ＵＶ硬化型コーティング材の基礎、各種機能向上技術

Ⅰ．ＵＶ硬化型コーティング材の基礎知識
　　要旨：この章では、ＵＶ硬化型コーティング材に関する基礎的な知識とポイントとなる点が判りやすく説明されます。
１．ＵＶ硬化型コーティング材の種類と特徴
　　1-1　ＵＶ／ＥＢ硬化型コーティング材とは
　　1-2　紫外線（ＵＶ）の波長と特徴
　　1-3　ＵＶ硬化型コート材の種類と特徴
　　　　①ラジカル重合型
　　　　②カチオン重合型
　　　　③アニオン重合型
２．ラジカル硬化型ＵＶコーティング材について
　　2-1　反応の仕組み　
　　　　①第１段階：ラジカルの生成
　　　　②第２段階：重合反応の開始
　　　　③第３段階：ポリマー化（３次元架橋反応）：硬化
　　2-2　ＵＶ硬化型コーティング材の構成成分と樹脂成分
　　　　①ＵＶ硬化型コーティング材の構成成分
　　　　②主なオリゴマーの種類、特徴と主なメーカー
　　　　　a.樹脂の変遷、b.ウレタンアクリレート、c. ポリエステルアクリレート、d.エポキシアクリレート、
　　　　　e.不飽和ポリエステル、 f.アクリルアクリレート、g.ハイパーブランチ
　　2-3　光開始剤
　　　　①開始剤の変遷　
　　　　②開始剤の種類、特徴と主なメーカー
３．カチオン硬化型ＵＶコーティング材について
　　3-1　反応の仕組み　　　　
　　3-2　コーティング材の構成成分と樹脂成分
　　　　①コーティング材の構成成分
　　　　②主な樹脂成分の種類、特徴と主なメーカー
　　　　　a.脂環式エポキシ樹脂、b.エポキシ樹脂、c.オキセタン、d.ポリオール、 e.ビニルエーテル
　　3-3　光開始剤
　　　　①開始剤の種類、特徴と主なメーカー
４．ＵＶ硬化装置について
　　4-1　ＵＶランプ：①ランプの種類、特徴と主なメーカー
　　4-2　反射板：種類と特徴
５．塗装方法とその具体例
　　5-1　ＵＶ硬化型コーティング材に使われる主な塗装方法
　　5-2　具体的な塗装事例
Ⅱ．ＵＶ硬化型コーティング材の硬化挙動の測定方法と挙動の特徴
要旨：この章では、ＵＶ硬化型コーティング材の硬化挙動の特徴とその測定方法が説明されます。ＵＶ硬化型コーティング材は、過熱硬化タイプのコート材と比べると幾つかの特徴ある硬化挙動を持っています。UV硬化型コート材を使用したり、開発する時に、この硬化挙動の特徴を知る事は極めて重要です。
１．硬化挙動把握の重要性
２．硬化挙動への影響因子と物性
　　2-1　硬化挙動への影響因子
　　2-2　硬化状態と物性
３．酸素による硬化阻害（ＵＶ硬化型コーティング材の硬化挙動の特徴）
　　3-1　酸素による硬化障害が起こる理由
　　3-2　酸素による硬化障害の測定例
４．ＵＶ硬化型コーティング材の硬化挙動の解析方法
　　4-1　硬化物の硬度による硬化挙動の解析
　　　　① 引っ掻き硬度（鉛筆硬度試験）
　　　　② 耐スチールウール試験
　　　　③ ナノインデンテーション硬度試験（微小硬度試験）
　　　　④ 各硬度試験の特徴
　　4-2　ゲル分率による硬化挙動の解析
　　4-3　赤外分光々度法による硬化挙動の解析
　　　　①全反射測定法の概要
　　　　②反応率の算出方法の概要
　　　　③測定実例
　　4-4　リアルタイムＦＴＩＲによる硬化挙動の解析
　　4-5　光ＤＳＣによる硬化挙動の解析
　　4-6　ラマン分光分析法を用いた硬化挙動の解析
　　4-7　ＮＩＲ（近赤外）分光分析法を用いた硬化挙動の解析
　　4-8　誘電分析（ＤＥＡ）による硬化挙動の解析
Ⅲ．ＵＶ硬化型コーティング材の付着性向上技術
要旨：この章では、ＵＶ硬化型コーティング材の付着性向上技術が講演されます。付着理論全般の説明とそれのUV硬化型コート材への応用について述べ、付着性向上の方法を述べます。また、UV硬化の欠点である硬化収縮を低減する技術についても併せて述べます。
１．はじめに
２．付着性に関与するＵＶコート材特有の要因
　　2-1　硬化時の硬化収縮について
　　　　①硬化収縮とは
　　　　②硬化収縮の測定方法：比重法による測定方法、ひずみ法
　　　　③硬化収縮の一般的な傾向
　　　　④硬化収縮を少なくする方法
　　2-2　ＵＶ硬化条件と付着性
　　　　①ＵＶ照射条件と付着性の関係について
　　　　②膜厚と反応率について
　　　　③照射条件の最適化
３．付着理論について
　　3-1　剥離の形態について
　　3-2　付着の理論
　　　　①ぬれと付着
　　　　②付着理論の概要：拡散説、吸着説、電気接着説、投錨効果説、ＷＢＬ層からの剥離
　　　　③各付着の理論をどう考えるか
４．付着理論をベースとした付着性向上方法について
　　4-1　プラスチック素材への付着について
　　　　①極性の低い高分子素材の場合（PS, PC, PPなど）
　　　　②極性の高い高分子素材の場合（ABS, PET, アクリル樹脂など）
　　4-2　無機素材（金属・ガラス）への付着について
　　　　①吸着説を利用して付着性を向上させる。
　　　　②化学結合を利用して付着性を向上させる。
５．前処理で付着性を向上させる方法について
　　5-1　一般的な前処理
　　　　①脱脂
　　　　②研磨ないしブラスト
　　5-2　難付着性高分子素材（ＰＥＴ，ＰＰなど）の前処理
　　　　①フレーム処理
　　　　②コロナ放電処理
　　　　③プラズマ処理
Ⅳ．ＵＶ硬化型ハードコート材での耐擦傷性・硬度向上技術
要旨：UV硬化型ハードコート材は、携帯電話やスマートフォンの筐体、化粧品容器などプラスチックの表面の傷付き防止に広範囲に使われています。かつては、官能基数を上げることによって耐擦傷性、耐摩耗性を向上させる技術が主流でしたが、割れやすいなどの欠点がありました。これらの問題を解決しつつ耐擦傷性、耐摩耗性を向上させるための近年注目されている技術を紹介します。
１．各種ハードコートとＵＶ硬化型ハードコートの特徴
　　1-1　ハードコートの種類と簡単な特徴
　　1-2　ＵＶ硬化型ハードコートが使用されている主な分野（プラスチック素材向け）
２．一般的な耐摩耗性・耐擦傷性試験について　
　　2-1　スチールウールによる耐摩耗性・耐擦傷性試験 　
　　2-2　砂消しゴム摩耗試験
　　2-3　テーバー摩耗試験
　　2-4　学振式摩耗試験
　　2-5　ＲＣＡ摩耗試験
　　2-6　落砂摩耗試験　
３．塗膜のレオロジーからみた耐摩耗性・耐擦傷性について
４．耐摩耗性・耐擦傷性を向上させる方法
　　4-1　架橋密度を向上させて耐摩耗性・耐擦傷性を向上させる方法
　　　　①ＵＶ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）
　　　　②ラジカル重合の酸素による硬化障害の化学　
　　　　③酸素による硬化障害の防止方法：コート剤の配合による対策、イナートシステム。
　　4-2　無機化合物をハイブリッド化して耐摩耗性・耐擦傷性を向上させる方法　
　　　　①シリカとハイブリッド化する方法
　　　　②シリカ、アルミナを併用しハイブリッド化する方法
　　　　③アルミナ（ナノサイズ）とのハイブリッド　
　　4-3　潤滑物質を使用して耐摩耗性・耐擦傷性を向上する方法　
　　　　①液状潤滑物質で向上させる方法
　　　　②固体潤滑物質で向上させる方法：無機系の固体潤滑物質、有機系の固体潤滑物質
Ⅴ．ＵＶ硬化型コート材への耐候性向上技術
要旨：UV硬化型コート材の大きな欠点に、耐候性が悪いという点があります。耐候性とは化学的に何かを押さえつつ、何故悪いのかという理由について述べます。併せて、その改良技術について説明します。
１．耐光性試験の種類と特徴と主な規格
　　①S-W-O-M
　　②キセノン
　　③フェドメーカー
　　④紫外線
２．耐光性の化学
　　①紫外線のエネギーと化学結合
　　②変色とショーキングの違い
　　③発色団と助色団
３．ＵＶ硬化型コート材の耐光性が悪い理由
　　①樹脂の問題
　　②光開始剤の問題
４．ＵＶ硬化型コート材の耐光性向上の技術
　　①樹脂の選択
　　②光開始剤の選択
　　③紫外線吸収剤（ＵＶＡ）の種類と特徴
　　④ＨＡＬＳの種類と特徴
　　⑤紫外線遮蔽材料
　　⑥各種手法の組み合わせ方
Ⅵ．ＵＶ硬化型ハードコート材による意匠性付与技術
要旨：一般的な塗装工程ラインの説明と近年開発された色材を使用した新規な意匠付与技術について説明します。併せて、使用上の留意点についても述べます。
１．一般的な塗装工程とライン構成
２．具体的な２コート系の塗装工程について
３．色材について
　　3-1　高輝度アルミ
　　　　①シルバーダラータイプの高輝度アルミ
　　　　②蒸着アルミ（ＰＶＤアルミ）
　　3-2　新規のパール顔料
４．再帰反射を利用した高意匠塗装について
　　4-1　高輝度アルミを使い再帰反射を利用した意匠の具体例
　　4-2　蒸着を使い再帰反射を利用した意匠塗装の具体例
Ⅶ．ＵＶ硬化型コーティング材の代表的な工業塗装と不具合対策（携帯電話、デジカメ、化粧品容器）
要旨：塗装時の不具合対策が実際の不具合毎に実例に則した形で説明されます。
１．はじめに　
２．携帯電話・デジタルカメラの塗装事例
　　2-1　要求される物性
　　2-2　携帯電話・デジタルカメラの素材
３．アルミ、パールなどで意匠を出す塗装工程
　　3-1　２コート仕様の場合の一般的な塗装工程とライン構成
　　3-2　高意匠を狙った３コート仕様の塗装工程
　　3-3　２コート、３コート仕様の塗膜物性
　　3-4　主要な不具合と対策：
　　　　①塗膜外観上：塗膜の白化、ボケ、塗膜のクラック、ブツ、クレージング、ウェルド跡、輝度不足、色相違い、
　　　　②塗膜物性上：硬度、耐擦り傷性不足、耐熱性・耐湿性の不良、剥離
４．真空蒸着工程を組み入れて意匠を出す塗装工程
　　4-1　真空蒸着工程を入れた２コート塗装システム
　　4-2　真空蒸着工程を入れた３コート塗装システム
　　4-3　２コート、３コート塗装システムの塗膜物性
　　4-4　主要な不具合と対策
　　　　①外観上の不具合：塗膜の白化、ボケ、虹、レベリングの不良
　　　　②物性上の不具合：剥離、耐湿試験の不良
５．その他の塗装事例
６．　作業上の注意事項
　　6-1　乾燥温度について
　　6-2　紫外線照射量について　
　　6-3　ＵＶ硬化型ハードコート剤の取り扱い上の注意事項
　　　　①貯蔵について
　　　　②取り扱い方法
Ⅷ．ＵＶ硬化型コーティング材の欧米を含めた最近の技術動向
要旨：材料、装置、システム面での欧米を含めた最新の技術動向が説明されます。特に、欧米でのUV硬化技術の進展は注目すべきものが幾つかあり、今後の技術動向を見極める上で重要な内容が含めれています。
１．はじめに
２．三次元形状物の硬化システムにおける進展
　　2-1　ＵＶ硬化システムの一つの欠点としての３次元形状物の硬化の困難さ
　　2-2　ロボットなどＵＶ照射器具に工夫
　　2-3　３Ｄ－ＵＶイナート・システム
　　2-4　ＵＶプラズマ・キュア
３．低臭気・低マイグレーションタイプの光開始剤の開発の最近の進展
　　3-1　低臭気・低マイグレーションタイプの光開始剤の重要性
　　3-2　高分子量タイプ、多官能タイプの光開始剤の開発動向
４．材料技術における進展
　　4-1　有機・無機ハイブリッドとナノ材料
　　　　①シリカ、アルミナを併用しハイブリッド化する方法
　　　　②ナノサイズのアルミナとのハイブリッド
　　4-2　ハイパーブランチタイプのオリゴマーの開発と今後
　　4-3　欧米における水系ＵＶコート材の進展
　　　　①ＥＵにおける水系ＵＶコート材の状況
　　　　②ＵＶコート樹脂合成の考え方
　　　　③新規な水系ＵＶコート材
　　　　④日本における進展
５．装置面、塗装システムにおける新たな技術
　　5-1　イナート・システムの活用
　　5-2　プレコートメタル(ＰＣＭ)鋼板への応用
　　5-3　ＵＶ光源の進展：ソリッドステーツUV光源
　　5-4　ＥＢ硬化技術における進展
　　5-5　その他
【質疑応答・名刺交換】