UV硬化技術の必須基礎知識と硬化不良対策【大阪開催】

1．はじめに
　UV硬化技術とはどのような技術か
　原理と方法（光源、配合物（フォーミュレーション）および用途（応用））
　（この項ではＵＶ硬化の原理と技術について、応用との関連で紹介する）

2．光源の選択
　2.1　紫外線（UV）の選択
　2.2　光源：
　　高圧水銀ランプとメタルハライドランプの選択（クリヤーコートと印刷インキ）、最近登場したUV-LED(UV発光ダイオード)（単一波長395,385および365nm）の長所と短所：
　2.3　光の波長、強度の理解とUV硬化における活用法
　（この項では光源について、i）光の特徴　ii)用途と光源の選択について解説する）

3．UVラジカル硬化
　3.1　光開始・熱硬化反応の特長：
　　硬化速度を上げるための方法；光源、開始剤、モノマー、オリゴマーの選択、赤外線の利用(前加熱あるいは後加熱の利用)
　3.2　開始剤の選択（硬化速度を決める材料）：開始剤がなぜ必要か、光源とのマッチングとは何か、短波長硬化と長波長硬化の違いと利用法
　　[例：紫外線吸収剤共存下でのUV硬化（耐侯性硬化物）、着色物のUV硬化など]
　3.3　モノマーおよびオリゴマーの選択（硬化物の物性を決める材料の選定方法）
　　1）高分子の構造とセグメント運動（硬い硬化物と軟らかい硬化物の設計法）（応用例：クリヤーハードの設計、粘着剤の設計など）
　　2）モノマーおよびオリゴマーの構造と選択法
　　3）硬化収縮とその対策：オリゴマー、デンドリマー、ハイパーブランチポリマーの利用
　　4）酸素硬化阻害対策法：添加物の利用（アミン、エーテル、シランなど）チオール・エンUV硬化法
　　5）UV硬化物の黄変と硬化物の耐候性
　　（現在、UV硬化の主流はUVラジカル硬化である。この項では　i）UVラジカル硬化の原理・特長の解説　ii)光源と開始剤の選択法　iii)フォーミュレーションの選択法について紹介する。さらに、i) 酸素の硬化阻害 ii) 硬化収縮　iii) 密着不良など,技術面での課題の対策法について解説する）

4．UVカチオン硬化：酸素共存下でも利用できる硬化法
　4.1　UVカチオン硬化の長所と欠点：UVラジカル硬化と比べてどのような利点があるのか、最近の動向はどうなっているのか
　4.2　開始剤（光酸発生剤）からの酸発生機構と重合開始活性について
　4.3　モノマー（エポキシ化合物）の構造と硬化性
　4.4　素反応と硬化機構
　4.5　硬化速度の加速法：増感剤の利用、モノマーの選択（オキセタン、ビニルエーテルの併用など）
　　(UVカチオン硬化はエポキシ化合物、オキセタンなどUVラジカル硬化では硬化できないモノマーの硬化が可能で、酸素の硬化阻害がない、硬化収縮度が低い、接着性が良好などの特徴がある。実用化に当たってのUVカチオン硬化の長所と短所について解説する)

5．UVアニオン硬化：新しいUV硬化法の提案
　5.1　UVアニオン硬化の意義
　5.2　光塩基発生剤の開発動向
　5.3　UVアニオン硬化の実用化：現状と展望
　　瞬間接着剤、感光性ポリイミド、塗料など
　　（UVアニオン硬化は現在開発が進行中の硬化系である。開始剤はかなり開発されているが、用途例はまだ一般的でなく、チオール‐エポキシ系などが典型的な例で、これからの展開が期待されている。その現状と展望について紹介する）

6．硬化過程の追跡法と硬化物の評価
　6.1　硬化過程の追跡
　　1）RT（リアルタイム）-FTIRによる硬化過程の追跡
　　2）Photo-DSC（光熱分析法）による硬化過程の追跡
　　3）レーザーラーマン分光分析を利用する硬化度の解析
　　4）製造工程におけるリアルタイム硬化追跡法
　　　i）近赤外反射法を利用するリアルタイム硬化追跡法
　　　ii）蛍光を利用する硬化過程の追跡法
　　　（UV硬化がどの程度進行しているか、目的とする硬化度は達成されているかなど、硬化過程（in-situ）で硬化の程度を知りたいという生産プロセス上での要望がある。この項では、硬化過程を追跡する方法として　1）モデル実験での分析法と　2）in-situ(製造プロセス)での追跡法について紹介する）
　6.2　硬化物の評価（ハードコートの評価）
　　1）指触法
　　2）ラビングテスト：耐溶剤摩耗性（メチルエチルケトンなど）
　　3）鉛筆硬度（基板の硬度に注意）
　　4）密着試験（クロスカット試験）
　　5）ユニバーサル硬度：フィッシャー硬度計（微小圧子によるへこみの程度評価と弾性率評価）
　　　(硬化物の評価法について塗料を中心に物性評価の方法を紹介する)

7．UV-LED硬化技術の特長と現状（低温硬化のメリットとデメリット）
　7.1  単一波長の光を放射するUV-LEDの開発と硬化法への活用
　7.2  RadTechi Asia 2016(Tokyo))にみるUV-LED硬化法の動向（光開始剤の選択）
　7.3  UV-LED (395nm)硬化で利用できる増感剤の開発
　7.4　短波長(UV-C)LED硬化法
　7.5　UV-LED硬化法におけるLED(UVA), LED(UVC),およびＩＲ（赤外線）の利用法
　　(UV硬化の光源は高圧水銀ランプ、メタルハライドランプが主に利用されてきたが、UV-LED(UV発光ダイオード)の出力が上がりUV硬化でも利用できるようになりその利用が広がっている。光源としては395,385,および365nmを放射するものが利用されている。光源と開始剤の選択が重要である。さらに、赤外線（ＩＲ）（加熱）の併用、UVC領域のLEDによる硬化について検討が始まっている。その現状と展望について紹介する)

8．デュアル硬化法：光があたらないところの硬化（光と熱、光と湿気の利用）
　（UV硬化法の欠点は光が当たらないところは硬化しないことである。光が当たらないところでも硬化が求められることがある。ここでは、実用化された例を含めて光と熱を中心にデュアル（二方式）硬化およびハイブリッド（混成活性種（ラジカルとイオン種）硬化について紹介する）

9．UV硬化塗膜と基板との密着について（基礎的な考え方と具体例）
　i）表面張力からみた塗料と基材相互作用：ぬれ
　ii）溶解パラメーターからみた塗膜の密着しやすさ
　iii）具体例でみるUV硬化塗膜と基材との密着性：プラスチック、金属、無機材料など
　iv）硬化収縮と対策
　v）基材とUV硬化塗膜の密着性をよくするために考慮すべきこと
　（基材との密着を考慮してUV硬化塗料の選択したいとき、知っておくべき原理と具体的例について紹介する）

10．おわりに：
　RadTech Asia 2016 (Tokyo) (第14回紫外線・電子線硬化技術国際会議)にみる最近の動向と今後の展望

11.　参考文献