UV 硬化樹脂 書籍

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★『何でうまく固まらないんだろう?』『本当に固まっているの?』
 「チオール/エン硬化系」「LED式照射装置」「ハイブリッド・デュアルUV硬化」を含めた最新技術を余すことなく網羅!

〜硬化不良・トラブルを起こさないための〜

最新 UV硬化樹脂の最適化

−材料の選定・配合設計、ランプ・装置の選定、照射条件の設定−


The latest / Optimization of UV cured resin

発刊 2008年5月30日  体裁:B5判 403頁 上製本   定価 80,000円(税抜)
※書籍絶版 オンデマンド版 30,000円(税抜)   (上製本ではありません)

■ 本書のポイント

★材料の選定と配合設計の最適化がわかる!

 ・耐熱性、透明性、硬化膜強度をもつ樹脂の設計とは?
 ・求める屈折率を出すための、樹脂の設計とは?
 ・光重合開始剤を選定する時に考慮すべき点とは?
 ・モノマー,オリゴマー,開始剤の配合比の決め手とは?
 ・硬化収縮を少なくする材料の選定・設計とは?
 ・重合阻害を低減するための材料の選定・設計とは?
 ・チオール/エン配合比による物性の制御とは?
 ・「影の部分」の硬化手法とは?


★照射装置の選び方のポイントがわかる!

 ・光重合開始剤が吸収する光の波長に合うランプを選定とは?
 ・LEDを光源とする照射装置を導入するメリットとは?
 ・照射装置の選択時の見逃しがちな注意点とは?
 ・照射装置の仕様を決めかねる場合の対処法とは?
 ・必要なUV照度が得られないときの対処法は?
 ・ランプが点灯しないときの対処法は?
 ・照度は適正でも硬化不足ときの対処法は?


★樹脂の分析・評価のポイントがわかる!

 ・組成分析が困難である硬化後の分析テクニックとは?
 ・硬化度・硬化挙動に影響を与える因子とは?
 ・硬化特性のレオロジー測定における注意点とは?
 ・硬化時間測定において非接触かつ簡単で前処理を必要としない有効な方法とは?
 ・樹脂の含水率、吸水率の測定とアウトガスの測定の関係性とは?


★UV硬化時のトラブル要因と対策がわかる!

 ・硬化収縮の低減対策とは?
 ・酸素による重合阻害の低減対策  ⇒ 配合面、プロセス面からのアプローチとは?
 ・アウトガスの発生要因と防止策とは?
 ・最もアウトガス化しやすい成分とは?
 ・ランプの熱による基材の変形・変色の対策とは?
 ・ひずみ、密着不良、クラック発生の原因と防止策とは

■ 執筆者(敬称略)
共栄社化学(株)
チバ・ジャパン(株)
フォトポリマー懇話会
東亞合成(株)
放送大学
ダイセル化学工業(株)
東邦大学
日油(株)
日油(株)
岩崎電気(株)
オムロン(株)
(株)オーク製作所
住友スリーエム(株)
JSR(株)
首都大学東京
(株)東洋精機製作所
ナガセケムテックス(株)
日本ペイント(株)
日立化成工業(株)
旭化成(株)
旭化成エレクトロニクス(株)
リンテック(株)
NTTアドバンステクノロジ(株)
船井電機(株)
電気化学工業(株)
電気化学工業(株)
積水化学工業(株)
千葉大学
大日本印刷(株)
(有)トキUV

竹中 直巳
倉久 稔
滝本 靖之
佐内 康之
角岡 正弘
三宅 弘人
市村 國宏
小宮 博之
落合 健一朗
木下 忍
及川 貴弘
鈴木 昭夫
畑中 秀之
高瀬 英明
水沼 博
小林 幸一
飯田 隆文
肥田 敬治
佐藤 邦明
外村 正一郎
大橋 仁
村田 則夫
松井 勉
後藤 慶次
渡辺 淳
八木 元裕
小関 健一
日口 洋一
桐山 義行

■ 目 次

第1章 材料の選定と配合設計

第1節 モノマー,オリゴマーの特徴と選定

 はじめに
 1.モノマー・オリゴマーの役割
 2.(メタ)アクリル酸誘導体の反応
 3.(メタ)アクリレートモノマー
  3.1 モノマーの種類と役割
  3.2 耐熱性と設計
  3.3 屈折率と設計
 4.エポキシアクリレートオリゴマー
  4.1 エポキシアクリレートオリゴマーの特徴
  4.2 2官能エポキシアクリレートオリゴマー
  4.3 多官能エポキシアクリレートオリゴマー
  4.4 耐熱性と設計
 5.ウレタンアクリレートオリゴマー
  5.1 ウレタンアクリレートオリゴマーの特徴
  5.2 2官能ウレタンアクリレートオリゴマー
  5.3 多官能ウレタンアクリレートオリゴマー
 おわりに


第2節 光重合開始剤の特性と着色への対策

 はじめに
 1.光重合開始剤と光硬化組成物
 2.光重合開始剤への要求特性
 3.光重合開始剤の種類と特徴
  3.1 ラジカル光重合開始剤
   3.1.1 アセトフェノン系光重合開始剤の種類と特徴
   3.1.2 α−アミノアセトフェノンの分光増感反応の利
   3.1.3 その他のタイプI光重合開始剤の特徴
   3.1.4 2分子反応型光重合開始剤
  3.2カチオン光重合開始剤
   3.2.1 光カチオン硬化開始剤の種類と特徴
   3.2.2 カチオン型光重合開始剤の感光特性
   3.2.3 白色塗料の光増感カチオン硬化
 4.光硬化における諸問題とその対処法
  4. 1光重合開始剤による黄変および着色
   4.1.1 光硬化時の黄変
   4.1.2 光硬化塗膜の黄変
   4.1.3 露光後の後工程での変色
  4.2 光ラジカル重合に及ぼす酸素阻害の影響
 おわりに


第3節 目的に合わせた配合設計

 はじめに
 1.UV硬化性
  1.1 硬化成分(モノマー,オリゴマー
   1.1.1 アクリルモノマー
   1.1.2 アクリルオリゴマー
  1.2 光重合開始剤
   1.2.1 光重合開始剤の配合量と硬化性
   1.2.2 硬化皮膜厚,光重合開始剤の配合量,硬化性の関係
   1.2.3 光重合開始剤の混合による硬化速さの改善
 2.コーティング組成物の低粘度化とノンソルベント配合
  2.1 硬化成分(モノマー,オリゴマー)の組み合わせによる組成物の低粘度化
   2.1.1 硬化成分の選択
   2.1.2 モノマー成分の粘度とその組成物粘度の関係
  2.2 非硬化成分(希釈剤)の添加
 3.皮膜と支持体の接着性の改善
  3.1 硬化皮膜の内部応力の緩和
   3.1.1 モノマー中の重合活性基の濃度の低減
   3.1.2 重合活性をもたない化合物の添加
  3.2 皮膜・支持体間の界面状態
   3.2.1 硬化皮膜・支持体(基板)間の相互作用の増加
   3.2.2 硬化皮膜と支持体(基板)の接着性の向上
 4.厚膜硬化
  4.1 UV硬化
  4.2 VL硬化
   4.2.1 VL重合開始剤の種類と特性
   4.2.2 VL硬化組成物の硬化性の検討結果
 5.硬化皮膜収縮の低減
  5.1 アクリロイル基濃度の低減
  5.2 重合活性をもたない物質の添加
   5.2.1 バインダーポリマーの添加
   5.2.2 着色顔料の添加
   5.2.3ポリマーバインダーや顔料の配合に当たっての留意事項
 6.酸素による重合阻害防止
  6.1 光重合開始剤からのアプローチ
  6.2 モノマー,オリゴマーからのアプローチ
   6.2.1 モノマー
   6.2.2 オリゴマー
 7.硬化成分の皮膚刺激性(PII)の低減
  7.1 モノマー,オリゴマーの種類と皮膚刺激性の関係
   7.1.1 アクリレートとメタクリレートの比較
   7.1.2 モノマー[(メタ)アクリレート]の官能基の影響
  7.2 PII値を推測する方法
   7.2.1 モノマー,オリゴマーのPII値
   7.2.2 硬化組成物のPII値


第4節 高屈折率UV硬化樹脂の設計と特性

 はじめに
 1.高分子材料の屈折率
  1.1 屈折率を決定する要因
  1.2 屈折率の算出方法
  1.3 化学構造と屈折率
 2.UV硬化樹脂の屈折率制御のポイント
  2.1 一般的なUV硬化樹脂の屈折率
  2.2 UV硬化樹脂における屈折率の温度依存性
  2.3 UV照射量と屈折率との関係
  2.4 UV硬化樹脂の波長分散
 3.UV硬化樹脂の高屈折率化
  3.1 芳香族基の導入
  3.2 フッ素以外のハロゲン原子の導入
  3.3 硫黄原子の導入
  3.4 脂環式構造の導入
 4.高分子材料の複屈折
  4.1 UV硬化樹脂の複屈折
 おわりに

第2章 UV硬化プロセスの特徴とそれらの比較

第1節 ラジカル系UV硬化樹脂の特徴

 はじめに
  1.ラジカル系UV硬化の素反応
  2.光源と開始剤(開始反応)
  3.フォーミュレーション(配合)[成長反応と硬化物物性]
  4.その他(UV硬化の課題と対策および応用)
 おわりに


第2節 カチオン系UV硬化樹脂の特徴

はじめに
  1.カチオン系UV硬化の特徴
  2.カチオン硬化メカニズム
   2.1 光酸発生剤(カチオン触媒)
   2.2 カチオン重合反応
   2.2.1 開環重合型
   2.2.2 付加重合型
 3.カチオン硬化性樹脂
  3.1 環状エーテル化合物
  3.2 ビニルエーテル化合物
 4.カチオン硬化性
  4.1 環状エーテル化合物のカチオン硬化性
   4.1.1 3員環エポキシ化合物の反応性比較
   4.1.2 脂環式エポキシ化合物とオキセタン化合物の反応性比較
   4.1.3 環状エーテル化合物の反応性
  4.2 ビニルエーテル化合物のカチオン硬化性
  4.3 カチオン硬化性モノマーの特徴のまとめ
 5.混合系におけるカチオン反応性
 おわりに


第3節 アニオン系UV硬化樹脂の特徴

 はじめに
 1.光潜在性アミンの現状
 2.光潜在性塩基を利用する光架橋
  2.1 第一級アミンの利用
  2.2 高分子系PL-A-1の利用
  2.3 側基にカルバモイル基をもつポリマーの光と熱を利用する架橋
 3.塗料としての利用
 4.接着剤としての利用(光潜在性アニオン)
 おわりに


第4節ハイブリッド・デュアルUV硬化

 はじめに
 1.ハイブリッドUV硬化
  1.1 基本的な考え方
  1.2 光ラジカル重合+光ラジカル重合系
  1.3 光ラジカル重合+光エン・チオール重合
  1.4 光ラジカル重合+光ラジカル架橋系
  1.5 光ラジカル重合+光カチオン重合系
 2.デュアルUV硬化
  2.1 デュアルUV硬化の背景と考え方
  2.2 光ラジカル重合+熱ラジカル架橋系
  2.3 シラノール脱水縮合
  2.4 ヒドロシリル化
  2.5 光ラジカル重合+ウレタン系
  2.6 光ラジカル重合+熱カチオン架橋系
  2.7 光ラジカル重合+熱アニオン架橋系
  2.8 光・熱カチオン重合系
  2.9 光・熱アニオン架橋系
  2.10 連鎖的なカチオンUV硬化
  2.11 酸増殖反応とUV硬化
  2.12 塩基増殖反応とUV硬化
 まとめ


第5節チオール/エン硬化系を利用したUV硬化性材料

 はじめに
 1.概説
  1.1 UV硬化における位置付け
  1.2 チオール/エン硬化系の特徴
 2.大気下での硬化性
  2.1 UV硬化機構
  2.2 大気下での硬化性評価
 3.密着性
  3.1 ゲル化点と転化率
 4.硬化物の物性
  4.1 チオール/エン配合比による物性の制御
  4.2 エン化合物の構造による物性の制御
  4.3 耐熱性
  4.4 耐候性
 おわりに

第3章 照射装置の種類と選び方のポイント

第1節 ランプの種類と選び方のポイント


第2節 UV硬化工程におけるUV-LED照射器導入の効果

 はじめに
 1.製品品質の向上について
 2.生産効率の向上について
 3.ランニングコストの削減
 4.生産設備の設計自由度向上
 5.設備の導入コストの削減
 6.今後の課題


第3節UV照射装置の選び方のポイントと最適照射条件の設定

 はじめに
 1.UV照射装置
 2.UV照射の基本条件
  2.1 照射光のスペクトル
  2.2 照度
  2.3 積算光量
  2.4 照度分布
  2.5 照射面温度
 3.照射装置全体システムに関わる要素
  3.1 照射方法(一括照射にするかスキャニングにするか)
  3.2 照射幅・照射面積
  3.3 水平照射か垂直照射か
  3.4 配光(光の入射角に対する強度分布)
  3.5 光のリップル
  3.6 ミラーの特性(全波長域反射かダイクロイックか)
  3.7 フィルター
  3.8 照度可変(出力可変)
  3.9 ワークの強制冷却
  3.10 発塵対策
  3.11 窒素パージ
  3.12 可燃性ガス対策
  3.13 オゾン処理
  3.14 シャッター
 4.UV照射装置選択時の注意項目
  4.1 オゾンレスとオゾン有り
  4.2 積算光量だけではない
  4.3 照度はランプ入力密度だけでは決まらない
  4.4 生産ラインに移行可能か
  4.5  照度計の種類により指示値は変わる
  4.6 選定出来ない場合


第4節UV硬化装置のメンテナンス

第4章 UV硬化樹脂の分析・解析・評価のポイント

第1節 UV硬化樹脂の組成分析
 はじめに
 1.UV硬化樹脂の基本成分と感光性材料の種類
 2.組成分析の流れ
 3.光重合性オリゴマー(プレポリマー)
  3.1 光重合性オリゴマーの種類
  3.2 光重合性オリゴマーの分析
 4.光重合性モノマー
  4.1 光重合性モノマーの種類
  4.2 光重合性モノマーの分析
 5.光重合開始剤
  5.1 光重合開始剤の種類
  5.2 光重合開始剤の分析
   5.2.1 ラジカル開始剤
   5.2.2 カチオン開始剤
 6.硬化後のUV硬化樹脂の組成分析
  6.1 分析手法
  6.2 (反応)熱分解GC/MS法
  6.3 反応熱分解GC/MS法による組成分析
 7.原材料の成分
 おわりに


第2節 光硬化性樹脂の硬化度と硬化挙動の評価

 はじめに
 1.光硬化性樹脂
 2.光硬化反応
 3.硬化度,硬化挙動評価の意義
 4.硬化度評価
  4.1 物理的特性による評価
  4.2 化学的特性による評価
 5.硬化挙動評価
  5.1 光学的手法による評価
  5.2 熱的手法による評価
  5.3 その他の評価手法
 6.硬化度,硬化挙動に与える影響因子
 おわりに


第3節 UV硬化樹脂の硬化特性のレオロジー測定

 1.臨界露光量と硬化深度の測定法
 2.硬化特性測定の実例と直接法による結果との比較


第4節 UV硬化性樹脂の非接触硬化時間の測定

 1.UV硬化性樹脂硬化時間測定の現状
 2.レーザ光とスペックルパターン
  2.1レーザ光の特長
  2.2スペックルパターンの発生
  2.3スペックルパターンの歴史
  2.4スペックルパターンの性質
  2.5スペックルパターンの応用計測
 3.画像処理技術
  3.1 位相限定相関演算
  3.2 硬化時間測定方法
 4.UV硬化性樹脂の硬化時間測定例
  4.1 紫外線照射強度の違いによる測定例
  4.2 場所による依存性の測定
 まとめ


第5節 UV硬化樹脂のアウトガス測定

 はじめに
 1.熱重量分析(TG-DTA)法による重量減少率の測定
 2.定温加熱状態での重量減少率の測定
  2.1 液状状態での加熱重量減少率の測定
  2.2 硬化後,100℃に放置することによる重量減少率の測定
 3.UV硬化条件による重量減少率の測定
 4.GC-MS分析法によるガス成分の測定
 5.UV硬化樹脂に含まれる水分
  5.1 水の蒸気圧特性
  5.2 液状UV硬化樹脂の含水率
  5.3 硬化後のUV硬化樹脂の吸水率
 最後に

第5章 現象におけるUV硬化のトラブルとその対策

第1節 酸素による重合阻害の低減対策
 はじめに
 1.酸素による励起状態の失活とラジカルの捕捉
  1.1 酸素による励起状態の失活
  1.2 酸素によるラジカルの捕捉
 2.酸素による重合阻害の低減対策
  2.1 配合面からのアプローチ
   2.1.1 ワックスの使用
   2.1.2 アミンの添加
   2.1.3 光重合開始剤の組み合わせ
   2.1.4 構造による特徴
   2.1.5 チオール・エン硬化系
   2.1.6 その他
  2.2 プロセス面からのアプローチ
   2.2.1 カバーフィルムの使用
   2.2.2 不活性ガス中での硬化
   2.2.3 紫外線強度の増加

第2節 硬化収縮・内部応力の低減対策

 はじめに
 1.硬化収縮の低減対策
  1.1 モノマー,オリゴマーの特徴と硬化収縮
   1.1.1 アクリル当量と硬化収縮
   1.1.2 Tg(ガラス転移温度)と硬化収縮
   1.1.3 伸び率と硬化収縮
  1.2 硬化形式と硬化収縮
  1.3 非反応成分の添加と硬化収縮


第3節 アウトガスの発生要因とその低減対策

 はじめに
 1.UV硬化樹脂の種類とアウトガス性
  1.1 ラジカル重合型UV硬化樹脂(アクリル樹脂)
   1.1.1 長所
   1.1.2 問題点
   1.1.3 ラジカル重合型UV硬化樹脂の基本配合成分
  1.2 カチオン重合型UV硬化樹脂(エポキシ樹脂)
   1.2.1 長所
   1.2.2 問題点
   1.2.3カチオン重合型UV硬化樹脂の基本配合成分
 2.UV(紫外線)硬化性とアウトガス発生との関係
 3.UV硬化樹脂の脱水乾燥
  3.1 脱水乾燥条件
  3.2 吸着乾燥剤
 最後に


第4節 UV硬化装置での熱ダメージとトラブル対策


第6章 応用製品における樹脂の設計・配合・硬化条件

第1節 レジストの配合設計の最適化

 [1]半導体パッケージ基板用感光性ソルダレジスト
 はじめに
 1.耐熱衝撃性の改良
 2.電気絶縁性
  2.1 吸水率の低減
 3.感光性ソルダレジスト“SR7000”の特性
 おわりに

 [2]薄膜ドライフィルムレジストを用いた導体形成
 はじめに
 1.ドライフィルムレジスト(DF)
 2.薄膜DF(UFGシリーズ)
 3.多層薄膜DF
 4.電極形成用薄膜DF
 5.液状レジストとの比較
 6.今後の展望


第2節 半導体ウェハ用ダイシングテープ

 はじめに
 1.半導体チップの製造プロセス
 2.ダイシングテープ
  2.1 一般ダイシングテープ
  2.2 薄厚半導体ウェハ用ダイシングテープ
  3.インラインプロセスとダイシングテープ
  3.1 インラインプロセス
  3.2 インラインプロセスとダイシングテープの関係
  3.3 インラインプロセス対応ダイシングテープ
 4.レーザーダイシング
 最後に


第3節 光部品組立用UV硬化接着剤・樹脂の設計・配合の最適化

 はじめに
 1.光路結合用UV硬化光学接着剤
  1.1 光学接着剤の屈折率制御性と透明性
  1.2 光路結合用光学接着剤の耐湿性設計
  1.3 光路結合用光学接着剤の弾性率設計
  1.4 開発された光路結合用光学接着剤の主な特性
  1.5 光学接着剤の応用
 2.精密固定用UV硬化接着剤
  2.1 精密接着剤の材料設計
  2.2 開発された精密接着剤の主な特性
  2.3 精密接着剤の応用
   2.3.1 マイクロボールレンズの固定
   2.3.2 受発光素子の固定
 3.光導波路形成用UV硬化樹脂
  3.1 光導波路形成樹脂の材料設計と開発樹脂の特徴
  3.2 光導波路部品への応用
   3.2.1 直接露光法によるエポキシ光導波路
   3.2.2 キャステング法やスタンパ法による光導波路
   3.2.3 自己形成光導波路
   3.2.4 光導波路フィルム
   3.2.5 多層光導波路
 おわりに


第4節 光ピックアップの紫外線硬化による接着技術

 1.光ピックアップの最適光学設計と接着技術
 2.光ピックアップの接着部分
 3.光ピックアップの接着パラメータ
 4.接着剤の評価
 5.高精度接着の留意点
 6.光ピックアップの接着実例


第5節 光学レンズ用ポリエン・ポリチオールUV硬化型接着剤

 はじめに
 1.ポリエン・ポリチオール系UV硬化型接着剤の硬化機構
 2.光学レンズ用ポリエン・ポリチオール系UV硬化型接着剤の特長
  2.1硬化特性
  2.2光学特性
  2.3接着特性
  2.4接着耐久性
  2.5ハンドリング性
 3.ポリエン・ポリチオール系UV硬化型接着剤の適用事例
 おわりに


第6節 UV硬化型ホットメルト接着剤の特徴と設計例

 はじめに
 1.UV硬化型ホットメルト接着剤の特徴
  1.1利用されるUV硬化反応の種類とそれぞれの特徴
   1.1.1 UVカチオン反応
   1.1.2 UVラジカル反応
   1.1.3 マレイミド化合物のUV二量化反応
   1.1.4 ベンゾフェノンアクリレート含有アクリル共重合体の反応
  1.2 接着プロセスの特徴
   1.2.1 UVカチオン型の接着プロセス
   1.2.2 UVラジカル型の接着プロセス
 2.UVカチオン型ホットメルト接着剤の設計例
  2.1 配合材料
   2.1.1 カチオン重合樹脂
   2.1.2 脂肪族OH樹脂
   2.1.3 UVカチオン重合開始剤
   2.1.4 添加剤
  2.2タックフリータイプの例
   2.2.1 配合例
   2.2.2 製品例
  2.3 粘着タイプの例
   2.3.1 配合例1
   2.3.2 配合例2
 3.UVラジカル型ホットメルト接着剤の設計例
  3.1 配合材料
   3.1.1 ラジカル重合樹脂
   3.1.2 UVラジカル重合開始剤
   3.1.3 添加剤
  3.2 即接着タイプの例
   3.2.1 配合例
   3.2.2 湿気硬化反応との併用例
  3.3 ホットメルト粘着剤の耐熱性向上の例


第7節 インクジェット用UV硬化インクの設計

 はじめに
 1.ラジカル重合型ジェットインクの設計
  1.1 ラジカル重合型ジェットインクの組成
   1.1.1 光重合開始剤
   1.1.2 モノマー
  1.2 酸素によるラジカル重合阻害
  1.3 水溶液型ジェットインク
  1.4 溶媒フリー型ジェットインク
 2.カチオン重合型ジェットインクの設計
  2.1 カチオン重合反応の特徴
   2.1.1 光カチオン重合開始剤
   2.1.2 カチオン重合性モノマー
  2.2 カチオン重合型ジェットインクの設計例


第8節 スクリーン印刷用水性UVインキの設計とその評価

 はじめに
 1.インキ・塗料分野の低VOC化技術動向
  1.1 建築・鉄鋼用水性塗料分野
  1.2 工業用塗料分野
  1.3 自動車補修塗料分野
 2.水性インキ化への材料技術動向
 3.樹脂・モノマーの組み合わせによるインキ調製(水性UVインキの設計)
 4.UV感度波長の最適化(色素増感の適応)
 おわりに


第9節 UV塗料の特性と設計

 はじめに
 1.UV塗料
  1.1 UV塗料とは
  1.2 UV塗料の特徴
   1.2.1 UV塗料の長所
   1.2.2 UV塗料の短所
 2.UV塗料の構成
  2.1 UV塗料の樹脂成分
   2.1.1 重合性オリゴマー
   2.1.2 反応性希釈剤
   2.1.3 光反応開始剤
   2.1.4 消泡剤
 3.UV塗料の硬化機構とその一考察
  3.1 塗膜表層の硬化状態
  3.2 塗膜中層の硬化状態
  3.3 塗膜下層の硬化状態
 4.皮膚刺激性
 おわりに

 

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