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UV硬化における硬化不良・阻害要因とその対策
 モノマー・オリゴマー、開始剤・樹脂の選定・配合技術

Poor UV-herdening / Obstructionistic factor and Measures
【執筆者紹介】

角岡正弘 大阪府立大学 名誉教授
倉 久稔 チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)
小関健一 千葉大学
丹羽 真 東亞合成(株)
瀬尾直行 フュージョンUV
          システムズ・ジャパン(株)
並木陽一 ヘンケルジャパン(株)
横山澄彦 アイグラフィックス(株)

河原 保 東亞合成(株)
小嶋一宏 (株)スリーボンド
川上直彦 大阪有機化学工業(株)
田辺隆喜 JSR(株)
中野辰彦 サーモエレクトロン(株)

山下 俊 東京理科大学
高尾道生 東京インキ(株)
田近 弘 東洋紡績(株)
椙尾孝司 (株)スリーボンド
桐山義行 (有)トキUVインクス研究所
滝本靖之 元 日本ペイント(株)
後藤朋之 ザ・インクテック(株)
大坪泰文 千葉大学  
青垣智幸 古河電気工業(株) 
加納義久 古河電気工業(株)
小宮 全 JSR(株)
飯尾輝伸 三菱電線工業(株)
葛下弘和 三菱電線工業(株)
 
【 目  次 】

序章 UV硬化技術の現状と今後の展望


 1.UV/EB硬化技術の基礎
  1.1 UVとEBの選択
 2.フォーミュレーション
  2.1 ラジカルUV硬化システム
  2.2 カチオンUV硬化システム
  2.3 アニオンUV硬化システム
 3.おわりに

第1章 UV硬化における樹脂,開始剤の設計,選択,配合技術

 第1節 光重合開始剤の種類と特性

  1-1 ラジカル系
   1.ラジカル光重合開始剤の特性
    1.1 アセトフェノン型光重合開始剤
    1.2 アシルフォスフィンオキサイド型光重合開始剤
    1.3 O-アシルオキシム型光重合開始剤
    1.4 チタノセン型光重合開始剤
   2.光重合開始剤の選定と実例
     2.1 顔料系組成物および厚膜の硬化
     2.2 透明硬化組成物
  1-2 カチオン重合開始剤
   1.カチオン重合系の特徴
   2. カチオン重合反応に用いられる開始剤
    2.1 ジアゾニウム塩 2.2 ジフェニルヨウドニウム塩 2.3 トリフェニルスルホニウム塩(TPS)
    2.4 その他のイオン系開始剤 2.5 スルホン酸エステル 
    2.6 鉄アレーン錯体 2.7 シラノール/アルミニウム錯体
   3. 光カチオン重合系の応用
    3.1 光造形 3.2 ホログラム
 

 第2節 UV硬化樹脂の開発と硬化メカニズム

  2-1 ラジカル系
   1.ラジカル硬化系モノマー・オリゴマー
    1.1 特殊アクリレート(モノマー)
     1.1.1 単官能アクリレート
     1.1.2 二官能アクリレート
     1.1.3 多官能アクリレート
    1.2 アクリレートオリゴマー
     1.2.1 ポリエステルアクリレート
     1.2.2 ウレタンアクリレート
     1.2.3 エポキシアクリレート
    1.3 その他のラジカル硬化系
   2.硬化反応機構
   3.最近の開発動向
    3.1 イミドアクリレート
    3.2 水系化・粉体化

  2-2 カチオン系
   1.カチオンUV硬化機構
   2.カチオンUV硬化に利用されるモノマーおよびオリゴマー
   3.カチオンUV硬化速度の加速
   4.用途からみたカチオンUV硬化物の利用 5.おわりに
 

 第3節は著作権の都合上、掲載しておりません


第2章 UV硬化における硬化促進と不良対策技術

 第1節 UV照射条件の最適設定と硬化物性のコントロール

  1-1 紫外線(UV)硬化技術
   1.概要
   2.光化学
   3.UV硬化反応
   4.UV硬化技術
    4.1 UV照射技術
     4.1.1 UV照度 4.1.2 UV積算光量 4.1.3 赤外線照射(IR)
    4.2 アプリケーション技術
     4.2.1 スペクトル分布と吸収 4.2.2 照射エネルギーと照射速度 4.2.3 IR温度と熱ダメージ
   5.UV硬化プロセス
    5.1 照射速度(コンベアー速度) 5.2 アワーメーター 5.3 ランプパワー 

    5.4 リフレクター(反射板) 5.5 発光スペクトル 5.6 その他
   6.フュージョン無電極ランプ
    6.1 発光プロセス 6.2 性能と特長
  1-2は著作権の都合上、掲載しておりません
  1-3 厚膜UV硬化樹脂のデプスプロファイリング技術とその応用
   1.光DSC法による厚膜UV硬化樹脂内部のデプスプロファイリング
    1.1 UV硬化樹脂の光DSCによる評価の利点
    1.2 光DSC法の概要
    1.3 光DSC法の遂行にあたっての注意点
     1.3.1 UV照射による輻射熱のDSC曲線への影響
     1.3.2 1回目のUV照射後に残存する未硬化成分のDSC曲線への影響
     1.3.3 その他の注意点
   2.光DSC法による硬化条件と硬化深度の関係の解析
    2.1 光DSC法の硬化深度測定への応用
    2.2 実験
    2.3 結果および考察
   1-4は著作権の都合上、掲載しておりません
 
 1-5 被照射物への熱ダメージの低減方法
   1.熱ダメージの種類
    1.1 硬化に必要な積算光量、照度
    1.2 温度差による被照射物の反り
    1.3 紫外線硬化樹脂の硬化収縮による変形
    1.4 紫外線硬化樹脂の発熱反応による変形
    1.5 熱ストレスによる被照射物のダメージ
    1.6 熱+紫外線による被照射物の変色
   2.熱対策の方法
    2.1 紫外線硬化樹脂に対して適切なランプの選定する方法
    2.2 紫外線光源から被照射物を離し紫外線照度が低い状態で照射する方法
    2.3 1回の照射量を減らし数回に分けて紫外線照射を行う方法
    2.4 可視光線、赤外線等をカットする反射式フィルターを使用する方法
    2.5 可視光線、赤外線等をカットする透過式フィルターを使用する方法
    2.6 被照射物に対して送風、冷風を吹き付ける方法
    2.7 必要紫外線成分だけを照射するための特殊フィルターを使用する方法
    2.8 冷却プレートや冷却ロールなどに密着させた状態で照射を行う方法
    2.9 樹脂が厚膜の時は数度に分けて塗布を行いそのたびに照射する方法
   3.注意事項
    3.1 排気風量UP
    3.2 排気風量UP
    3.3 紫外線波長を選択する特殊フィルターの使用
    3.4 紫外線硬化樹脂と被照射物の密着性の不良
    3.5 積算光量、照度について

 第2節UV硬化過程における阻害要因とその対応策

  2-1 硬化収縮ひずみの原因とその対策
   1.硬化収縮と内部応力
    1.1 硬化収縮
    1.2 硬化反応時の収縮と冷却収縮について
    1.3 内部応力について 2.UV樹脂のひずみ低減策
   2.UV樹脂のひずみ低減策
    2.1 硬化収縮率の低減     

     2.1.1 重合性基濃度の低減 2.1.2 非反応性化合物の添加
    2.2 硬化速度の調整
    2.3 開環重合性化合物の利用
  2-2 酸素による重合阻害対策
   1.硬化物性のコントロール
   2.UV硬化樹脂のイオン濃度 に
  2-3 光硬化の硬化物評価・挙動解析
  2-4は著作権の都合上、掲載しておりません

 
第3節は著作権の都合上、掲載しておりません

 
第4節 アクリルモノマーの皮膚刺激性の低減技術

  1.アクリルモノマーの皮膚刺激性
  2.皮膚刺激性の低減
   2.1 EO・PO変性
   2.2 ラクトン変性
   2.3 アルコールの骨格変更
   2.4 ダイマー酸エステル
   2.5 メタクリルモノマー
   2.6 新規アクリルモノマー

第3章 UV硬化樹脂の硬化信頼性,挙動の解析と分析,評価方法

 

 第1節 UV硬化樹脂における硬化挙動の解析と評価方法

  1.重合反応熱による光硬化反応の追跡  
   1.1 光重合反応熱追跡装置の構成
   1.2 光重合反応速度の光照射強度依存性
  2.実時間赤外分光法による光硬化反応の追跡
   2.1 実時間赤外分光装置の概略
   2.2 光重合速度の重合温度依存性

 

 第2節 赤外分光法による硬化挙動の解析

  1.高速スキャン型FT-IR装置とリアルタイム測定
  2.硬化反応モニタリング用アクセサリとサンプリング法
  3.代表的なUV硬化樹脂と赤外分光法による硬化反応のリアルタイム解析
   3.1 アクリレート系モノマー
   3.2 エポキシ系モノマー
   3.3 応用例

 

 第3節は著作権の都合上、掲載しておりません


第4章 UV硬化不良への具体的対策

 
第1節 光透過をさせるための濃度調節

 第2節 UV硬化におけるレベリング向上

  1.表面張力、粘度
   1.1 ラジカル系UV硬化コーテイング
   1.2 カチオン系UV硬化コーテイング
  2.動的粘弾性
  3.添加剤としてのレベリング剤
  4.溶剤添加

 第3節 UV硬化型インキ、コート剤における素材への密着性付与

  1.UV硬化型インキの構成成分と密着性への影響
   1.1 アクリレートモノマー(反応性希釈剤)
   1.2 アクリレートオリゴマー
  2.UV硬化型インキの電子部品加工用途への応用

 第4節 配合成分,被着体,雰囲気中などに含まれる湿気及びその他の要因による硬化不良への対応

  1.エポキシ樹脂反応機構
  2.樹脂特性と構成
  3.硬化阻害因子による硬化性への影響
   3.1 硬化環境
   3.2 硬化条件

 第5節 酸素による硬化不良への対応

  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硬化材料の配合面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 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 UV硬化材料への泡のかみ込みの影響
   5.2 UV硬化材料の消泡剤
   5.3 皮膜の形成方法
    5.3.1 皮膜形成装置の改善 5.3.2 UV硬化装置のセッティング条件

第5章 UV硬化技術の応用

 第1節 着色材料の添加にともなう光硬化性低下の防止
  1.着色材料の種類・性質
  2.顔料の粒子形状と光硬化性の関係
  3.顔料および光重合開始剤の吸収スペクトルと光硬化の関係
  4.光透過性のきわめて低い組成物の光硬化
  5.光硬化反応プロセスからのアプローチ
   5.1 ハイブリッド硬化反応系
   5.2 デユアル硬化反応系

 第2節は著作権の都合上、掲載しておりません

 第3節は著作権の都合上、掲載しておりません

 
第4節 UV硬化型ハイブリッドインキの開発と印刷適性の向上
  1.油性インキの乾燥と紫外線硬化
   1.1 油性インキの乾燥
   1.2 UVインキの乾燥
  2.ハイブリッドインキの考え方 

   2.1 相溶性
  3.ハイブリッドインキの種類
   3.1 UV硬化タイプ
   3.2 UV硬化+酸化重合タイプ
   3.3 浸透乾燥+UV硬化)+酸化重合タイプ
  4.ハイブリッドインキの特徴と印刷適性
 
 第5節 UVインキの硬化過程におけるレオロジーとその評価
 
 1.UVインキの硬化速度に及ぼす顔料の影響
   1.1 粘度測定による感度評価
   1.2 吸光性の大きい顔料を分散したインキ
   1.3 白色顔料を分散としたインキ
  2.重合相分離による硬化膜物性の制御
   2.1 架橋硬化と力学物性
   2.2 重合相分離膜の構造と硬化過程のレオロジー

 第6節 半導体製造プロセス用UV硬化型粘着剤の組成、配合と粘着特性の制御
  1.はじめに
  2.UV硬化型粘着剤の組成、配合
  3.UV硬化型粘着剤における粘着特性の制御
  4.UV硬化型粘着剤の高機能化・高性能化

 第7節 UV硬化樹脂のDVD、光学フィルム接着剤への応用
  1.接着力の発現方法
   1.1 粘着による接着力の発現
   1.2 化学結合による接着性の発現
   1.3 粘着と化学結合による接着
  2.DVD、光学フィルム接着剤への応用
   2.1 DVD接着剤への応用
   2.2 フィルム接着剤への応用

第8節 光ファイバへのコーティング技術と密着性の評価
  1.光ファイバとコーティング技術
   1.1光ファイバの特性
    1.1.1 伝送損失 1.1.2 機械強度
   1.2 光ファイバの製造法とコーティング技術
    1.2.1 線引き技術 1.2.2 コーティング技術 1.2.3 着色
   1.3 光ファイバの接続
  2.光ファイバケーブル構造とテープ型心線
   2.1 テープ型心線の製造方法
   2.2 テープ型心線への要求性能
    2.2.1 単心分離性 2.2.2 被覆除去性 2.2.3 8心テープ心線の分割性 2.3.4 密着性評価の必要性
  3.テープ型光ファイバ心線での密着性評価方法
   3.1 SAICAS法の原理
   3.2 試料
   3.3 SAICAS装置および測定条件
   3.4 結果および考察
   3.5 密着性評価方法のまとめ