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ナノ粒子塗工液の調整とコーティング技術


定価 ¥ 88,000(税込)
販売価格 ¥ 88,000(税込)
商品番号:dg0025
ISBN: 978-4-86104-751-0


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■販売者:パテントテック社

■出版社:株式会社 技術情報協会
■資料体裁:A4版、650頁
■発刊日:2019年6月28日

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★光学薄膜、熱特性向上、導電性制御、ハードコート、親水・撥水制御、光触媒、、、
★付着・凝集性が著しく高いナノ粒子を分散させ、塗工液にする手法を詳説

■本書のポイント

ナノ粒子分散で押さえておきたいポイント

・良い分散体を得るための分散剤の選定 ・凝集、分散の考え方
・微粒子のぬれ・分散および 安定化のためのSP値の活用
・高分子、アニオン、カチオン系分散剤の 吸着、金属酸化物被覆による分散
・シランカップリング剤を用いたナノ粒子表面改質
・物理的・機械的手法(ミル)による分散 ・試料に応じた信号種や検出器、 SEM各種条件の選択
・溶媒中粒子評価としての粒子径、ゼータ電位の測定

塗布プロセス設計の要点、 品質不良対策

・コーティング液の材料設計に関する界面科学と分散系レオロジーの基礎
・塗膜内応力、乾燥による塗膜収縮力の支配要因の理解
・高周波誘電やマイクロ波による塗膜乾燥
・添加剤による塗布時の濡れ性保持・消泡、タレ抑制やパターン形状保持
・レベリング・フロー性、塗布後の膜の平滑性の向上
・精密薄膜塗工におけるポンプ選定
・コーティング工程のゴミ・異物対策、「見える化」
・コーティングムラの発生メカニズムの理解と 乾燥中塗膜流動現象の数値解析
・流れ作業に対応した膜厚測定

コート膜設計事例

・太陽光、人工光源の遮蔽、光吸収コーティング
・反射・吸収双方で調光可能なエレクトロクロミック膜
・プラズモニックナノ粒子コーティング膜
・色素と無機ナノ材料を融合したアップコンバージョン粒子膜
・プラズモン特性を活かしたナノ構造体シート
・酸化亜鉛の紫外・赤外線遮蔽機能透明膜
・暗色と近赤外高反射を両立させる塗料
・フレキシブル透明導電膜
・無機―有機ハイブリッド型 ナノコンポジッドハードコート材料
・超撥水、防汚コーティング材料
・汎用性、取り扱いも考慮した光触媒塗料

■執筆者(敬称略)

キレスト(株) 成見 和也 山形大学 杉本 俊之
筑波大学 小林 幹佳 大阪府立大学 岡村 晴之
山口大学 大佐々 邦久 富山県立大学 棚橋 満
富山大学 伊藤 研策 日本大学 伊掛 浩輝
産業技術総合研究所 遠藤 茂寿   住友金属鉱山(株) 足立 健治
アシザワ・ファインテック(株) 石井 利博 千葉大学 小林 範久
(株)常光 小野寺 和彦 東京大学 立間 徹
(株)ナガオシステムズ 長尾 大輔 桐蔭横浜大学 石井 あゆみ
金沢工業大学 花岡 良一 九州大学 玉田 薫
DIC(株) 田淵 穣 東京工業大学 野崎 智洋
ビックケミージャパン(株) 若原 章博 ハクスイテック(株) 山本 泰生
千葉大学 大坪 泰文 東京大学 松井 裕章
  坪田 実 神奈川県産業技術総合研究所 良知 健
(株)タクミナ 島崎 寿也 千葉大学 山崎 泰広
アネスト岩田(株) 諸星 敦之 東北大学 林 大和
マツモトファインケミカル(株) 橋本 隆治 東海大学 前田 秀一
平田技術士事務所 平田 政司 マクセル(株) 水谷 拓雄
凸版印刷(株) 和田 晋一 名古屋工業大学 岸 直希
日本ペイントホールディングス(株) 石田 聡 (株)アルバック 橋本 夏樹
(株)アントンパールジャパン 宮本 圭介 三菱製紙(株) 志野 成樹
富士電波工機(株) 浅見 忍 ハリマ化成(株) 山林 芳昭
九州大学 松村 晶 東北大学 平野 愛弓
日本電子(株) 中嶌 香織 東京電機大学 佐藤 慶介
豊橋技術科学大学 中野 裕美 筑波大学 丸本 一弘
弘前大学 宮永 崇史 (地独)東京都立産業技術研究センター 佐熊 範和
名古屋大学 山本 徹也 岐阜県産業技術センター 藤田 和朋
法政大学 森 隆昌 三菱電機(株) 吉田 育弘
大塚電子(株) 白石 優太 九州工業大学 横野 照尚
(株)島津製作所 鷲尾 一裕 (株)ピアレックス・テクノロジーズ 松川 輝紀
(株)リガク 尾本 和樹 信越化学工業(株) 井上 友博
(株)日立ハイテクノロジーズ 柳川 香織 筑波大学 京藤 敏達
早稲田大学 須賀 健雄





◇第1章 粒子分散を制御するための基礎理論 ◇

第1節 分散の三要素(ぬれ,解こう性、安定性)とナノ粒子分散への応用
1.分散剤と界面活性剤の関係
2.分散の三要素とは
3.分散の三要素を考える時の界面活性剤のキーワード
4.水系分散について
5.分散剤の分子量と分散の三要素の関係
 5.1 高分子分散剤の一般的特徴
6.粉体について
 6.1 粉体と“ぬれ”の関係について
 6.2 微粒子紛体の凝集因子について
 6.3 ナノ粒子分散時の問題点
 6.4 粉体の物性・組成と分散剤との関係
 6.5 粉体の粒子径と凝集性について
 6.6 粉体の粒子形と密着性、ぬれ性の関係
7.溶剤系分散について
 7.1 溶剤系分散での三成分の関係

第2節 微粒子の分散凝集とゼータ電位について
1.拡散電気二重層
2.コロイド粒子の電気泳動とゼータ電位
3.DLVO理論による粒子間相互作用と臨界凝集濃度
4.コロイド粒子の凝集速度
5.おわりに

第3節 SP値・HSP値の求め方とナノ粒子/微粒子のぬれ・分散および安定化のためのSP値の活用
1.HildebrandのSP値とHansenのSP値(HSP値)
 1.1 HildebrandのSP値
 1.2 HansenのSP値(HSP値)
2.溶媒および高分子のSP値・HSP値の求め方
 2.1 原子団寄与法による計算
 2.2 実測法
3. 粒子表面のSP値・HSP値の測定法
 3.1 凝集・沈降法
 3,2 インバースガスクロマトグラフィー(IGC)法
4.微粒子のぬれ・分散および安定化のためのSP値の活用 
 4.1 微粒子の分散安定化工程
 4.2 ぬれ・分散化と溶媒/樹脂選択のためのSP値の活用
 4.3 微粒子の安定化と分散剤選択のためのSP値の活用

第4節 荷電コロイド粒子の希薄分散系における秩序形成について
1.荷電コロイド粒子分散液の状態図
 1.1 コロイド結晶
 1.2 二状態構造
 1.3 Void構造
 1.4 濃縮・希釈分布構造
 1.5 極希薄分散液中におけるVoid構造
2.分散液中における荷電粒子間静電相互作用理論

第5節 粉粒体特性の評価に関わる国際・国内標準化
1.ISOの簡単な説明
2.ISO/TC 24での国際標準化
 2.1 ISO/TC 24の体制
 2.2 ISO/TC 24/SC 4が開発した国際規格
3.粉技協以外の機関が作成したJIS規格
4.粒子特性評価に関する国際規格化の動向

◇第2章 ナノ粒子の均一分散技術と再凝集対策◇

第1節 ビーズミルを用いたナノ粒子への微粉砕・分散技術
1.ビーズミルの特徴
 1.1 ビーズミルの原理
 1.2 乾式ビーズミルと湿式ビーズミルとの比較
2.湿式ビーズミル
 2.1 湿式ビーズミルの運転方法
 2.2 湿式ビーズミルの粉砕・分散効率に影響を与える因子
3. 過分散とマイルド分散R
 3.1 過分散
 3.2 マイルド分散R
4.ナノ粒子分散大量生産用湿式ビーズミル
5.湿式ビーズミルでのCNTの分散例
6.エコ粉砕


第2節 湿式ジェットミルによるナノ粒子の分散技術
1.カーボンナノチューブ(CNT)について
 1,1 その構造について
 1.2 CNTの機能と用途について
2.湿式ジェットミルについて
3.湿式ジェットミル装置の概要
 3.1 開発の目的
 3.2 開発の目標
 3.3 装置の仕様)
4.分散状態の結果
 4.1 CNT分散液の評価
 4.2 電気二重層キャパシター用電極としての評価
 4.3 試作機の性能向上への改良

第3節 3次元ボールミルによるナノ粒子のへの微粉砕・分散技術
1.3次元ボールミル(3次元リアクター)装置とは
2.【方法】3次元ボールミル装置と遊星ボールミル装置 乾式NiO2粉砕比較
3.【考察】

第4節 高電界技術を用いたナノ粒子の分散
1.粒子混合溶媒中のバリア放電と粒子の分散
 1.1 粒子分散溶媒
 1.2 バリア放電の様相と粒子分散過程
2.ナノ粒子分散セルの設計と分散システム
 2.1 DDM分散セルの設計と試作
 2.2 FDM分散セルの設計と試作
 2.3 ナノ粒子分散システムと分散方法
3.ナノ粒子の分散評価
 3.1 粒子の分散様相
 3.2 SEM観測による粒子分散評価
 3.3 レーザー透過光強度による粒子の分散安定性評価
 3.4 ナノ粒子の化学的修飾と再凝集性評価
4.ナノコンポジットの試作と機械的・電気的特性
 4.1 適合する溶媒の選択
 4.2 ナノコンポジットの試作

第5節 シランカップリング剤によるナノ粒子表面改質
1.表面改質の必要性
2.シランカップリング剤
3.シランカップリング剤を用いた表面化学修飾
4.シランカップリング剤の選択
5.シランカップリング剤のハンドリング
 5.1 加水分解触媒およびpH
 5.2 処理温度
 5.3 撹拌速度(撹拌効率)・処理時間
 5.4 種類および添加量
6.表面改質ナノ粒子の分析
7.ナノコンポジットの作製
 7.1 ナノコンポジット塗料の作製
 7.2 溶融混練ナノコンポジットの作製

第6節 添加剤がコーティング液に与える塗布性、塗布後の膜の平滑性
1.添加剤の役割
2.消泡剤による塗布性の確保
3.表面調整剤による下地の濡れ性の向上
4.表面調整剤による膜の平滑性の向上
5.レオロジーコントロール剤による沈降防止と膜の平滑性
6.透明性の高い試料の平滑性評価 
7.終わりに

◇第3章 精密塗工・乾燥プロセスの設計とトラブル対策事例◇

第1節 コーティング液の材料設計にかかわる界面化学とレオロジーの制御
1. 微粒子の濡れ性と分散系の粘度挙動
 1.1 濡れ性と分散性
 1.2 分散工程と分散系の粘度変化
2.ナノ粒子分散系のダイラタント流動と塗布性
 2.1 ナノ粒子分散系の特異なレオロジー挙動
 2.2 法線応力効果と塗布性
3.分散系の伸長流動とタック
 3.1 伸長粘度
 3.2 微粒子分散系の伸長粘度
 3.3 タック
 3.4 印刷インキにおける実用的タック測定
4.レベリングとチクソトロピー
 4.1 レベリング 
 4.2 レベリングに対するチクソトロピーと降伏応力の影響
5.ナノファイバー分散系における配向効果とレオロジー測定 
 5.1 カーボンナノファイバー分散系における逆チクソトロピー 
 5.2 カーボンナノファイバー分散系における非線形粘弾性挙動の測定

第2節 塗布・コーティングにおける塗膜の内部応力に起因する欠陥とクラック対策
1.内部応力とは
2.身近な内部応力のはなし
 2.1 割れと内部応力
 2.2 内部応力が有用に機能する事例
3.塗膜の内部応力の発生機構
 3.1 焼付け塗料の場合
 3.2 常温硬化、常温乾燥塗料の場合
 3.3 付着性に関する経験則
4. 内部応力の支配要因

第3節 塗工品質を高めるポンプの選び方
1.スムーズフローポンプ
 1.1 ポンプ構造
 1.2 スムーズフローポンプの特長
  1.2.1 ポンプ効率
  1.2.2 再現精度
  1.2.3 脈動率
  1.2.4 長期安定性
  1.2.5 リーク極小
  1.2.6 完全密閉
  1.2.7 流体の物性変化なし
  1.2.8 耐摩耗性
  1.2.9 クリーン
  1.2.9 メンテナンス性
  1.2.10 ポンプ起因の発泡なし
2.ダイコーティングにおける回転式ポンプの問題解決事例
 2.1 横だん
 2.2 塗工液の変質
 2.3 ナノ粒子によるポンプ故障
 2.4 摩耗による性能低下
 2.4 ポンプ由来の異物混入
 2.5 ポンプ起因の発泡
3.小流量域での送液と残留エアの影響

第4節 エアスプレーガンにおける微粒化制御方法
1.エアスプレーガンの特徴
2.エアスプレーガンの構造と使い方
 2.1 ハンドスプレーガン
 2.2 オートスプレーガン
3.霧化頭の構造と特徴
4.エアスプレーガンの微粒化メカニズム
5.塗装条件とパターン形状の関係
6.微粒化の調整方法
 6.1 微粒化の評価方法
 6.2 粒子径の調整方法
7.良い塗面の作り方

第5節 精密カーテンコーティングにおける液体膜の流れについて
1.回転ローラーに架橋した液膜上の波
2.液膜に現れる波
 2.1 高落下液膜(d ≫ Lvar):実験1
 2.2 低落下液膜(d ~ Lvar):実験2
3.液膜破れの伝播
4.液面に架橋した液膜

第6節 有機チタンオリゴマー化合物を利用した表面処理と用途展開
1.有機チタン化合物の種類と反応性
2.チタンアルコキシドモノマーとオリゴマーの成膜性
3.高屈折率膜形成材料への応用
4.密着性向上剤(プライマー)としての応用

第7節 コーティング工程におけるゴミ・異物の対策
1.会社の痛みの「見える化」と共有化
2.気流の「見える化」
3.浮遊ゴミの「見える化」
 3.1 HIDライトによる浮遊ゴミの「見える化」
 3.2 グリーンレーザーシート光源による浮遊ゴミの「見える化」
 3.3 粗粒子パーティクルセンサーによる浮遊ゴミの「見える化」
4.落下ゴミや付着ゴミの「見える化」
 4.1 LEDライトによる「見える化」
 4.2 ラベル用紙による「見える化」
 4.3 ダストサンプラーによる「見える化」
5.塗工剤中のゴミの「見える化」
6.対策事例
 6.1 原則1:工程内にゴミを持ち込まない。
 6.2 原則2:ゴミを発生させない。
 6.3 原則3:ゴミを堆積させない(清掃)
 6.4 原則4:ゴミを除去する。

第8節 塗膜の測定と乾燥挙動解析
1.塗膜乾燥時の塗膜状態測定
 1.1 塗膜粘度の経時測定
 1.2 塗膜面性と内部流動の同時測定
  1.2.1 塗膜面性の測定
  1.2.2 塗膜内部流動の経時測定
  1.2.3 塗膜面性と内部流動の比較
2.塗膜乾燥を対象にした数値解析
 2.1 乾燥中のナノ粒子の成分偏析
 2.2 塗膜のレベリング過程解析
 2.3 マランゴニ流れによる乾燥ムラ
3.おわりに

第9節 塗料・塗膜の物性と評価方法
1.塗料の評価方法
 1.1 粘度測定
 1.2 粘弾性測定
 1.3 表面張力測定
2.成膜過程の評価方法
 2.1 動的粘弾性測定
 2.2 剛体振り子物性試験(FDOM)
3.塗膜の評価方法
 3.1 引っ張り試験
 3.2 硬度試験
 3.3 付着性試験
 3.4 粘弾性測定
 3.5 TMA(熱機械分析)
 3.6 塗膜の表面形状(粗度測定)
4.物性の活用事例
 4.1 塗料の攪拌
 4.2 ロールコーター塗装のピックアップ性
 4.3 ローラー塗装時の塗装感
 4.4 スプレー塗装時の微粒化
 4.5 レベリングとたれ
 4.6 耐擦り傷性、チッピング性
 4.7 塗膜のわれ

第10節 動的粘弾性測定によるペーストの分散性評価
1.粒子分散サンプルの分散特性の評価について
2.動的粘弾性測定による分散性評価
 2.1 ペーストサンプル評価用粘弾性測定装置
 2.2 粘弾性測定の概要
 2.3 ひずみ分散測定による均一/不均一分散特性の評価
 2.4 ひずみ分散測定による大変形時における分散特性の評価
 2.5 周波数分散測定と長期分散特性の評価
 2.6 時間分散測定と分散特性の評価

第11節 高周波誘電・マイクロ波によるシート、薄膜、成型体表面等の短時間乾燥
1.高周波加熱の原理と特徴
2.高周波誘電加熱とは
 2.1 高周波誘電加熱の原理
 2.2 吸収電力の計算
 2.3 高周波誘電・マイクロ波加熱の特徴
 2.4 高周波誘電加熱のメリット
 2.5 高周波誘電加熱のデメリット
 2.6 高周波誘電の電極構成
 2.7 印刷分野で使用される連続式乾燥装置
 2.8 印刷分野以外で使用される格子式電極乾燥装置
3.マイクロ波による薄膜シートの加熱

 
◇第4章 直接観察によるナノ粒子の評価技術◇

第1節 収差補正電子顕微鏡を用いたナノ粒子の構造・状態解析
1.収差補正電子顕微鏡
 1,1 電子顕微鏡の原理
 1.2 電磁レンズの球面収差補正
 1.3 収差補正電子顕微鏡の特徴
2.走査透過電子顕微鏡(STEM)法
3.金属ナノ粒子の構造・状態解析
 3.1 ドリフト補正HAADF-STEMによる金ナノロッドの局所格子歪み解析
 3.2 XEDSによる合金ナノ粒子の局所組成解析
 3.3 新たな高効率アンモニア合成触媒の開発

第2節 走査電子顕微鏡(SEM)を用いたナノ粒子の構造・状態解析と条件設定
1.SEMの構成
2.電子線照射により得られる信号
 2.1 二次電子
 2.2 反射電子
 2.3 特性X線
3.SEM像形成のパラメータと有効活用
 3.1 加速電圧変化に伴う二次電子像の特性 
  3.1.1 エッジ効果
  3.1.2 加速電圧変化に伴う特性X線の特性
 3.2 照射電流(スポットサイズ)
 3.3 作動距離(WD: Working Distance)
4.チャージアップ現象とその防止方法
 4.1 チャージアップの原理と低加速電圧による観察
 4.2 導電材のコーティング
 4.3 低真空SEMによる観察
5. 減速法

第3節 高温透過型電子顕微鏡 (TEM)を用いたナノ粒子の動的その場観察
1.観察方法
2.水熱合成BaTiO3ナノ粒子表面、気孔の熱挙動
3.ナノ粒子の粒成長機構
 3.1 球状粒子の粒成長
 3.2 ファセット粒子の粒成長
 3.3 粒子の結晶構造相転移

第4節 X線吸収微細構造 (XAFS) の測定法と材料を計測する際の留意点
1.光学系
2.透過法による測定
3.蛍光法による測定
4.電子収量法による測定
5.その他の測定手法
6.EXAFSの解析法
7.Agナノ粒子への応用
8.ナノ粒子中の平均自由行程に関する留意点

第5節 AFM(原子間力顕微鏡)による液中分散ナノ粒子の物性評価
1.AFMによる表面間相互作用の測定方法
2.水溶媒中でのシリカ粒子表面間相互作用
3.有機溶媒中でのシリカ粒子表面間相互作用
4.ミスト雰囲気下でのシリカ粒子表面間相互作用
5.付着力の取り扱い

◇第5章 間接的測定による粒子表面、分散性の評価技術 ◇

第1節 ナノ粒子スラリーの浸透圧測定
1.ナノ粒子スラリーの浸透圧
2.ナノ粒子スラリーの浸透圧測定装置概要
3.ナノ粒子スラリーの浸透圧測定結果と従来法との比較

第2節 動的光散乱法および電気泳動光散乱法を用いたナノ粒子の物性評価
1.動的光散乱法による粒子の評価
 1.1 測定原理
 1.2 動的光散乱の測定可能範囲と特徴
 1.3 測定光学系
 1.4 測定例
2.電気泳動光散乱法による粒子の評価
 2.1 測定原理
 2.2 電気泳動光散乱の特徴
 2.3 測定光学系
 2.4 測定例

第3節 レーザ回折・散乱法によるナノ粒子の分散凝集評価
1.粒子径分布
2.レーザ回折・散乱法
 2.1 測定原理
 2.2 応用測定データ例

第4節 ナノ材料の比表面積/細孔分布測定-ガス吸着法と水銀圧入法
1.ガス吸着法
 1.1 吸脱着等温線
 1.2 ヒステリシス
 1.3 測定手法と前処理
 1.4 吸着等温線の解析方法-比表面積、細孔分布の計算
 1.5 応用測定データ例
2.水銀圧入法
 2.1 測定原理
 2.2 測定上の注意事項
  (1) 細孔形状
  (2) 特殊な雰囲気(高圧)
  (3) 接触角・表面張力
  (4) 空隙の評価
  (5) 安全性
3.ガス吸着法と水銀圧入法の比較

第5節 小角X線散乱(SAXS)を用いたナノ粒子の粒度分布の計測
1.小角X線散乱
 1.1 小角X線散乱とは
 1.2 小角X線散乱の基礎
 1.3 粒子系の小角X線散乱
  1.3.1 粒子の平均サイズ(Guinierプロット)
  1.3.2 粒子径サイズ分布
  1.3.3 粒子間干渉効果
  1.3.4 粒子の形状
  1.3.5 粒子の表面構造

◇第6章 塗膜面の均一塗布に向けた塗膜の観察技術◇

第1節 ナノ3D光干渉計測システムによる塗工スジの目視不良解析の定量化と多層フィルムの非破壊構造解析
1.ナノ3D光干渉計測システムの測定原理
 1.1 表面形状測定の原理
 1.2 層断面解析の原理
2.ナノ3D光干渉計測システムを用いた測定事例
 2.1 フィルム上のコーティング塗工スジの定量評価
 2.2 ITO膜エッチングパターン形状計測
 2.3 表面処理により変化した表面形状の定量化 
 2.4 包装フィルムの多層構造計測
 2.5 積層フィルムの目視で見られるスジ異常領域の評価

第2節 非接触型抵抗測定法によるコーティング膜厚の推定
1.測定法の概要と測定例
 1.1 母材が非導電性の場合
 1.2 母材が導電性の場合

◇第7章 光に関するコーティング材への応用◇

第1節 ジアリルフルオレン/ ポリシランブレンド高屈折率膜の調製とその屈折率制御
1.ジアリルフルオレン/ポリシランブレンドによる光架橋膜の調製
2.光架橋ジアリルフルオレン/ポリシランブレンドの屈折率制御

第2節 大小コロイド異種粒子混合分散系の自己集積現象を利用した透明複合材料膜の調製と光学特性
1.無機/アクリル樹脂系透明複合材料膜
2.無機/アクリル樹脂系複合材料の透明性
3.無機/アクリル樹脂系複合材料の屈折率
4.無機/アクリル樹脂系複合材料の構造発色

第3節 紫外線、熱線遮蔽能を有する有機無機ハイブリッド材料の開発
1.本研究で用いた物性測定装置および測定条件
2.紫外線遮蔽ポリウレタン/チタニアハイブリッド材料の作製
 2.1 紫外線遮蔽ハイブリッド作製で使用する試薬
 2.2 ポリテトラメチレンオキシド両末端のシランカップリング修飾
 2.3 PTMOとチタニアとのハイブリッド化
3.紫外線遮蔽ポリウレタン/チタニアハイブリッド材料の物性測定
 3.1 ハイブリッドのキャラクタリゼーション
 3.2 ハイブリッドの光学特性
 3.3 ハイブリッドの機械的性質
 3.4 ハイブリッドのモルフォロジー
 3.5 紫外線遮蔽ポリウレタン/チタニアハイブリッド材料のまとめ
4.熱線カットポリウレタン/酸化銅ハイブリッド材料の作製
 4.1 熱線カットハイブリッド作製で使用する試薬
 4.2 PEGと酸化銅とのハイブリッド化
5.熱線カットポリウレタン/酸化銅ハイブリッド材料の光学特性と微細構造
 5.1 ハイブリッドの光学特性
 5.2 ハイブリッドのモルフォロジー
 5.3 熱線カットポリウレタン/酸化銅ハイブリッド材料のまとめ

第4節 ほぼ透明な日射遮蔽ナノ微粒子材料の開発
1.ほぼ透明な日射遮蔽ナノ微粒子とその応用
 1.1 ほぼ透明な日射遮蔽ナノ微粒子
 1.2 日射遮蔽コーティングへの適用
 1.3 近赤外線吸収材料としての新規応用
  1.3.1 撮像素子用NIRフィルターおよび近赤外線認識
  1.3.2 光熱変換
2.可視透明性の起源  
 2.1 バンド構造とバンドギャップ
 2.2 ナノ微粒子化の効果
3.近赤外線吸収の起源
 3.1 基本原理(局在表面プラズモン共鳴)
 3.2 LaB6粒子形状の効果
 3.3 微粒子集団不均一性の解析
 3.4 誘電関数修正と集団不均一性
 3.5 CWO欠損酸素(VO)の効果

第5節 省エネ型スマートウィンドウへ向けた銀ナノ粒子を用いた多色調光ガラス
1.エレクトロクロミック反応による調光技術
2.透明・鏡・黒を発現する銀析出型EC素子
3.LSPR制御に基づくCMY三原色の表示可能な銀析出型EC素子の構築

第6節 プラズモニックナノ粒子のさまざまな応用
1.プラズモン共鳴に伴う過程
 1.1 熱への変化
 1.2 光の散乱
 1.3 光エネルギーの伝達
 1.4 電子の伝達
2.光吸収に基づく応用
 2.1 ナノ粒子による光吸収とその応用
 2.2 近赤外スマートウィンドウ
3.光散乱に基づく応用
 3.1 ナノ粒子による光散乱とその応用
 3.2 表と裏で色の違う半透明膜
 3.3 透明プロジェクションスクリーン
 3.4 その他の応用
4.エネルギー伝達に基づく応用
 4.1 エネルギー伝達とその応用
 4.2 光電流の増強
5.電子移動に基づく応用
 5.1 電子移動とその応用
 5.2 可視光駆動型光触媒
 5.3 光電変換
 5.4 化学センサ、バイオセンサ
 5.5 その他の応用

第7節 微弱な近赤外光を青色の光に変換するアップコンバージョンナノ粒子の開発
1.界面錯形成による希土類酸化物ナノ粒子のアップコンバージョン発光
 1.1 インジゴ色素を配位子としたTm/Ybコアシェル型酸化物ナノ粒子
  1.1.1 界面錯体の形成と構造
  1.1.2 ナノ粒子界面における配位子-金属間エネルギー移動
  1.1.3 界面錯形成による青色アップコンバージョン発光
 1.2 スクアリリウム色素を配位子としたEr酸化物ナノ粒子
  1.2.1 界面錯体の形成と構造
  1.2.2 ナノ粒子界面での金属-金属間エネルギー移動によるアップコンバージョン発光
  1.2.3 界面錯形成による緑色および赤色アップコンバージョン発光
2.フッ化カルシウムナノ粒子をコアとした高効率アップコンバージョン発光
 2.1 CaF2ナノ粒子をコアとしたEr界面錯体の形成と構造
 2.2 振動緩和の抑制と青色アップコンバージョン発光の発現

第8節 金属微粒子シートによるフルカラーコーティング
1.銀および金微粒子シートの作製
2.フルカラーシートの作製とメタマテリアル特性
3.本技術の特徴
◇第8章 熱に関する薄膜・コーティング材への応用と測定技術◇

第1節 シリコンナノ粒子と高分子ハイブリッド薄膜の作製とフォノン輸送特性
1.シリコンナノ粒子の合成
2.熱伝導率の計測
3.熱伝導率の評価

第2節 酸化亜鉛ナノ粒子分散によるフィルムやハードコートへの紫外線,赤外線遮蔽機能の付与
1.酸化亜鉛の主な特徴
 1.1 結晶構造と物性
 1.2 主な品種と用途
2.導電性酸化亜鉛粉末
 2.1 粉末の製法と特徴
 2.2 ナノ粉末の分散
 2.3 塗膜の分光特性
 2.4 塗膜の遮熱特性
3.蒸着膜
 3.1 蒸着源と蒸着方法
 3.2 蒸着膜の導電性
 3.3 蒸着膜の分光特徴
 3.4 蒸着膜の遮熱特性

第3節 透明酸化物半導体プラズモニックナノ粒子を用いた透明反射遮熱技術の開発とフィルム応用
1.酸化物半導体ナノ粒子の結晶制御及び光学特性
 1.1 ITOナノ粒子の合成と構造解析
 1.2 ITOナノ粒子の表面プラズモン励起
2.ITOナノ粒子薄膜の光学的特性
 2.1 赤外反射性能
 2.2 ナノ粒子間ギャップの電場増強と赤外反射性能
3.電気的性質と電波透過性
 3.1 ITOナノ粒子薄膜の電子輸送
 3.2 マイクロ波帯域の電磁波特性
4.産業応用に向けて
 4.1 耐環境性
 4.2 フレキシブル性能
 4.3 広帯域の光・電磁波制御

第4節 CuOナノ粒子コーティングによる高日射反射率塗料用顔料の暗色化
1.ガス中蒸発法によるCuOナノ粒子コーティング
2.ボールミル法によるCuOナノ粒子コーティング

第5節 遮熱コーティングの界面強度と熱サイクル寿命予測
1.遮熱コーティングの損傷挙動と寿命予測
 1.1 高温環境中における微視組織と力学特性の変化
 1.2 高温環境下における遮熱コーティングの損傷
 1.3 熱サイクルによる剥離寿命と寿命予測
2.界面強度
 2.1 界面端と界面き裂先端の応力特異場
 2.2 遮熱コーティングの界面強度評価
  2.2.1 改良4点曲げ試験法による遮熱コーティングの界面強度評価
  2.2.2 界面圧子押し込み法による遮熱コーティングの界面強度評価

◇第9章 導電・絶縁コーティング材への応用◇

第1節 有機前駆体ヘ?イント還元法によるナノワイヤ透明導電膜の創製
1.透明導電膜の現状
2.フレキシブル透明導電膜
3.銀ナノワイヤーの合成法
4.有機前駆体ペイント還元法による銀ナノワイヤー透明導電膜合成プロセス
5.有機前駆体からのナノワイヤー合成(カルボン酸銀を原料とした銀ナノワイヤー作製法)
6.有機前駆体の合成(カルボン酸銀の合成)
7.超音波反応場による酸化銀を原料としたカルボン酸銀合成法
8.有機前駆体のスプレー塗布(カルボン酸銀の塗布)
9.塗布した有機前駆体の還元
10.有機前駆体スプレー還元法による銀ナノワイヤー透明導電膜合成の特徴

第2節 有機導電性インクの合成と評価
1.導電性高分子の可溶化
2.導電性高分子のコロイド化-高分子界面活性剤の利用-
3.導電性高分子のコロイド化-コロイド状無機微粒子との複合化-
4.導電性高分子のインク化

第3節 塗布型透明導電膜の現状とフレキシブル用途への展開
1.塗布型透明導電材料開発の歴史と背景
 1.1 塗布型透明導電材料開発の歴史
2.金属酸化物を用いた塗布型導電膜
 2.1 金属酸化物を用いた透明導電材料
 2.2 導電性酸化物の塗布型導電膜
 2.3 ITOを用いた塗布型導電膜
 2.4 塗布型 ITO膜の特性とデバイスへの応用展開
3.有機導電ポリマーを用いた塗布型透明導電膜
 3.1 有機導電ポリマー開発の背景
 3.2 PEDOT/PSSの特徴、適用方法
  3.2.1 PEDOT/PSSの特徴
  3.2.2 PEDOT/PSSの製品への適用方法
 3.3 PEDOT/PSSを用いた塗布型透明導電膜の特徴
 3.4 塗布型透明導電膜の評価方法
 3.5 PEDOT/PSS塗布型透明導電膜まとめ
4. 塗布型透明導電膜の特性まとめ
 4.1 各種塗布型透明導電膜の特性
 4.2 各種塗布型透明導電膜のデバイスへの展開

第4節 カーボンナノチューブ薄膜のコーティング技術
1.カーボンナノチューブ
2.カーボンナノチューブ薄膜の構造と電気伝導
3.カーボンナノチューブ薄膜の作製手法
 3.1 液相プロセスによるカーボンナノチューブ薄膜の作製
 3.2 気相プロセスによるカーボンナノチューブ薄膜の作製
4.カーボンナノチューブ薄膜の低抵抗化手法

第5節 Agナノ粒子インクを用いたグラビアオフセット印刷法による微細グリッド透明電極の形成技術
1.ナノメタルインク
 1.1 導電膜形成に用いる金属ナノ粒子
 1.2 ナノメタルインクの焼結メカニズム
2.印刷法による配線形成
 2.1 グラビアオフセット印刷法による配線形成
3.透明電極の特性
 3.1 微細金属グリッド配線を用いた透明電極
 3.2 Agグリッド配線よりなる透明電極の導電性および可視光透過性
 3.3 Agグリッド配線上の全面に導電性ポリマーを積層した透明電極

第6節 銀ナノ粒子インクによる焼成不要な導電性パターン形成技術
1.銀ナノ粒子インクと専用メディア
 1.1 銀ナノ粒子インク
 1.2 専用メディア
 1.3 専用メディア上への印刷方法
 1.4 専用メディア上に形成された導電性パターンの物理的な特性
 1.5 専用メディア上への部品実装
 1.6 アプリケーション
  1.6.1 プロトタイピング
  1.6.2 ワークショップ・教育用途
  1.6.3 ラージエレクトロニクス

第7節 窒素雰囲気下および大気雰囲気下での熱処理が可能な電子部品電極用銅ペーストの開発
1.電子部品電極用銅ペースト CP-5000Dの概要
 1.1 銅ペーストの設計
 1.2 銅ペーストの使用方法 
2.部品電極用銅ペースト CP-5000Dの特性
 2.1 銅ペーストの基本特性
 2.2 接触抵抗値評価
 2.3 めっき形成性
 2.4 信頼性評価

第8節 ナノ材料を包埋する脂質二分子膜の形成とその応用
1.金ナノ粒子を包埋した基板支持脂質二分子膜の形成
 1.1 金ナノ粒子を含むベシクルの形成
 1.2 親水基板上での金ナノ粒子含有脂質二分子膜の形成
 1.3 形成したSLBへのナノ粒子含有ベシクルの融合
2.フラーレンを包埋した脂質二分子膜の光センシングへの応用

第9節 シリコン-有機ポリマー太陽電池における銀ナノ粒子を用いた低光反射率構造の創製技術
1.マイクロデザート形態を有するシリコン-有機ポリマー太陽電池の光反射率と太陽電池性能
 1.1 マイクロデザート形態の製造方法
 1.2 マイクロデザート形態を有するシリコン-有機ポリマー太陽電池の製造方法
 1.3 光反射率と太陽電池性能
2.ポーラスデザート形態を有するシリコン-有機ポリマー太陽電池の光反射率と太陽電池性能
 2.1 金属援用化学エッチング手法によるポーラスデザート形態の製造方法とポーラス形態の形成メカニズム
 2.2 ポーラスデザート形態を有するシリコン-有機ポリマー太陽電池の製造方法
 2.3 光反射率と太陽電池性能
3.ポーラスデザート形態を有するシリコン-有機ポリマー太陽電池の性能改善
 3.1 ポーラスデザート形態への表面修飾方法と修飾材の反応メカニズム
 3.2 ポーラスデザート形態への化学研磨処理方法
 3.3 表面修飾ならびに化学研磨処理を施したポーラスデザート形態を有するシリコン-有機ポリマー太陽電池の製造方
 3.4 光反射率と太陽電池性能

第10節 ダイコーティングを用いた光電変換素子の形成
1.薄膜作製用ダイスと解析モデル
2.ダイコーティングを用いた薄膜作製
3.ダイコーティングにより作製された薄膜の形状評価
4.ダイコーティングを用いた光起電力素子作製と特性評価

◇第10章 表面の耐傷・耐擦傷性コーティングの開発◇

第1節 金属酸化物ナノコロイドゾルの特徴を付与した機能性ハードコートの開発
1.無機-有機ハイブリッド材料
 1.1 コーティング材料
 1.2 無機高分子と有機高分子
 1.3 ポリシロキサン結合
 1.4 ハイブリッドの考え方
 1.5 ゾルゲル法とハイブリッド樹脂設計
2.ハードコートの設計
 2.1 表面処理
 2.2 表面改質
 2.3 ハイブリッドデュアル複合キュア
 2.4 下地キャンセル仕様
 2.5 ハードコートの変遷
 2.6 ナノシリカ系ハイブリッド型ハードコート
 2.7 ハイブリッド型ハードコートの設計
3.粒子による機能化
 3.1 粒子ハイブリッド
 3.2 ナノ粒子を使いこなす
 3.3 機能性粒子ハイブリッド型無機-有機ハイブリッドハードコートの設計
4.機能性ハイブリッド型ハードコート
 4.1 ウルトラハードコート
 4.2 デュアルキュアー型ハードコート
 4.3 防汚型ハードコート(撥水・撥油性、汚染除去性)
 4.4 UV吸収性ハードコート
 4.5 熱線遮蔽性ハードコート
 4.6 屈折率制御型ハードコート
 4.7 低熱膨張型耐熱性ハードコート
 4.8 抗菌・防カビ性ハードコート
 4.9 ブルーライトカット型ハードコート
 4.10 AG(Anti-Glare)性ハードコート
 4.11 フィルム成型用ハードコート
 4.12 ガラス代替え超高硬度ハードコート
 4.13 その他ハイブリッド型ハードコートの応用

◇ 第11章 表面の親水・撥水性コーティングの開発◇

第1節 オレフィン系フィルムへのインクコーティングによる表面構造制御技術の開発
~岐阜県の汎用フィルム産業における高付加価値化を目指して~
1.インク樹脂の選定
 1.1 研究方針
 1.2 実験
2.フィルムの微構造制御
 2.1 研究方針
 2.3 延伸速度と微構造との関係
 2.4 延伸温度と微構造との関係
 2.5 基材フィルムの厚さと微構造との関係
 2.6 インク顔料と微構造との関係
3.微構造フィルムの性能評価

第2節 両性イオンポリマー表面の形成と超親水性・防汚コーティングへの展開
1. ナノ粒子の添加・硬化反応による両性イオンポリマーの表面偏析
2.微量CO2の捕捉による両性イオンのその場形成
 2.1 ジアミン誘導体の水中でのCO2付加反応

第3節 粉塵や氷雪の付着を防ぐコーティング
1.超撥水技術
 1.1 超撥水性とは
 1.2 超撥水化の方法
2.防汚コーティング
 2.1 超撥水による防汚効果
  2.1.1 バイオフィルムの抑制
  2.1.2 粉塵付着の抑制
  2.1.3 氷雪付着の抑制
 2.2 製品適用例

◇ 第12章 光触媒を活用した塗料の開発◇

第1節 酸化チタン光触媒における反応場の制御と室内光への対応技術
1.表面構造制御して反応サイトを分離制御した酸化チタン光触媒ナノ粒子の合成
 1.1 表面構造制御型ルチル型酸化チタン粒子の合成
 1.2 表面構造制御して反応サイトが分離されたルチル型酸化チタン光触媒ナノロッドの紫外光照射下での光触媒活性の評価
2.表面構造制御されたブルッカイト型酸化チタン光触媒ナノロッド粒子の合成
 2.1 グリコール酸チタン錯体および乳酸チタン錯体を前駆体として用いた表面構造制御されたブルッカイト型酸化チタンナノロッドの調製
 2.2 ブルッカイト酸化チタンナノロッドの紫外光照射下での光触媒活性の評価14)
3.金属イオンの結晶面選択的担持による可視光応答型酸化チタン光触媒の調製
 3.1 結晶面選択的に鉄イオン修飾したルチル型酸化チタンナノロッドの可視光照射下での光触媒活性の評価
 3.2 結晶面選択的にFe3+修飾されたブルッカイト型酸化チタンナノロッドの可視光照射下での光触媒活性
4.可視光応答性を有するFe3+イオンが反応サイト選択的に修飾されたルチル型酸化チタン光触媒ナノロッドを用いた応用製品開発
 4.1 溶射法を用いて基材表面への直接製膜技術を用いた可視光応答型光触媒応用製品開発
 4.2 可視光応答性を有するFe3+イオンが反応サイト選択的に修飾された
    ルチル型酸化チタン光触媒ナノロッドを用いた塗料開発とそれを利用した応用製品開発

第2節 光触媒フッ素樹脂コーティング材の開発へ向けた酸化チタンの表面処理とバインダーの改良
1.フッ素系アイオノマーと光触媒酸化チタン
 1.1 フッ素系アイオノマー
 1.2 従来の光触媒塗料配合思想
 1.3 フッ素系アイオノマーの光触媒塗料への適用
 1.4 フッ素系アイオノマーと光触媒効果
2.フッ素系アイオノマーを用いた光触媒塗料
 2.1 分散状態と耐候性
 2.2 様々な機能材料との併用
 2.3 応用塗料

第3節 長期間の親水性と透明性の両立を目指した光触媒コーティング液の製品開発
1.原理
 1.1 酸化チタン光触媒の機能発現の原理
2.実用化における課題
 2.1 課題① 光触媒膜の透明度
 2.2 課題② 光触媒膜の耐久性
 2.3 課題③ 親水機能の維持
3.解決方法:酸化チタン・酸化ケイ素を用いた透明高耐久薄膜の設計
 3.1 透明性;光触媒成分の選定について
 3.2 耐久性;バインダー成分の選定
 3.3 親水性の維持;<酸化チタン、酸化ケイ素の組み合わせによる効果>
4.実用例
 4.1 試験片の作製
 4.2 薄膜微細構造の観察
 4.3 表面物性の評価
 4.4 耐候性の評価
 4.5 曝露評価