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最新高機能コーティングの技術・材料・評価

  • Technology, Material and Evaluation on the Latest Advanced Coating
★電気、自動車、建築、日用品まで、あらゆる製品の品質を左右するコーティング、ますます多様化、複雑化する素材に対応する技術を詳述。
★分野を超え、美観と機能を備えた新しいコーティング剤を紹介。
★コスト削減、環境対応、時代のニーズにこたえる「コーティング」を解説。

商品コード: T0988

  • 監修: 矢澤哲夫
  • 発行日: 2015年11月17日
  • 価格(税込): 69,120 円
  • 体裁: B5判、233ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-1098-5

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  • 気相法 / 液相法 / 接着 / 蒸着 / めっき / スパッタリング / DLC / 有機-無機ハイブリッド / ゾル-ゲル法 / ガスバリア / 自己修復 / 防汚 / 遮熱・反射防止 / 耐指紋 / 帯電防止 / 撥水 / 密着性

刊行にあたって

 コーティング技術は表面改質技術の一つであり、材料の表面処理を施すだけで、その性能を飛躍的に向上せしめることができるので、当該技術は、技術的観点のみならず、経済的観点からも極めて重要な材料創製の手法と言えるので、当該技術の適用分野は、非常に広汎な産業分野に及んでいる。コーティングとは、何かの基材表面に、基材とは違った材料層を創製することであり、対象となる基材は、いわゆる三大材料と呼ばれる、プラスチックス、セラミックス・ガラス、金属の全てがその対象となる。また、コーティング手法としては、コーティング層構成物質を液体で供給するディップコーティング法、スピンコーティング法などの液相法が太宗であるが、最近は、気体で供給する化学蒸着(CVD)法、物理蒸着(PVD)法等の気相法も新たな展開をみせてきている。
 21世紀型技術の有り様の一つとして、一人一人の感性にフィットした技術の開発、即ち、芸術性をインプットしたArtistic Technologyとでも呼ぶべき技術の開発が重要になってくるかと思われる。そうした技術を実現させるための重要なキーワードとして、美観、インテリジェンスというのがあろうかと思われる。こうした背景にあって、コーティング技術は、これらのキーワードを比較的容易に達成できる技術、ということができるように思える。
美観ということに関しては、もともとコーティング技術が最も得意とする分野であるし、インテリジェンスについても、自己修復コーティング技術や湿度を自己調節するコーティング技術等が開発されつつある。コーティング技術をベースとして、進展著しい感性工学やコンピュータ技術とのコラボレーションによって当該技術を発展させていくことは、こうした21世紀型技術の実現に向けての第一歩となろうかと思われる。 
 本書は、こうしたコーティング技術について、コーティング法、コーティング剤、機能、評価などの観点より、近時、精力的に研究開発が展開されている分野について要領良く会得されるように纏められたものである。本書が、進展著しい斯界に些かなりともお役に立てれば幸いである。

兵庫県立大学
矢澤哲夫

著者一覧

矢澤哲夫   兵庫県立大学 
明渡純   国立研究開発法人 産業技術総合研究所
松村英樹   北陸先端科学技術大学院大学 
三浦健一   (地独)大阪府立産業技術総合研究所 
岩森暁   東海大学 
幸塚広光   関西大学 
小林靖之   (地独)大阪市立工業研究所 
藤原裕   (地独)大阪市立工業研究所 
矢吹彰広   広島大学 
村瀬至生   国立研究開発法人 産業技術総合研究所 
谷口淳   東京理科大学 
岩井和史   (株)レニアス 
久本秀明   大阪府立大学 
村口良   日揮触媒化成(株)
阿久津幹夫   ラドテック・サポート;元カシュー(株) 
田中誠   (一財)ファインセラミックスセンター 
丹羽淳   (株)KRI 
滝川浩史   豊橋技術科学大学 
荻原仁志   東京工業大学 
蔵岡孝治   神戸大学 
仁平宣弘   仁平技術士事務所
河合晃   長岡技術科学大学 
福山紅陽   FIA 
伊藤隆彦   (株)フロロテクノロジー 
山田保治   神奈川大学 

目次

総論 コーティング技術の開発動向  
1 はじめに
2 コーティング技術の新展開
2.1 コーティング手法
2.2 接着の理論
2.3 コーティングによる機能性
2.3.1 熱的機能
2.3.2 電磁気的機能
2.3.3 化学的機能
2.3.4 示色機能
2.3.5 表面の物理的機能
3 今後の展望

〔第1編 コーティング法〕

第1章 エアロゾルデポジション(AD)法  
1 はじめに
2 AD法による高速コーティング
3 従来薄膜技術,類似成膜技術との比較
4 AD膜の電気・機械特性
4.1 単純セラミックス材料への応用
4.2 強誘電体,強磁性材料への応用
5 大面積コーティング
6 エネルギー関連部材応用と今後の展望

第2章 Cat-CVD法の基礎とコーティングへの応用  
1 はじめに
2 Cat-CVD法による膜堆積の基礎原理
2.1 Cat-CVD法の概要
2.2 Cat-CVDチェンバーにおけるガス分子の運動
2.3 触媒体線上で起こる原料ガス分子分解反応
3 Cat-CVD法で作られた膜の特徴とコーティング膜としての応用
3.1 緻密な膜の低温形成
3.2 Cat-CVD SiNx膜のコーティング特性
3.3 安全な原料を用いたCat-CVD SiNxガスバリヤ膜の作製
3.4 Cat-CVD PTFE膜による超撥水コーティング
4 まとめ

第3章 イオンプレーティング法  
1 はじめに
2 イオンプレーティング法の歴史
3 イオンプレーティングの原理と種類
4 イオンプレーティング法により形成される膜の特徴
5 イオンプレーティング法による硬質化合物膜への潤滑性付与
6 おわりに

第4章 真空蒸着およびスパッタリング  
1 はじめに
2 真空蒸着の原理と特徴
2.1 抵抗加熱法
2.2 電子線(EB)蒸着法
2.3 高周波誘導加熱法
3 真空蒸着の具体例
3.1 金属蒸着フィルム
3.2 プラスチック蒸着
4 スパッタリングの原理と特徴
4.1 二極スパッタリング
4.2 マグネトロンスパッタリング
4.3 イオンビームスパッタリング法
5 スパッタリングの具体例
5.1 シリコン酸化物薄膜
5.2 有機フッ化炭素薄膜
6 おわりに

第5章 ゾル-ゲル法  
1 はじめに
2 プロセスの骨子
3 膜厚について
4 基材について
5 表面粗さについて
6 多孔性と緻密性について
7 面内応力について
8 常圧成膜であることについて
9 まとめにかえて

第6章 環境対応めっき, 表面処理  
1 はじめに
2 鉛フリーはんだめっき
3 装飾めっきの環境対応
4 化成処理の環境対応
5 樹脂めっきのエッチング工程の環境対応
6 おわりに


〔第2編 機能別〕

第1章 ハードコーティング  
1 はじめに
2 ハードコーティング基材
3 ハードコーティング剤
4 薄膜分相による一液ハードコーティング
5 コーティング手法
6 基本的な特性
6.1 硬度, 耐擦傷性
6.2 密着性
6.3 柔軟性
7 今後の展望

第2章 自己修復, 防食  
1 はじめに
2 自己修復性防食コーティング
3 自己修復性防食コーティングの開発思想
3.1 修復剤
3.2 コーティングの構造
3.3 修復のドライビングフォース
4 自己修復性防食コーティングの開発
4.1 微粒子コンポジットポリマーコーティング
4.2 ナノファイバーを用いたポリマーコーティング
5 おわりに

第3章 蛍光性量子ドット分散ガラス薄膜  
1 量子ドットの性質
2 コロイド量子ドットの作製
2.1 水溶液法による親水性量子ドットの作製
2.2 有機溶液法による疎水性量子ドットの作製
3 バルク体や粉体の量子ドット分散ガラスの作製
3.1 バルク体
3.2 粉体
4 量子ドット分散ガラス薄膜の作製
4.1 単純な塗布法
4.2 レイヤー・バイ・レイヤー法
5 性能と評価法
6 まとめ

第4章 反射防止(モスアイ構造)  
1 はじめに
2 モスアイ構造とは
3 モスアイ構造の作製方法
4 RTR-UV-NIL
5 RTR-UV-NILによるモスアイ構造の作製
6 まとめと今後の展望

第5章 赤外線遮蔽ハードコート  
1 はじめに
2 ハードコート
3 赤外線遮蔽機能
4 赤外線遮蔽ハードコート
5 赤外線遮蔽ハードコートの効果
6 おわりに

第6章 物質分離コーティング  
1 はじめに
2 物質分離コーティングによる分離の原理
3 物質分離コーティング層の形成と物質分離への適用事例
3.1 ゾルゲル法によるコーティング
3.1.1 シリカ系コロイドコーティング剤によるコーティング
3.1.2 有機無機ナノハイブリッドコーティング剤によるコーティング
3.2 CVD法によるコーティング
3.3 結晶成長法によるコーティング
4 今後の展望

第7章 ガラスキャピラリー内面の高機能コーティングによる化学センサーデバイス開発  
1 はじめに
2 不溶性コーティングを用いる化学センシング
2.1 疎水性コーティング(イオンセンサー)
2.2 親水性コーティング(pHセンサー, ELISA)
3 可溶性コーティングを用いる化学センシング(酵素活性アッセイ, バイオセンサー)
4 不溶性・可溶性コーティングを組み合わせて用いる化学センシング(尿素バイオセンサー, イムノアッセイ)
5 まとめ


〔第3編 コーティング材料と応用〕

第1章 ナノ粒子コーティング剤  
1 はじめに
2 ナノ粒子設計
3 機能付与
3.1 反射防止
3.2 帯電防止
3.3 ハードコーティング
3.4 高屈折率化/配線不可視化
4 まとめ

第2章 UV硬化型コート材の硬化挙動,付着性付与技術  
1 はじめに
2 UVコート材の硬化挙動について
2.1 酸素による硬化阻害
2.1.1 酸素による硬化障害が起こる理由
2.1.2 酸素による硬化障害の測定例とUVコート材の硬化挙動の特徴
2.2 UVコート材の硬化収縮について
2.2.1 硬化収縮とは
2.2.2 硬化収縮の測定方法
2.2.3 硬化収縮の一般的な傾向
2.2.4 硬化収縮を少なくする方法
3 UV硬化条件と付着性
3.1 UV照射条件と付着性の関係について
3.2 照射条件の最適化
4 付着理論とその活用について
4.1 剥離の形態について
4.2 付着理論について
4.2.1 付着理論の概要
4.2.2 拡散説
4.2.3 吸着説
4.2.4 電気接着説
4.2.5 投錨効果説
4.2.6 WBL理論
4.3 各付着の理論をどう考えるか
5 付着理論を活用したUVコート材の付着性向上技術
5.1 プラスチック素材への付着について
5.1.1 極性の低い高分子素材の場合(PS, PC, PPなど)
5.1.2 極性の高い高分子素材の場合(ABS, PET, アクリル樹脂など)
5.2 無機素材(金属・ガラス)への付着について
5.2.1 吸着説を利用して付着性を向上させる
5.2.2 化学結合を利用して付着性を向上させる方法
6 まとめ

第3章 耐環境性に優れた輻射熱反射コーティングの創製
1 はじめに
2 輻射熱反射EBCsの構造
3 モデル積層体の組織および光反射特性
4 酸素遮蔽性向上と層構造安定化

第4章 防汚・耐指紋指向の新規撥水撥油剤  
1 はじめに
2 臨界表面張力
3 従来の撥水撥油剤
3.1 従来の撥水撥油剤
3.2 従来の撥水撥油剤の生体蓄積性と規制
4 代替化合物とその問題点
5 新規撥水撥油剤
5.1 コンセプト
5.1.1 C4化合物の選択
5.1.2 C4化合物の整列
5.1.3 相互作用性官能基
5.2 新規撥水撥油剤
5.2.1 分子設計
5.2.2 ガラスの撥水撥油性
5.3 新規撥水撥油剤のコーティング
5.3.1 ガラスへのコーティング
5.3.2 有機基材へのコーティング
5.4 新規撥水撥油剤の合成
5.5 新規撥水撥油剤の耐久性
5.6 コーティング厚み
5.7 C6化合物への応用
6 新規撥水撥油剤の用途
7 おわりに

第5章 スーパーDLC膜  
1 はじめに
2 フィルタードアーク蒸着
2.1 真空アーク蒸着法
2.2 フィルタードアーク蒸着装置
2.3 FADの高機能化
3 スーパーDLC膜
3.1 各種DLC膜の作り分け
3.2 スーパーDLC膜の応用
4 おわりに

第6章 スプレーコーティング法による超撥水性ナノ粒子膜
1 はじめに
2 超撥水表面
3 ナノ粒子のスプレーコーティング
4 まとめ

第7章 有機-無機ハイブリッドガスバリア膜  
1 はじめに
2 シリカ/ポリビニルアルコール(PVA)有機-無機ハイブリッドガスバリア膜
3 シリカ/デンプン有機-無機ハイブリッドガスバリア膜
4 層状複水酸化物を用いた有機-無機ハイブリッドガスバリア膜
5 おわりに


〔第4編 評価法,メカニズム〕

第1章 PVD,CVDによる硬質膜の密着性評価  
1 密着性評価法の種類
2 スクラッチ試験法
2.1 標準的な試験条件
2.2 Lc値の判定手段
2.2.1 AE(Acoustic Emission)の発生→LcAE
2.2.2 摩擦力(Frictional Force)の発生→LcFt
2.2.3 光学顕微鏡(Optical Microscope)による観察→LcOM
2.2.4 押込み深さ(Penetration Depth)→LcPd
2.3 Lc値に影響を及ぼす因子
2.3.1 皮膜硬さの影響
2.3.2 基材硬さおよび膜厚の影響
2.3.3 圧子先端径の影響
3 圧痕試験法
4 曲げ試験法
5 おわりに

第2章 コーティング膜の凝集コントロールと評価  
1 はじめに
2 スピンコート法による膜形成
3 レジスト膜の乾燥に伴う表面硬化層の形成
4 溶剤の乾燥に伴うレジスト膜中のVFパターン(Saffmanモデル)
5 レジスト膜の環境応力亀裂
6 おわりに

第3章 防汚・耐指紋性評価法としての接触角測定技術 
1 緒言
2 ぬれ性と接触角
3 表面張力
3.1 表面張力
3.2 表面自由エネルギー
3.3 固体の表面張力
3.4 界面張力
4 接触角と表面張力との関係
5 防汚性
6 耐指紋性
7 接触角測定
7.1 静的接触角と動的接触角
7.2 接触角算出方法
7.3 固体の表面張力(表面自由エネルギー)測定法
8 結言

第4章 フッ素系コーティング剤による防汚技術,指紋付着低減と耐久性評価  
1 はじめに
2 フッ素系コーティング剤の防汚メカニズム
3 防汚用フッ素系コーティング剤の種類と特徴
3.1 シランカップリング型防汚コーティング剤
3.2 UV硬化型防汚コーティング剤
4 フッ素系コーティング剤の耐摩耗性評価
4.1 防汚性の評価
4.1.1 滑落法動的接触角測定
4.2 耐摩耗性の評価
4.2.1 ディスプレイメーカーでの評価方法例
4.2.2 当社の提案
4.2.3 簡易評価(油性インキ・テスト)
4.3 実際の評価例と基準
4.3.1 滑落法接触角と摩擦試験を組み合わせた評価方法例
4.3.2 簡易防汚試験と滑落法接触角を組み合わせた評価方法
4.3.3 判定基準

第5章 シランカップリング剤の反応メカニズム  
1 はじめに
2 シランカップリング剤の構造と機能
3 シランカップリング剤の反応
4 シランカップリング剤の反応メカニズム
4.1 酸触媒による加水分解・縮合反応メカニズム
4.2 アルカリ触媒による加水分解・縮合反応メカニズム
4.3 無機材料表面の修飾反応メカニズム
5 おわりに
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