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フッ素系材料の応用技術

  • Application of Fluoro Functional Materials
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★ 第一線の研究者46名による最新レポート!

商品コード: T0503

  • 監修: 山辺正顕
  • 発行日: 2006年6月
  • 価格(税込): 70,200 円
  • 体裁: B5判,350ページ
  • ISBNコード: 978-4-88231-567-4

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  • PTFE,ETFE,FKM,フッ素オイル,生理活性物質,CFC,電解質膜,液晶,反射防止膜,

刊行にあたって

 フッ素系材料は耐熱性、耐侯性、難燃性、低摩擦性、非粘着性など様々な優れた特長を活かして様々な分野で応用されてきた。特に近年、自動車材料、建材用途などで需要は急増している。2006年サッカーW杯ドイツ大会開幕戦が行われたスタジアムにもフッ素樹脂フィルム(ETFE)が使われていた。
 一方、ディスプレイ材料、燃料電池材料、半導体製造、光ファイバーなどのエレクトロニクス材料への応用も非常に盛んになってきている。特に、実用化の迫る燃料電池、光ファイバーなどの分野では、フッ素系の材料が大きな位置を占めている。
 本書ではフッ素樹脂、ゴム、フィルムおよび機能性フッ素材料から様々な応用まで現在第一線でご活躍中の研究者、技術者の方々にご執筆頂いた。
フッ素系材料にご興味をお持ちの方々すべてに本書をお勧めする次第である。
2006年6月

著者一覧

山辺正顕   (独)産業技術総合研究所 研究コーディネータ
清水哲男   ダイキン工業(株) 基盤研究部 参与
平井 啓   旭硝子(株) 千葉工場 化学品部 有機・薬品課 課長
神谷浩樹   旭硝子(株) 化学品カンパニー 事業統括本部 開発部 グループリーダー・統括主幹
有賀広志   旭硝子(株) 化学品カンパニー 事業統括本部 開発部 機能フィルム加工グループ 主幹技師
伊丹康雄    ダイキン工業(株) 化学事業部 化学品開発部 主任研究員
田口武夫    東京薬科大学 薬学部 教授
関屋 章   (独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 総括研究員
藤田敦子    チッソ石油化学(株) 研究第1センター10G グループリーダー
佐藤弘人    日本放送協会 放送技術研究所
藤掛英夫    日本放送協会 放送技術研究所 主任研究員
荒木孝之   ダイキン工業(株) 化学事業部 用途開発部 課長
佐藤数行    ダイキン工業(株) 化学事業部 化学品開発部 主事
小谷貴彦   旭化成ケミカルズ(株) 製品開発研究所 部長
加藤 博   ジャパンゴアテックス(株) エレクトロケミカルプロダクツ プロジェクト DIU
寺田一郎    旭硝子(株) 中央研究所 PEMFCプロジェクト プロジェクトリーダー
八巻徹也   (独)日本原子力研究開発機構 量子ビーム応用研究部門 研究員
浅野雅春   (独)日本原子力研究開発機構 量子ビーム応用研究部門 副主任研究員
吉田 勝   (独)日本原子力研究開発機構 量子ビーム応用研究部門 嘱託
米澤哲夫   森田化学工業(株) 技術グループ マネージャー
中島 剛   愛知工業大学 工学部 応用化学科 教授
阪元洋一    自然科学研究機構・分子科学研究所 分子スケールナノサイエンスセンター 助手
鈴木敏泰   自然科学研究機構・分子科学研究所 分子スケールナノサイエンスセンター 助教授
深江功也   関東電化工業(株) 新製品開発本部 渋川研究所 副主任研究員
鳥海 実   大阪大学大学院 工学研究科 精密科学・応用物理学専攻 特任教授
川口泰秀   旭硝子(株) 中央研究所 主席研究員
倉嶋和良   旭硝子(株) ルキナ事業推進部 技術開発グループ 主席
七井秀寿   セントラル硝子(株) オプティカルデバイス開発室 那須開発センター 主席研究員
高柳敬志   旭硝子(株) 化学品カンパニー 主幹技師
中西智昭   日本フッソ工業(株) 埼玉工場 工場長
豊田 宏   太陽工業(株) 空間技術研究所 材料開発グループ グループリーダー
大島明博    早稲田大学 理工学術院 理工学総合研究センター 客員講師
新井清隆   旭硝子(株) 化学品カンパニー 開発部
鈴木弘明    三井・デュポンフロロケミカル(株) シックスシグマ ブラックベルト
清水道晃   日立電線(株) 自動車部品製造統括部 電装部品部 第一技術グループ マネージャー
鈴木淳久   淀川ヒューテック(株) SEP営業部 営業4課 課長
髙野聖史   大日本インキ化学工業(株) ポリマ添加剤技術本部 フッ素化学品技術グループ 主任研究員
森田正道   ダイキン工業(株) 化学事業部 基盤研究部 主任研究員
安武重和    九州大学 大学院工学府 物質創造工学専攻
高原 淳   九州大学 先導物質化学研究所 分子集積化学部門 教授
沖野不二雄   信州大学 繊維学部 教授
麦沢正輝    弘前大学 大学院理工学研究科
鳴海民和   弘前大学 大学院理工学研究科
沢田英夫   弘前大学 理工学部 教授
小野泰蔵   (独)産業技術総合研究所 計測フロンティア研究部門 ナノ標識計測技術研究グループ グループ長
早川由夫    (独)産業技術総合研究所 計測フロンティア研究部門 主任研究員

目次

序に代えて

【第1編 素材・形態別材料技術】
第1章 フッ素樹脂
1. フッ素樹脂
1.1 フッ素系高分子の基本特性と主要フッ素樹脂
1.2 PTFE
1.3 FEPとPFA
1.4 ETFEとECTFE
1.5 PVDFとVDF共重合体
1.6 PCTFE
1.7 PVF

2. フッ素樹脂のリサイクル技術
2.1 はじめに
2.2 フッ素樹脂の熱分解生成物について
2.3 フッ素樹脂を熱分解した場合の問題点
2.4 分解生成物からのフッ素分の回収について

第2章 フッ素ゴム
1. はじめに
2. フッ素ゴムの種類とポリマー構造及びその特徴
2.1 フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)
2.2 テトラフルオロエチレン-プロピレン系ゴム(FEPM)
2.3 パーフロロゴム(FFKM)
2.4 その他のフッ素ゴム
3. 配合・加硫技術
3.1 FKMの配合・加硫技術
3.2 FEPMの配合・加硫技術
3.3 FFKMの配合・加硫技術
4. 成形・加工技術
4.1 混練
4.2 成形
4.3 接着
5. フッ素ゴムの用途

第3章 フッ素フィルム
1. PTFE
2. PVF
3. PVDF
4. PFA、FEP、PCTFE、THV
5. ETFE

第4章 不活性媒体・オイル
1. はじめに
2. 不活性媒体
2.1 不活性媒体とは
2.2 不活性媒体の製造方法
2.3 不活性媒体の用途
3. フッ素オイル
3.1 製品とその特徴
3.2 フッ素オイルの製造方法
3.3 フッ素オイルの用途

第5章 フッ素系生理活性物質
1. はじめに
2. フッ素の特異性と生理活性
2.1 フッ素原子と炭素-フッ素結合
2.2 バイオイソスター(生物学的等価体)
2.3 疎水性の変化
2.4 フッ素導入による化学的反応性の変化
3. おわりに

第6章 代替フロン
1. はじめに
2. フロン(クロロフルオロカーボン、CFC)
3. フロン規制
3.1 オゾン層の破壊
3.2 地球の温暖化
4. 温暖化の科学的評価
4.1 京都議定書評価とその問題点
4.2 科学的温暖化表示手法
5. CFCの代替物
5.1 冷媒の代替物
5.2 発泡剤の代替物
5.3 洗浄剤の代替物
6. おわりに

【第2編 用途別応用技術】
第1章 ディスプレイ分野への応用
1. 含フッ素液晶材料の開発
1.1 はじめに
1.2 表示方式の変遷
1.3 LCDの駆動原理
1.4 フッ素系液晶化合物
1.5 おわりに

2. フッ素樹脂配向膜
2.1 はじめに
2.2 フッ素樹脂に求められる条件
2.3 フッ素樹脂の薄膜化形成
2.4 液晶配向機能の発現
2.5 アンカリング強度の評価
2.6 プラスティック基板を用いた液晶素子の試作
2.7 まとめ

3. 新規非晶性フッ素樹脂による反射防止膜への応用
3.1 はじめに
3.2 新規非晶性フッ素樹脂について
3.3 新規非晶性フッ素樹脂の硬化特性
3.4 多機能反射防止フィルムへの応用
3.5 おわりに

第2章 電池材料分野への応用
1. 燃料電池用フッ素系電解質膜
1.1 はじめに
1.2 PEFC用電解質膜の基本的な機能と必要特性
1.3 フッ素系電解質膜の構造と特性
1.4 PEFC実用化に向けた電解質膜の課題
1.5 フッ素系電解質膜の開発動向
1.6 おわりに

2. 燃料電池用延伸多孔質フッ素樹脂膜補強電解質膜
2.1 はじめに
2.2 ゴアセレクト(R)とゴアテックス(R)
2.3 PEFC用高分子固体電解質膜としてのゴアセレクト(R)
2.4 MEAの劣化と過酸化水素
2.5 おわりに

3. 燃料電池用MEA
3.1 はじめに
3.2 高分子電解質膜と触媒電極層
3.3 ガス拡散層
3.4 ガスケットとシール

4. 放射線架橋フッ素系燃料電池用電解質膜
4.1 はじめに
4.2 架橋PTFE電解質膜
4.2.1 フッ素系高分子の放射線架橋
4.2.2 放射線グラフト重合によるプロトン伝導性基の導入
4.2.3 プロトン伝導特性とメタノール安定性
4.3 架橋ETFE電解質膜
4.3.1 グラフト基材の選択
4.3.2 4成分グラフトモノマーの選択
4.3.3 作製プロセスと特性向上
4.4 おわりに

5. リチウムイオン電池用電解質
5.1 はじめに
5.2 リチウムイオン電池用電解質の特徴
5.3 無機含フッ素リチウム塩
5.4 有機含フッ素リチウム塩
5.5 その他の含フッ素リチウム塩
5.6 イオン性液体
5.7 おわりに

6. 表面フッ素化によるリチウムイオン二次電池用炭素負極の電極特性の向上
6.1 緒言
6.2 表面フッ素化による天然黒鉛の表面構造変化と充放電特性
6.3 表面フッ素化による石油コークスの表面構造変化と充放電特性

第3章 半導体分野への応用
1. フッ素化ペンタセンの有機薄膜トランジスタ材料への応用
1.1 はじめに
1.2 フッ素化ペンタセンの合成
1.3 構造と物性
1.4 トランジスタ特性
1.5 おわりに

2. ICエッチング・クリーニングガス
2.1 緒言
2.2 エッチングガス
2.2.1 シリコンデバイスの加工
2.2.2 酸化膜微細エッチングガス
2.3 クリーニングガス
2.3.1 クリーニング
2.3.2 地球温暖化防止に向けた新規クリーニングガスの開発
2.4 まとめ

3. レジスト材料
3.1 はじめに
3.2 化学増幅系レジスト
3.3 F2リソグラフィ用レジスト
3.4 ArFリソグラフィ用レジスト
3.5 その他のフッ素材料
3.6 フッ素系レジストの開発課題

4. ナノインプリント用フッ素材料
4.1 初めに
4.2 剥離剤
4.3 ナノインプリント用モールド材料
4.4 熱ナノインプリント用被加工材料
4.5 光ナノインプリント用被加工材料
4.6 おわりに

第4章 光学・通信分野への応用
1. 光ファイバー
1.1 はじめに
1.2 光ファイバーの構造および伝送形態
1.3 高速通信に向けて
1.4 伝送損失の低減

2. フッ素化ポリイミド光導波路の作製技術と応用
2.1 はじめに
2.2 FPI材料特性
2.3 FPI-PLCの作製プロセス
2.4 FPI-PLCの光学特性
2.5 FPI-PLCモジュールの長期信頼性
2.6 直角光路変換素子(AXC)
2.7 おわりに

第5章 塗料・コーティング分野への応用
1. 塗料用フッ素樹脂「ルミフロン」の溶剤形・弱溶剤形・水性・粉体・長期実績まで
1.1 はじめに
1.2 フッ素樹脂の化学と塗料用フッ素樹脂
1.3 塗料用熱可塑性フッ素樹脂
1.4 塗料用熱硬化性フッ素樹脂
1.5 基礎的技術データの検討
1.6 寿命予測の検討(公知文献より)
1.7 重防食塗装への応用
1.8 防食分野の今後の課題
1.9 弱溶剤形塗料用フッ素樹脂「ルミフロン」(環境対応への提案)
1.10 水性塗料用フッ素樹脂の応用
1.11 熱硬化性フッ素粉体塗料用樹脂

2. フッ素樹脂コーティング(剥離帯電防止コーティング)
2.1 はじめに
2.2 従来技術
2.3 アノダイジングの寿命
2.4 剥離帯電防止コーティングについて
2.5 おわりに

3. 酸化チタン含有フッ素樹脂(酸化チタン光触媒を応用したフッ素樹脂膜)
3.1 概要
3.2 膜構造建築物の例
3.3 フッ素樹脂膜の要求性能・特性
3.4 酸化チタン光触媒を応用したフッ素樹脂膜(フッ素樹脂光触媒膜)
3.5 おわりに

4. 架橋フッ素樹脂コーティング技術
4.1 はじめに
4.2 フッ素樹脂の架橋
4.3 架橋フッ素樹脂コーティング
4.4 おわりに

第6章 自動車材料分野への応用
1. 自動車用フッ素材料(ホース、電線被覆など)
1.1 電線被覆材料
1.2 燃料タンク材料
1.3 燃料ホース材料
1.4 摺動部材
1.5 撥水ガラスコーティング
1.6 カーエアコン用冷媒

2. 自動車分野で使用されるフッ素樹脂―シール材、パッキンなど
2.1 はじめに
2.2 PTFEの摺動特性
2.3 機械特性を向上させたPTFE
2.4 高分子材料へのPTFEの添加と金属への含浸
2.5 新規フッ素樹脂および充填材入りPTFE
2.6 フッ素樹脂が使用されている自動車部品

3. HEV用材料
3.1 はじめに
3.2 HEVへの応用
3.3 おわりに

第7章 製造装置への応用
1. はじめに
2. 半導体製造関連装置、液晶基板関連装置へのフッ素樹脂製品の応用
2.1 薬液供給タンク
2.2 薬液搬送チューブ
2.3 半導体製造装置での課題(ウエット枚葉洗浄機)
2.4 液晶基板製造装置での課題(ドライプロセス装置)
3. 液晶基板製造装置、太陽電池製造装置へのPTFE含浸ガラスクロスシートの応用
4. おわりに

第8章 表面改質分野への応用
1. フッ素系界面活性剤と表面改質剤
1.1 はじめに
1.2 パーフルオロアルキル(Rf)基の特性
1.3 フッ素系界面活性剤
1.4 フッ素系表面改質剤
1.5 おわりに

2. 撥水・撥油技術
2.1 序論
2.2 パターン基板の作製
2.2.1 VUVリソグラフィー
2.2.2 EBリソグラフィー
2.3 フルオロアルキル系パターン基板の位置選択的漏れ
2.4 高分子薄膜の位置選択的製膜
2.4.1 インクの表面張力の効果
2.4.2 パターン基板上での微小PS溶液の乾燥過程
2.5 高分子薄膜の線幅の限界
2.6 金属ナノインクによる超微細金属配線
2.7 今後の課題

第9章 フッ素系新材料の動向
1. ダイヤモンドとカーボンナノチューブのフッ素化
1.1 はじめに
1.2 ダイヤモンドのフッ素化
1.3 カーボンナノチューブのフッ素化
1.3.1 単層カーボンナノチューブのフッ素化
1.3.2 二層カーボンナノチューブのフッ素化
1.3.3 フッ素化単層カーボンナノチューブとフッ素化カップスタック型カーボンナノチューブのリチウム一次電池への応用

2. フッ素系高分子ナノ粒子の調整と応用
2.1 はじめに
2.2 フルオロアルキル基含有オリゴマーナノ粒子の調整
2.3 種々の基質を含有させたフッ素系高分子ナノ粒子の調製
2.4 フッ素系高分子ナノ粒子による有機高分子材料の表面改質への応用
2.5 フッ素系高分子ナノ粒子を用いたガラスの表面改質―高い洗浄性を示す改質ガラスの開発
2.6 アダマンタンユニットを有する架橋性フルオロアルキル基含有オリゴマーナノ粒子の調製と応用
2.7 アダマンタンユニットを有する架橋性含フッ素高分子ナノ粒子による有機高分子材料の表面改質剤への応用
2.8 アダマンタンユニットを有するフルオロアルキル基含有コオリゴマー/銅ナノ粒子複合体の調製
2.9 おわりに

3. フッ素系ハイブリッド化合物(クリスタルエンジニアリング)
3.1 フッ素の性質を利用した材料設計手法
3.2 クリスタルエンジニアリングへの導入
3.3 フッ素の特性を利用したクリスタルエンジニアリング(1):ハロゲン結合の利用
3.4 フッ素の特性を利用したクリスタルエンジニアリング(2):パーフルオロ芳香族化合物
3.5 フッ素の特性を利用したクリスタルエンジニアリング(3):フッ素系ハイブリッド化合物
3.6 導電性ポリマーの材料設計
3.7 まとめ
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