ＵＶ硬化プロセスの最適化［新装版］

商品説明

　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。

発刊にあたって

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 

内容紹介

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