レポートナンバー 0000022321
自動車への展開を見据えたガラス代替樹脂開発
株式会社シーエムシー出版
Development of Transparent Polymers as Alternative of Glass for Automotive Materials
発刊日
2018/11/30
言語日本語
体裁B5/206ページ
ライセンス/価格206ページ
0000022321
ポイント
自動車軽量化のキーマテリアルとして注目を集める樹脂グレージング!
透明樹脂開発、ハードコート技術,評価試験などの最新動向を一挙紹介!
自動車の要求に応える透明性、硬度、耐摩耗性、耐擦傷性などを達成するためのヒントが本書に!
レポート概要
【刊行にあたって】
近年 、産業構造や生活スタイルの著しい変化で 、我が国のモノづくり戦略の転換ができず 、産業の国際競争力が低下している。そこで 、これらの問題を改善するため政府のリーダーシップの下 、大学や企業が取り組む「革新的研究開発推進プログラム 、ImPACT」と呼ばれる「国家重点プロジェクト」が発足し進められている。その研究領域の一つに自動車部品などの飛躍的向上を目指したプログラムがある。本プログラムにおいても「透明樹脂」の研究開発が注目されており 、高透明性でありながら高剛性・高強靭性を必要とする自動車の前面窓部材への展開が期待されている。この場合 、軽量化による省エネルギー化だけでなく 、視野拡大による安全性の向上という新たな要求も見込まれている。
一方 、成形性 、軽量性などに優れたポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂やポリカーボネート(PC)樹脂を代表とする透明樹脂は 、無機ガラス代替光学材料として知られ 、幅広く使用されている。しかし 、前述の自動車産業や情報産業のさらなる発展により 、革新的な新規光学樹脂の研究・開発が強く求められている。
透明樹脂の光学特性を制御し 、高性能化を実現するためには 、樹脂の化学構造 、高次構造と光学特性の関係を理解していく必要がある。樹脂の構造と光学特性の関係を理解することにより 、効率的な高機能透明樹脂の分子設計 、材料開発が可能となる。また 、次世代革新技術を担う材料として透明樹脂を成長させるためには 、用途展開についての議論 、そこで要求される性能の明確化も必要である。
本書はガラス代替透明樹脂の基礎から最新の材料開発技術 、さらに 、今後の応用展開について網羅している。本書の著者は 、いずれも第一線で活躍されており 、お忙しいなか 、執筆を快諾していただいた。第1章はガラス代替樹脂開発が中心であり 、光学特性制御 、高機能透明樹脂の開発 、設計等に必要な基礎知識について述べられている。第2章では 、ハードコート技術として 、耐摩耗性や耐擦傷性の向上を実現した最新の材料開発技術について解説していただいた。第3章では 、自動車への展開として 、樹脂グレージング技術 、自動車用ガラス代替樹脂の評価・分析手法などの研究開発が紹介されている。
本書が 、次世代技術を担う高機能透明樹脂の研究開発や新たな発展をもたらす一助となれば幸いである。
(「はじめに」より)
レポート詳細
著者一覧
西井圭 小山工業高等専門学校
山田保治 岩手大学
松本章一 大阪府立大学大学院
高田健司 北陸先端科学技術大学院大学
金子達雄 北陸先端科学技術大学院大学
千葉一生 山形大学
松村吉将 山形大学
落合文吾 山形大学
安田理恵 大阪ガスケミカル(株)
宮内信輔 大阪ガスケミカル(株)
熊野岳 四国化成工業(株)
伊掛浩輝 日本大学
山本泰生 ハクスイテック(株)
大越昌幸 防衛大学校
野尻秀智 (株)レニアス
久保修一 イビデン(株)
髙田泰廣 DIC(株)
村口良 日揮触媒化成(株)
桐原修 HEAWOM T&D Ltd.
宮保淳 アルケマ(株)
清水博 (株)HSPテクノロジーズ
岩井和史 (株)レニアス
目次
第1章 ガラス代替樹脂開発
1 高機能透明樹脂の設計と合成技術
1.1 はじめに
1.2 スカンジウム錯体触媒系を用いた高機能透明樹脂の合成
1.2.1 スカンジウム錯体触媒系を用いたシクロオレフィンとα-オレフィンの共重合
1.2.2 スカンジウム錯体触媒系を用いたエチレンとスチレンの共重合
1.3 チタン錯体触媒系を用いた高機能透明樹脂の合成
1.3.1 架橋型テトラメチルシクロペンタジエニルアミドチタン錯体触媒系および架橋型フルオレニルアミドチタン錯体触媒系を用いたシクロオレフィンの単独重合
1.3.2 架橋型テトラメチルシクロペンタジエニルアミドチタン錯体触媒系および架橋型フルオレニルアミドチタン錯体触媒系を用いたシクロオレフィンとα-オレフィンの共重合
1.4 まとめと展望
2 シリカ複合化による透明樹脂の高機能化とガラス代替樹脂への応用
2.1 はじめに
2.2 シリカ複合化による透明樹脂の高機能化
2.2.1 透明樹脂―シリカ複合材料の材料設計
2.2.2 シリカの複合化方法
2.2.3 複合材料の透明性
2.3 ガラス代替樹脂への応用
2.4 おわりに
3 アクリル系透明耐熱ポリマーの材料設計
3.1 はじめに
3.2 アダマンチル基の導入による耐熱性アクリルポリマーの設計
3.3 ポリ置換メチレン構造を利用した耐熱ポリマーの設計
3.4 マレイミドを用いた耐熱性ポリマーの設計
3.5 ポリマレイミドを含む有機無機ハイブリッドの合成
3.6 おわりに
4 高強度・高耐熱・高透明性バイオプラスチックの開発
4.1 はじめに
4.2 芳香族バイオポリエステル
4.3 芳香族バイオポリイミド
4.3.1 ポリイミド原料モノマーのバイオ生産
4.3.2 高耐熱性芳香族バイオポリイミド
4.4 芳香族バイオポリアミド
4.5 おわりに―今後の展望―
5 架橋構造の制御による折り曲げられる新規透明強靭ポリマーの開発
5.1 緒言
5.2 大環状構造を形成する重合
5.3 強靭ポリマーネットワークの合成とフィルムの作製
5.4 透明強靭性フィルムの力学特性
5.5 終わりに
6 フルオレンによる樹脂の高屈折,高耐熱化
6.1 はじめに
6.2 フルオレンとは
6.3 屈折率と耐熱性を高めるには
6.4 高屈折率,高耐熱樹脂
6.4.1 熱可塑性樹脂
6.4.2 熱硬化性樹脂
6.4.3 光硬化性樹脂
6.5 おわりに
7 透明・耐熱性樹脂改質剤:イソシアヌル酸,グリコールウリル誘導体
7.1 開発の背景
7.2 イソシアヌル酸,グリコールウリル誘導体の特徴
7.3 使用方法
7.4 イソシアヌル酸誘導体
7.5 TG-G(エポキシタイプ)
7.6 TS-G(チオールタイプ)
7.7 TM-2(メタクリルタイプ)
7.8 TA-G(アリルタイプ)
7.9 今後の展開
8 ポリイミド/シリカハイブリッド材料の透明性とシリカナノ分散化技術
8.1 はじめに
8.2 ポリイミド/シリカハイブリッド材料の作製
8.2.1 ハイブリッド作製で使用する試薬
8.2.2 ポリイミド前駆体ポリアミド酸のシランカップリング処理
8.2.3 トリメトキシシリル末端修飾ポリイミドとシリカとの複合化
8.3 物性測定装置および測定条件
8.3.1 イミド化率と耐熱性評価
8.3.2 シランカップリング処理とハイブリッドの光学的性質
8.4 ポリイミド/シリカハイブリッド材料の物性測定
8.4.1 イミド化率と耐熱性評価
8.4.2 シランカップリング処理とハイブリッドの光学的性質
8.4.3 シランカップリング処理によるシリカの微分散化
8.5 おわりに
9 ZnOナノ粒子による樹脂窓材料の赤外線,紫外線遮蔽性向上について
9.1 はじめに
9.2 導電性酸化亜鉛
9.2.1 粉末の特徴
9.2.2 粉末の分光反射率
9.3 塗布膜の分光透過率・反射率・吸収率
9.4 蒸着膜の分光透過率・反射率・吸収率
9.5 今後の課題と展望
第2 章 ハードコート技術
1 ハードコートのレーザー誘起光化学表面改質による耐摩耗性の付与とガラス代替窓材への応用
1.1 はじめに
1.2 光化学表面改質の原理
1.3 シリコーンハードコートの光化学表面改質とPC窓材への応用
1.4 SiO2改質層の内部応力の低減と耐熱性の付与
1.5 おわりに
2 移動体用樹脂グレージングを支える表面コート技術
2.1 はじめに
2.2 移動体向け樹脂グレージング普及のためのキー技術
2.3 樹脂グレージングのコーティング技術
2.4 高耐傷性および高耐候性を兼ね備えるハイブリッドハードコート
2.5 ハイブリッドハードコートの基本特性
2.6 ハイブリッドハードコートの耐候促進試験による基礎特性変化
2.7 更なる高耐久性を追及したセラミックナノコート
2.8 まとめ
3 耐候性UV硬化型無機―有機複合ハードコートの車窓用樹脂ガラスへの応用
3.1 はじめに
3.2 UV硬化型無機―有機複合樹脂の設計
3.3 複合樹脂を用いたコート剤の設計
3.4 硬化塗膜の耐候性評価
3.4.1 屋外曝露試験
3.4.2 耐候性発現のメカニズム
3.5 車窓用樹脂ガラスへの応用
3.5.1 保護コート剤
3.5.2 プラズマCVD(化学気相蒸着)用アンダーコート剤
3.5.3 熱曲げ加工性が可能な保護コート剤
3.6 おわりに
4 機能性コーティング剤による透明樹脂高機能化
4.1 はじめに
4.2 無機酸化物ナノ粒子
4.3 有機無機ハイブリッドコーティング剤
4.4 透明樹脂への機能付与
4.4.1 ガラス代替ハードコート
4.4.2 透明性アンチブロッキング性付与
4.4.3 低接触角性付与
4.4.4 帯電防止性付与
4.4.5 反射防止性付与
4.5 まとめ
5 ポリカーボネートなど透明樹脂への耐擦り傷性向上
5.1 はじめに
5.2 ポリカーボネートとポリウレタン
5.3 ハードとソフト
5.4 ハードコート・プラスチック塗装の歴史
5.4.1 プラスチック用塗料・塗装の歴史
5.4.2 プラスチック用塗料の種類と分類
5.4.3 塗装工程
5.4.4 ハードコートの歴史
5.5 ハードコートの現状
5.5.1 ハードコート概略
5.5.2 シリコーン系ハードコート
5.5.3 UV硬化系ハードコート
5.5.4 ハイブリッド型ハードコート
5.6 ハードコート材料の技術動向
5.6.1 ウレタンアクリレート
5.6.2 デュアル・キュアーとその応用事例
5.6.3 ハイブリッド系の概略
5.7 高機能化/耐擦り傷性向上など
5.7.1 更なる耐擦り傷性改良
5.7.2 光学特性
5.7.3 高耐久性の必要要項
第3 章 自動車への展開
1 ナノ構造制御による耐衝撃性向上PMMAのガラス代替用途への展開
1.1 はじめに
1.2 透明樹脂としてのアクリル
1.3 アクリルの高機能化技術
1.3.1 既存の高機能化技術
1.3.2 アルケマのアクリル高機能化技術
1.4 ガラス代替に向けたアルケマの新規ナノ構造PMMAシートShieldUp®
1.4.1 開発の背景
1.4.2 ShieldUp®の製造方法
1.4.3 ShieldUp®の特徴
1.5 ShieldUp®の自動車用グレージングへの用途展開
1.5.1 自動車用樹脂グレージングの現状
1.5.2 ShieldUp®による自動車用樹脂グレージングへのアプローチ
1.5.3 自動車用樹脂グレージングとしてのShieldUp®の特性
1.6 今後のShieldUp®の用途展開
1.6.1 日本メーカーとの協業
1.6.2 次世代のShieldUp®
1.7 おわりに
2 ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂からなるポリマーアロイの開発と自動車用樹脂窓としての可能性
2.1 はじめに
2.2 PC/PMMA透明ナノポリマーアロイの創製
2.3 PC/PMMA透明ナノポリマーアロイの自動車用窓材への利用と実用性能
2.4 おわりに
3 自動車用PC樹脂グレージングの防曇技術
3.1 はじめに
3.2 デフォッガー機能付与
3.2.1 グレージングにおける防曇のニーズ
3.2.2 防曇の種類と特徴
3.2.3 光触媒による防曇
3.2.4 吸水型の防曇膜
3.3 複合機能化の検討例
3.3.1 防曇+反射防止
3.4 面状発熱による防曇技術
3.4.1 発熱による防曇
3.4.2 各種発熱方式の比較
3.4.3 面状発熱を実現する技術
3.5 自動車リア窓を想定した機能化樹脂ガラス
3.6 おわりに
4 耐摩耗性,耐候性試験による評価,分析手法
4.1 はじめに
4.2 ハードコートの硬度評価
4.2.1 テーバー摩耗試験
4.2.2 落砂試験
4.2.3 ワイパー試験
4.2.4 耐傷性,耐擦傷性評価における判定基準設定のポイント
4.2.5 傷と剥離
4.3 ハードコートの耐候性評価
4.3.1 耐候性試験におけるハードコートの劣化
4.4 おわりに
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