.4 潤滑物質を使用して耐擦傷性 (耐摩耗性) を向上させる方法
      • 4.4.1 液状潤滑物質で向上させる方法
      • 4.4.2 固体潤滑物質で向上させる方法
  • 5. まとめ

第15章 硬化時の熱履歴による反り・変形

  • 1. はじめに
  • 2. UV硬化時の熱の由来
    • 2.1 UV光源からの熱
    • 2.2 重合熱
  • 3. 反り・変形等の不良
    • 3.1 熱による基材の変質
    • 3.2 熱収縮による応力の発生
  • 4. 対策
    • 4.1 重合熱の低減
    • 4.2 残留応力を抑制するための方策
  • 5. まとめ

第16章 高出力パルス紫外線照射による精密UV樹脂硬化

  • 1. 高出力キセノンパルス紫外線照射
    • 1.1 高出力キセノンパルス紫外線照射の基礎
    • 1.2 高出力キセノンパルス紫外線の光スペクタル
    • 1.3 高出力パルス紫外線照射の相対的照度
    • 1.4 高出力パルス紫外線照射による積算光量
  • 2. 新規な精密UV樹脂硬化システム
    • 2.1 UV放射ランプの差異
    • 2.2 UV放射管の固定方法
    • 2.3 精密UV樹脂硬化システム

第17章 モノマー設計による硬化収縮対策

  • 1. 膨張性モノマーの分子設計
    • 1.1 二重開環性モノマーの分子設計
    • 1.2 大きな双極子モーメントを有する環状モノマーの分子設計
  • 2. 膨張性モノマー骨格を有する反応性高分子
  • 3. 膨張性モノマーの光カチオン重合

第18章 硬化時の収縮・クラッキング対策

  • 1. 硬化収縮の低減対策
    • 1.1 モノマー、オリゴマーの特徴と硬化収縮
      • 1.1.1 アクリル当量と硬化収縮
      • 1.1.2 Tg (ガラス転移温度) と硬化収縮
      • 1.1.3 伸び率と硬化収縮
    • 1.2 硬化形式と硬化収縮
    • 1.3 非反応成分の添加と硬化収縮

第19章 UV硬化樹脂の密着性改善

  • 1. プラスチック基材への密着性とUV硬化樹脂の拡散
  • 2. 無機基材への密着性と残留応力および添加剤
  • 3. 重合熱を利用したポリオレフィンの接着
  • 4. カチオン系UV硬化樹脂による残留応力の低減
  • 5. UV硬化型接着剤の粘弾性と剥離接着力

第20章 基材の表面改質によるUV硬化型コート剤の密着性改善

第1節 プライマー処理を活用したUV塗膜の付着性の改善
  • 1. UV硬化型コート剤における難付着性素材
  • 2. プライマー処理とその他の処理の特徴
  • 3. プラスチック系難付着素材へのプライマー処理について
    • 3.1 PP素材へのプライマー処理
      • 3.1.1 プライマーの概要
      • 3.1.2 具体的な塗装工程
      • 3.1.3 概略の物性
    • 3.2 PET素材へのプライマー処理
      • 3.2.1 プライマーの概要
      • 3.2.2 具体的な塗装工程
    • 3.3 芳香族系ポリアミド樹脂へのプライマー処理
      • 3.3.1 プライマーの概要
      • 3.3.2 具体的な塗装工程
      • 3.3.3 概略の物性
  • 4. 金属素材へのプライマー処理について
    • 4.1 アルミ、アルマイト、ステンレス素材へのプライマー処理
      • 4.1.1 プライマーの概要
      • 4.1.2 具体的な塗装工程
      • 4.1.3 概略の物性
  • 5. プライマー処理における注意事項
第2節 UV洗浄・改質処理
  • 1. はじめに
  • 2. UV洗浄・改質の用途
  • 3. UV洗浄・改質の原理
    • 3.1 UVの作用
    • 3.2 活性酸素の作用
  • 4. UV洗浄・改質装置の構成
  • 5. 評価方法
  • 6. UV洗浄・改質装置の動向

第21章 UV硬化型接着剤の位置ずれ対策

  • 1. はじめに
  • 2. 位置ずれの発生原因
  • 3. 硬化時の収縮の抑制
    • 3.1 硬化収縮
    • 3.2 硬化収縮の抑制
  • 4. 経時での位置ずれ
    • 4.1 これまでの考えかた
    • 4.2 今回の評価方法
    • 4.3 具体的な評価
    • 4.4 最適条件の決定と確認実験

第22章 UV硬化型光学接着剤に関するトラブル対策

  • 1. はじめに
  • 2. UV硬化型光学接着剤の用途と特徴
  • 3. UV硬化型光学接着剤の材料の構成と種類
    • 3.1 UV接着のプロセス
    • 3.2 UV硬化型光学接着剤について
      • 重合活性基を有するベース材料
      • 光重合開始剤
      • カップリング剤
  • 4. UV硬化型光学接着剤のトラブルと対策について
    • 接着剤の使用量
    • 接着剤の硬化条件の適正化
    • 被着体の構造、特性
    • その他環境要因
  • 5. まとめ

第23章 光学部材用UV硬化樹脂における屈折率制御対策

  • 1. 高分子材料の屈折率
    • 1.1 屈折率を決定する要因
    • 1.2 屈折率の算出方法
    • 1.3 化学構造と屈折率
  • 2. UV硬化樹脂の屈折率制御のポイント
    • 2.1 一般的なUV硬化樹脂の屈折率
    • 2.2 UV硬化樹脂における屈折率の温度依存性
    • 2.3 UV照射量と屈折率との関係
    • 2.4 UV硬化樹脂の波長分散
  • 3. UV硬化樹脂の高屈折率化
    • 3.1 芳香族基の導入
    • 3.2 フッ素以外のハロゲン原子の導入
    • 3.3 硫黄原子の導入
    • 3.4 脂環式構造の導入
  • 4. UV硬化樹脂の低屈折率化
  • 5. 高分子材料の複屈折
    • 5.1 UV硬化樹脂の複屈折

第24章 UV硬化樹脂の変色トラブル対策

  • 1. はじめに
  • 2. 着色とは
  • 3. UV硬化時の着色
    • 3.1 開始剤
    • 3.2 酸化劣化防止剤 (ラジカル捕捉剤)
    • 3.3 紫外線吸収剤
    • 3.4 UV硬化物の耐侯性 (黄変)
  • 4. おわりに

第25章 UV硬化樹脂のアウトガス対策

  • 1. はじめに
  • 2. UV硬化樹脂の種類とアウトガス性
    • 2.1 ラジカルUV重合型アクリル樹脂の基本配合成分
      • 2.1.1 アクリレートオリゴマー
      • 2.1.2 アクリレートモノマー
      • 2.1.3 光ラジカル重合開始剤
    • 2.2 電子線硬化技術の適応
    • 2.3 カチオンUV重合型エポキシ樹脂の基本配合成分
      • 2.3.1 エポキシ樹脂
      • 2.3.2 モノマー
      • 2.3.3 光カチオン重合開始剤
  • 3. UV硬化性とアウトガス発生との関係
  • 4. UV硬化樹脂の脱水乾燥
    • 4.1 加熱減圧条件による含水率
    • 4.2 加熱減圧の効果
  • 5. 他の硬化システムの併用
    • 5.1 他の硬化システム
    • 5.2 硬化の手順
  • 6. エレクトロニクス用途でのアウトガスの影響
    • 6.1 汚染物質
    • 6.2 具体的なアウトガスの影響
  • 7. 最後に

第26章 UV硬化樹脂の再資源化

  • 1. リワーク型UV硬化樹脂の分子設計
  • 2. エポキシ系樹脂
  • 3. アクリル系樹脂

第27章 UV硬化接着剤の安定保存方法

  • 1. はじめに
  • 2. 安定性に及ぼす因子
    • 2.1 紫外線
    • 2.2 熱
    • 2.3 水分
    • 2.4 酸素
    • 2.5 酸-塩基性物質
  • 3. 保存安定性

執筆者

  • 角岡正弘 : 放送大学 大阪府立大学
  • 畑中秀之 : 住友スリーエム(株)
  • 大谷 肇 : 名古屋工業大学
  • 木下 忍 : 岩崎電気(株)
  • 及川貴弘 : オムロン(株)
  • 桐山義行 : (有)トキUV
  • 川崎徳明 : 堺化学工業(株)
  • 佐々木裕 : 東亞合成(株)
  • 西部泰成 : (株)T&K TOKA
  • 有光晃二 : 東京理科大学
  • 近岡里行 : (株)ADEKA
  • 飯田隆文 : ナガセケムテックス(株)
  • 岩澤淳也 : (株)スリーボンド
  • 西川克江 : ヘンケルジャパン(株)
  • 阿久津幹夫 : カシュー(株)
  • 中澤富夫 : マテリアルサイエンス(株)
  • 遠藤 剛 : 近畿大学
  • 須藤 篤 : 近畿大学
  • 肥田敬治 : 日本ペイント(株)
  • 稲田和正 : 東亞合成(株)
  • 小野健一郎 : 岩崎電気(株)
  • 森 泰彦 : 東亞合成(株)
  • 都丸 暁 : NTTアドバンステクノロジ(株)
  • 村田則夫 : NTTアドバンステクノロジ(株)
  • 佐内康之 : 東亞合成(株)
  • 白井正充 : 大阪府立大学

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体裁・ページ数

B5判 上製本 308ページ

ISBNコード

ISBN978-4-86428-043-3

発行年月

2012年2月

販売元

tech-seminar.jp

価格

30,000円 (税別) / 33,000円 (税込)

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