発刊予定 2010年7月末日
体 裁 B5判 約350頁(上製本)
定 価 84,000円(税込)
本書のポイント
■課題を克服し、更なる高機能化を図るコーティング
★次のような特性の向上、機能化に応えます
◎ハードコート
耐擦傷性 耐摩耗性 耐スクラッチ性 耐候性、、、、!
◎安全性(視認性)
低反射性(可視光線透過性) 結露対応 帯電防止性
耐薬品性 撥水・撥油性(防汚性)
◎付加機能
印刷性(熱線デフォッガー、アンテナ等) 耐湿性、、、!
執筆者【敬称略】
豊田自動織機(株) 飯森 康司
三菱自動車工業(株) 伊藤 繁
三菱化学(株) 保谷 敬夫
日本板硝子(株) 室町 隆
バイエルマテリアルサイエンス(株) 福井 博之
本間技術士事務所 本間 精一
SABICイノベーティブプラスチックスジャパン(合) 菅原 誠
帝人化成(株) 帆高 寿昌
(株)アテクト 須方 一明
出光興産(株) 野寺 明夫
三菱化学(株) 今泉 洋行
三菱重工プラスチックテクノロジー(株) 松下 博乙
バイエルマテリアルサイエンス(株) 桐原 修
共栄社化学(株) 内木場 尊信
東レ・ダウコーニング(株) 佐々木 基
大阪府立産業技術総合研究所 田原 充
兵庫県立大学 矢澤 哲夫
京都工芸繊維大学 山田 保治
(株)ニデック 小出 茂弘
サンスター技研(株) 真山 義範
東邦シートフレーム(株) 鎌鹿 智教
東邦シートフレーム(株) 中村 雄也
徳島文理大学 千葉 潔
日油(株) 山田 倫久
日油(株) 橋本浩介
元 名古屋大学 鳥飼 章子
芝浦工業大学 江角 務
拓殖大学 笠野 英秋
(財)日本ウェザリングテストセンター 高根 由充
福井大学 岩井 善郎
自動車基準認証国際化研究センター 秋葉 忠臣
自動車基準認証国際化研究センター 箕浦 由美子
インパテック(株) 新井 喜美雄
推薦の言葉より (抜粋)
(前省略) 樹脂製の(自動車)ガラスはプラス チックグレージングと呼ばれ、欧州ではすでに採用が拡がりつつありますが、日本国内ではまだ本格的な量産には至っておりません。そん な中、最近の新聞や雑誌に関する記事や特集が多く見られるようになり、いよいよ量産への動きが本格化し始めているようです。
プラスチックグレージングは基材となるポリカーボネートやハードコートなどの材料はもちろん、成形やコーティングなどの生産技術や その設備、また評価・分析技術など多くの技術に支えられていますがこれらの技術の内容は断片的に述べられるにとどまっていました。
このたび発刊されます本書は、これまで断片的に述べられていた技術が、体系的に大変わかりやすくまとめられており、これまでになか ったものです。内容も、キーとなる技術が網羅され詳しく解説されており大変わかりやすいと感じました。
さらに、著者の方々も自動車メーカーの方から部品メーカー、材料メーカー、大学、研究機関など、さまざまな分野の方が、さまざまな 視点から意見を述べられています。 (以下省略)
豊田自動織機(株) 飯森 康司 氏
≪目次≫
第1章 自動車用樹脂材料の動向と窓ガラスの要求特性
第1節 自動車メーカーが求める樹脂ガラス材料
-採用に向けた課題と対応策-
-いかにして『コストの削減』 『コストの安定化』を図るか!
-樹脂ガラスは自動車の一生と同程度の性能を維持できるのか!
第2節 自動車軽量化のためのプラスチック材料動向
-より一層の軽量化に向けた樹脂材料の最新の採用事例!
1. 車両の材料構成
2. 車両用材料比較
3-1. 鋼板代替としての樹脂化
3-2. アルミ鋳造品代替としての樹脂化
3-3. モジュール化による軽量化
4. 更なる軽量化に向けて
5. 炭素繊維複合材への期待
第3節 自動車用ガラスの高機能化と要求特性
-自動車用ガラスに規定されている法規制、保安基準、試験法は?
-顧客が自動車ガラスに求める「新しい機能」は何か
1. はじめに - 自動車用ガラスとは
1-1. 法規制
1-1-1. 道路運送車両の保安基準」第29条
1-1-2.「道路運送車両の保安基準の細目を定める告示」第3節195条
2-1. 構造
2-1-1. 合わせガラス
2-1-2. 強化ガラス
2. 顧客ニーズと高機能ガラス
2-1. 安全領域
2-1-1. 撥水ガラス
2-1-2. 低反射ガラス
2-1-3. ヘッドアップディスプレイ(HUD)向け楔形フロントウィンドシールド
2-2. 快適領域
2-2-1. ソーラーコントロールガラス4)
2-2-1. UVカットガラス
2-3. 遮音性合わせガラス
2-3-1. デザイン領域
2-3-2. 環境領域
2-3-3.軽量化
2-3-4.環境負荷物質低減
2-4. ガラスアンテナ
2-5. まとめ
第2章 自動車樹脂グレージングへの要求特性と材料開発
第1節 自動車ポリカーボネート樹脂ウィンドウの 特徴と欧州での採用実績
-先行する欧州での自動車PC樹脂ウィンドウ採用の最新動向!
1. PC樹脂ウィンドウの採用状況
1-2. 自動車PC樹脂ウィンドウの特徴
1-2-1. ガラスに比べて最大50%の軽量化
1-2-2. 安全および保安性(高靱性)
1-2-3. スタイリングおよびデザイン性
1-3. ハードコート
2. 材射出圧縮成
3. バイビジョン
3-1. 材料ノウハウ
3-2. 技術サポート
3-3. 新技術開発
第2節 自動車グレージングのポリカーボネート化における課題と技術動向
-PCの弱点(耐薬品性、溶融粘度、成形ひずみ)をいかに克服するか?
1. ポリカーボネートの概要
2. ガラスとの得失比較とグレージング材としての課題
2-1. 比重
2-2. 線膨張係数
2-3. 熱伝導率
2-4. 表面性質
2-5. 機械的性質
2-6. 耐熱性
2-7. 光学的性質
2-8. 耐候性
2-9. 耐薬品性
2-10. 燃焼性
2-11. 成形加工性
3. 課題を克服するための技術開発
3-1. グレージング材料および射出成形技術の開発
3-1-1. グレージング成形品設計の特徴
3-1-2. 材料開発
3-1-3. 射出成形技術
4. ハードコート技術
4-1. ハードコート塗料の選択
4-2. プライマー層の設計
4-3. 紫外線吸収能の付与
4-4. ハードコーティング条件
第3節 PC樹脂の自動車グレージング用途への適用と高性能化
-「低弾性率」 「熱膨張収縮大」への対応策は?
-光学性能の低下原因の究明と対策を!
-『樹脂の改質、配合、アロイによる機能化』はどこまで可能か?
1. 樹脂グレージングへの要求特性
1-1. 基本性能
1-2. 光学性能
1-3. その他の特性
1-3-1. 熱線遮蔽
1-3-2. 遮音性
2. PC樹脂の特性改良
2-1. PC樹脂の耐候性改良
2-2. PC樹脂の耐傷つき性改良
第4節 自動車グレージングへ向けたポリカーボネートの高機能化
-樹脂、添加剤、ハードコート剤の改良と最適配合設計へのアプローチ!
1. 自動車グレージング用ポリカーボネート樹脂
2. パンライト耐候グレードの開発
3. パンライト熱線遮蔽グレードの開発
4. ハードコート剤の開発
5. 帝人化成におけるハードコート開発
第5節 ポリカーボネート/シリカハイブリッド材料の作製とその特性
-ハイブリッド化による耐候性,耐紫外線性、耐察傷性の改善を!
≪シリカとPCの相分離をいかに抑制するか!≫
-多層コーティングによる「Si-濃度傾斜PCハイブリッド材料」とは?
1. PC/シリカハイブリッド材料
1-1. 両末端にアルコキシシリル基を有するPC(PCS)
1-2. PC/シリカハイブリッド材料
1-3. 成分傾斜ハイブリッド材料
2. PC/シリカハイブリッド材料の特性
2-1. モルフォロジー
2-2. 耐熱特性
2-3. 表面硬度
2-4. 機械的特性
2-5. Si-成分傾斜ハイブリッド材料
第6節 ポリカーボネート樹脂の難燃化技術
-難燃・燃焼規格に準拠し、PCの透明性を保持する難燃化技術
1. ポリカーボネートの難燃性
2. 有機金属塩による難燃化技術
3. シリコーン系共重合PCにおける難燃化
4. ナノシリカによるシリコーン系共重合PCの難燃性向上
第3章 自動車樹脂グレージングの成形技術
第1節 自動車樹脂グレージングの成形加工技術
-「光学ひずみ」 「残留ひずみ」を克服する成形技術は?
-多色成形における『反り』を予め予測し、解析する技術の確立を!
1. 樹脂グレージングの成形加工技術
1-1. 射出圧縮成形
1-2. 多色成形
2. 多色成形の課題と予測技術
第2節 樹脂グレージングを支える新技術と実用例
-如何に高分子量PC樹脂で大型・大面積の成形品を成形するか!
-如何に歪み(残留応力)が少なく均一な成形品を成形するか!
1. 樹脂グレージングを支える新技術
1-1. ガラス代替としてのスケールアップ技術
1-1-2. J-X3 テクノロジーの開発
1-2. ガラス/金属代替・組立プロセス合理化としてのコストダウン技術
1-2-1. J-X3 αテクノロジーの開発
1-2-2. ハードコート剤・コーティング技術の開発
2. 実用化技術例
3. 今後の展望
第3節 超大型射出プレス成形技術と残留応力の低減
-「高精度な成形」+「成形サイクルタイムの短縮」の確立を!
1. 射出プレス成形法の特徴
2. 4軸平行制御のメカニズム
3. 4軸平行プレス制御の特徴
4. 射出プレス成形法と射出成形法との比較事例
4-1. 残留応力
4-2. 流動特性
4-3. 軽量化の検証
4-4. ハードコート
第4節 電動二材回転射出成形機による樹脂グレージングのデザイン性・生産性の向上
-「透明窓の安定成形」および「窓と枠の二材一体成形技術」の詳解!
1. 従来の二材成形法での問題点
1-1. コアバック方式
1-2. ロータリー方式(コア回転方式)
1-3. 対向方式(コア回転方式)
2.超大型電動二材回転射出成形機「emRシリーズ」の開発とその特長
2-1. 電動化技術
2-1-1. ベースマシン 電動射出成形機3000em-470の特長
2-1-2. 電動型盤回転式
2-1-2-1. テーブル回転式(従来の対向方式)
2-1-2-2. 型盤回転式(emRシリーズ)
2-2. 電動サーボ化による効果
2-3. 二材成形の操作性
2-4. 安心・安全
3. 成形事例:大型天窓(パノラマルーフ)の二材成形技術
3-1. 二材成形
3-2. 高精度 4軸平行射出圧縮制御システム
4. トライセンターによる二材成形・軽量化技術展開の実証
4-1. 二材成形・軽量化技術展開の実験室「1450emRトライセンター」
4-2. 実証試験例
第5節 フィルムインサート成形による高付加価値化技術
-FIM技術による 加飾、高機能化を図る
1. フィルムインサート成形
1-1.フィルムの種類
1-2. フィルム構成
1-3. 保護コート
1-4. 印刷インク
1-5. 接着層・接着剤
2. FIMの特徴と用途
3. PCグレージングでのFIM
4. バイビジョン
5. FIM・今後の展望
第4章 自動車樹脂グレージングのハードコート技術
第1節 プラスチック表面への機能性付与
-'傷が付きやすい' '埃が付きやすい' '汚れやすい'を克服する!
-材料(設計)および硬化システムのフォーミュレートによる最適な機能発現を!
1. 紫外線硬化
2. UV硬化材料3)
2-1. (メタ)アクリレートモノマー
2-2. アクリレートオリゴマー
2-2-1. ウレタンアクリレート
2-1-2. エポキシアクリレート
3. 機能性コーティング剤
3-1. ハードコート
3-1-1. 材料設計
3-1-2. 硬度と硬化収縮
3-2. 帯電防止コート
3-2-1. イオン伝導型帯電防止剤
3-3. 防汚コート
3-3-1. 撥水・撥油性
第2節 UV硬化型シリコーンコーティング剤による耐擦傷性の向上
-さらに高レベルの皮膜硬度、防汚性、耐擦傷性、耐侯性の要求に応える!
-コーティング剤の特徴、製膜プロセス、硬化皮膜の特性評価から今後の課題まで!
1. 有機UV硬化樹脂の組成
2. UV硬化型シリコーンコーティング剤の特徴
3. 製膜プロセス
4. 硬化皮膜の特性評価結果
4-1. 撥水性
4-2. 耐擦傷性
4-3. 鉛筆硬度
4-4. 静摩擦係数
4-5. 耐溶剤、耐薬品性
4-6. 撥油性、油脂汚れ除去性
4-7. 耐候性
5. 今後の課題
第3節 自動車樹脂グレージングとプラズマコーティング技術
-ワイパーにも対応する「ガラス並みの耐傷性」を得るために!
-高速成膜プロセスによるコーティング技術!
-各国の法基準や自動車メーカーの技術基準に適合!
1. 樹脂グレージング用のコーティング技術
1-1. ウェットコーティング
1-1-1. アクリルコート
1-1-2. シリコーンハードコート
1-2. プラズマコーティング
2. Exatec*900システム
2-1. システムの概要
2-2. プロセスの特徴
2-3. コーティング性能の特徴
2-3-1. 耐傷つき性
2-3-2. 耐候性
2-4. Exatec*900システムの今後
第4節 プラズマCVD法によるポリカーボネートへのDLC成膜技術
-残留応力が少なく、PCとの密着性良好で、高硬度、摩擦係数を保持する膜形成テクニック!
1. プラズマCVD法によるDLC膜の作製
2. ラマン分光による構造分析
3. 内部応力の評価
4. 耐摩擦性の評価
5. 複合膜の作製
第5節 ゾルゲル法による有機・無機ハイブリッド材料のハードコート技術
-ハードコート剤及びコート後の物性、評価法について詳解!
1. コート剤
1-2. 無機系ハードコート剤
1-2-1. 有機無機ハイブリッドハードコート剤
1-2-2.ゾルゲル法
1-2-3.有機化合物とのナノハイブリッド化
2. コート膜の物性
2-1. 基板プラスチックス
2-2. 硬度
2-3. 柔軟性
2-4. 密着性
2-5. 耐熱性
2-6. 透明性
3. コート膜の評価
3-1. 硬度、
3-2. 耐擦傷性
3-3. 密着性
3-4. 柔軟性
3-5. 耐候性
3-6. 耐熱性
4. 今後の展望
第6節 UV硬化型有機・無機ハイブリッド材料のハードコート技術
-有機,無機成分の相溶性を高め、均一分散により優れたハイブリッド材料の創成を!
1. アクリル系ハイブリッドハードコート剤
1-1.ハイブリッドハードコート剤の設計
1-2. UV硬化型アクリル系ハイブリッドハードコート剤の調製
1-3. ハイブリッドハードコート剤「Acier」
第5章 自動車樹脂グレージングの加工技術
第1節 自動車の窓ガラス用ポリカーボネートと金属枠との接着技術
-1台の成形機で2種類の樹脂を射出するシステム開発を!
-過酷な使用環境下においても安定した接着力を得るには?
1. 二色射出プレス成形機「MDIP2100-HR2」の特徴
2. 二色窓枠用ポリカーボネート樹脂の開発
第2節 ダイレクトグレージング接着剤の特性と応用
-艤装工程で使用される接着剤の機能化と使用テクニック!
1. ダイレクトグレージング接着剤の特性
1-1. 自動車用接着剤,シーリング材
1-2. ダイレクトグレージング接着剤の使用目的と一般性能
2. 自動車樹脂ガラスに対するダイレクトグレージング接着剤の応用
2-1. 樹脂ガラスへの適用事例
2-2. 樹脂ガラスへの適用検討内容
2-2-1. 有機溶剤による樹脂クラック(ソルベントクラック)
2-2-2. 接着プライマーの選定
第3節 ポリカーボネート樹脂窓へのブラックアウト加工と結露対策加工
-窓周囲の意匠性や接着性向上、パッキンや充填材のUVによる劣化防止のために
1. ポリカへのブラックアウト加工
1-1. ブラックアウト加工の主な目的
1-2. 窓に採用されているポリカ基板の仕様とブラックアウト加工
1-3. ポリカ窓へのブラックアウト加工工程
1-4. シリコンへの課題・問題点
1-5. ブラックアウト用塗料の概要
1-6. 「ブラックアウト用塗料」の特徴
1-7. ブラックアウトの加工例
2.ポリカ窓への結露対策加工
2-1. 発熱ポリカーボネート(クリアヒート)の開発
2-2. クリアヒートの開発の背景
2-3. 問題解決の手段と経緯
2-4. クリアヒートの構成
2-5. 透明導電膜の成膜装置
2-6. クリアヒートの特徴
2-6-1. 融雪・結露除去性能
2-6-2. 視認性の確保
2-6-3. 顧客・仕様に合わせた発熱量の設計
2-6-4. 硝子・樹脂基板にも対応可能
2-7. これまでの用途と今後の展開予測
2-7-1. 考えられる用途
2-7-2. 検討すべき改良点
第4節 透明断熱フィルムの特性と応用
1. 透明熱線反射膜
1.1 自動車窓の透明断熱性
1.2 窓の分光スペクトル特性と性能指数
1.3 透明熱線反射膜の種類と選択光透過性の原理
1.4 プラスチックス基板
1.5 最近の研究
1.6 その他の赤外線遮断膜
第5節 グレージング防曇材料の特性と応用
-高い防曇性と耐摩耗性の両立をはかる
1. 求められる性能
2. 防曇発現機構の選定
3. 高耐摩耗性防曇塗料モディパー H1050A
第6章 自動車樹脂グレージングにおけるポリカーボネート樹脂の特性評価・試験
第1節 ポリカーボネート樹脂の光劣化と対策
-なぜPCは光により劣化するのか? そのメカニズムの解明と対応策!
-劣化の評価は、試験方法により得られる結果が異なる??
1. ポリカーボネートの光劣化
1-1. 光劣化過程
1-2. 照射波長の効果
1-3. 屋外暴露と促進劣化試験
2. 安定化対策
2-1. 劣化の過程と安定化
2-2. PCの光安定化
第2節 ポリカーボネート樹脂のクレーズ挙動と劣化
-き裂進展挙動およびクレイズの発生・成長について詳しく解説!
1. クレーズとき裂進展挙動
1-1. 供試材および試験片
1-2. クレイズ領域と測定方法
1-3. コースティックス法によるJ積分
1-4. 実験結果および考察
1-4-1. クレイズの成長と破壊
1-4-2. クレイズとき裂進展のJ-値による検証
1-4-3. クレイズとき裂進展に対するリガメントの影響
1-4-4. クレイズ領域への影響
1-4-5. 薬品劣化の挙動
第3節 ポリカーボネート樹脂の衝撃特性
-どれくらいの衝撃に耐えられるのか?
-高速で飛来する物体に対する衝撃貫通特性の評価テクニック!
1. 静的基礎特性
1-1. 力学挙動
1-2. 力学特性
2. 衝撃特性
2-1. 低速衝撃特性
2-2. 高速衝撃特性
2-2-1. 高速衝撃試験装置と試験方法
2-2-2. 衝撃貫通破壊の超高速度写真観察
2-2-3. 衝撃速度と残存速度の関係
2-2-4. 全損失エネルギーと貫通限界速度
第4節 プラスチック材料の促進耐候性試験方法
-本当に屋外の状況を再現出来ているのか?
-促進耐候性試験の何時間が屋外暴露試験の何年に相当するか?
1. 試験条件
1-1. 光源
1-2. 温度
1-3. 水分
2. 実施上の問題点
2-1. ランプとガラスフィルターの管理
2-2. 照度計の管理
2-3. ブラックパネル温度計の管理
2-4. 水質の管理
3. 屋外との関係
3-1. 紫外線量による関係
3-2. ポリエチレンリファレンス試験片の利用
第5節 プラスチック材料の摩擦磨耗特性と評価
-摺動特性を改善し、さらに向上させるためのアプロー
1. しゅう動用プラスチック材料
2. しゅう動における摩擦摩耗
2-1. 接触と摩擦摩耗
2-2. 摩耗量の表示
2-3. アブレシブ摩耗
2-4. 疲労摩耗
3. 固体粒子の衝突による摩耗(スラリー・エロージョン及びサンド・エロージョン)
4. プラスチック複合材料の耐摩耗
第7章 自動車樹脂グレージングのリサイクル技術
-「PC樹脂の完全循環型リサイクルシステム」確立のために
1. ポリカーボネート樹脂のケミカルリサイクル
2. ケミカルリサイクルの工程
2-1. 解重合
2-1-2. 熱分解
2-1-2.加水分解
2-1-2.エステル交換
2-2. 精製
2-2-1. 抽出
2-2-2. 晶析
2-2-3. 蒸留
2-3. リサイクルプロセスの選択
3. 実証プラントの運転
4. 今後の課題
4-1. 表面処理成分の除去
4-2. 不明成分を含むPC樹脂への対応
4-3. PC樹脂低含有率品への対応
4-4. 異物の除去
第8章 自動車樹脂グレージングにおける法規制の動向と対応
第1節 日米欧における自動車安全ガラスの基準
-どのような基準、規制があるのか?どこの基準が厳しいのか?最新の動向を把握するために!
1. 日本 JIS R3211(1998)/ R3212
1-1. 概要
1-2. 樹脂化のポイント: 耐傷つき性
2. 欧州 ECE R43
2-1. 概要
2-2. 樹脂化のポイント: 耐傷つき性
3. 北米
3-1. 現行基準 ANSI/SAE Z26.1-1996
3-1-1. 概要
3-1-2. 樹脂化のポイント: 耐傷つき性
3-2. 改定案 ANSI/SAE Z26.1-2007(2009現在)
3-2-1. 概要
3-2-2. 樹脂化のポイント: 耐傷つき性
第2節 クールカー規制について
-「クールカー規制」廃止の経緯とは?
-グレージング樹脂への熱線遮蔽機能付与テクニック!
1. クールカー規制(米・カルフォルニア州)2)
1-1. 規制の目的と適用範囲
1-2. 各部位に対する規制値
1-2-1. 規格要求とその測定方法
1-2-2.各部位に対する要求値
1-2-2-1. フロントウインド(Windshield)
1-2-2-2. サンルーフ、パノラマルーフ(Rooflite)
1-2-2-3. サイドウインド、バックウインド(Sidelite、Backlite)
1-2-2-4. 他システムによる代替
2. 技術的課題とその対応
第3節 国際標準化と基準化 WP29/GRSGの動向と展望
-「自動車用前面ガラス」への適用は可能か?
1. 国連での国際基準調和の枠組み
2. UNECE/WP29とその傘下の専門部会(GR)の活動
3. GRSGで検討されている自動車用ガラスの概要
3-1. ガラス材にかかわる基準とガラスの樹脂化にかかわる動き
3-1-1. ガラス材にかかわる基準
3-1-2. ガラスの樹脂化にかかわる動き
3-2. ガラスの試験に関する要件
4.今後の課題
第9章 ~特許から見る~ 「自動車ガラス樹脂化」における競合企業分析
-公開特許公報から他社動向の把握を!
-関連企業の競合・連携状況、新規参入、主力企業の注力技術分野は?
はじめに
第1ステップ:関連するキーワード,特許分類を用いて第1次母集団を形成
第2ステップ:第1次母集団につき個々の公報を目視スクリーニング
第3ステップ:パテントマップへの展開
1. 「自動車ガラス樹脂化」に関連する特許公開状況
1.1 過去20年間の公開件数の推移
1.2 累計公開件数ランキング上位40出願人
1.3 上位20出願人の公開件数の推移
1.4 技術分野から見た公開件数の伸び
2. 「自動車ガラス樹脂化」における関連企業の競合状況
2-1. 上位20出願人の参入状況
2-2. 新規参入状況
2-3. 上位20出願人の注力技術分野
2-4. 上位20出願人の連携状況
ご入金いただき次第、該当書籍を送付させていただきます。