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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
[コードNo.2015T988]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 矢澤哲夫
■体裁/ B5判 233ページ
■発行/ 2015年11月17日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 69,120円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1098-5

 
★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。

キーワード

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(矢澤哲夫)
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(明渡純)
1はじめに
2AD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
4AD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(松村英樹)
1はじめに
2Cat-CVD法による膜堆積の基礎原理
2.1Cat-CVD法の概要
2.2Cat-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
3Cat-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
3.2Cat-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
3.4Cat-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(三浦健一)
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(岩森暁)
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(幸塚広光)
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(小林靖之、藤原裕)
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(矢澤哲夫)
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(矢吹彰広)
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(村瀬至生)
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)(谷口淳)
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
4RTR-UV-NIL
5RTR-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(岩井和史)
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(矢澤哲夫)
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
3.2CVD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(久本秀明)
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(村口良)
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(阿久津幹夫)
1はじめに
2UV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
2.2UV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
3UV硬化条件と付着性
3.1UV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
4.2.6WBL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(田中誠)
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(丹羽淳)
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
5.1.1C4化合物の選択
5.1.2C4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
5.7C6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(滝川浩史)
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
2.3FAD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(荻原仁志)
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(蔵岡孝治)
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(仁平宣弘)
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
2.2Lc値の判定手段
2.2.1AE(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
2.3Lc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(河合晃)
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(福山紅陽)
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(伊藤隆彦)
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
3.2UV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(山田保治)
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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