フィルムの機能性向上と成形加工・評価技術II

フィルムの機能性向上と成形加工・評価技術II

~次世代自動車・住宅窓ガラス用での要求特性と最適化、メカニズム、評価、実測、規格~

価格 65,000+税 出版社 AndTech
発刊日 2013年1月下旬 体裁 A4判 約260ページ
番号 AND007 ISBN 978-4-9905388-5-9

本書のポイント

★各種機能性フィルムにおける集大成!弊社シリーズ書籍第2弾!
★延伸や評価等、フィルム延伸技術の基本を押さえ、最新の機能性フィルムを掲載!
★タッチパネル、リチウムイオン電池、太陽電池、加飾フィルムの技術応用の最新技術!
★リチウムイオン電池におけるセパレータ,ラミネートフィルムなど各部メーカーの重要部材が掲載!
★太陽電池においては、フロントシート、バックシートや最新の薄膜モジュール部材・封止材料を網羅!
★ディスプレイ・タッチパネルにおける輝度向上フィルム、位相差、無反射フィルムなどの最新状況!
★透明導電フィルムの最新状況!加飾フィルムにおける成形技術!
★遮熱・断熱フィルム、またポリ乳酸などの環境対応フィルムの動向も網羅!

監修

※敬称略

金井 俊孝
出光興産(株)

執筆者

※敬称略

金井 俊孝
出光興産(株)
小山 清人
山形大学
鞠谷 雄士
東京工業大学
宝田 亘
東京工業大学
谷尾 宣久
千歳科学技術大学
田中 義勝
出光ユニテック(株)
若林 淳
出光興産(株)
富山 秀樹
(株)日本製鋼所
時久 昌吉
(株)日本製鋼所
吉野 彰
旭化成(株)
伊藤 達也
東レバッテリーセパレータフィルム(株)
奥下 正隆
大日本印刷(株)
太和田 善久
大阪大学
赤池 治
三菱樹脂(株)
細田 友則
(株)クレハ
大杉 透
(株)クレハ
猪狩 恭一郎
バリア材料技術研究会
榛沢 文久
住友スリーエム(株)
板倉 義雄
(株)タッチパネル研究所
西川 昭
JSR(株)
松本 和正
東レフィルム加工(株)
田村 聡
(株)プライムポリマー
高重 真男
出光ユニテック(株)
春田 雅幸
東洋紡績(株)
藤井 憲太郎
日本写真印刷(株)
新宮 公
帝人フロンティア(株)
角川 仁人
ユニチカ(株)
上田 一恵
ユニチカ(株)

目次

序論 機能性フィルムの潮流

  • 1.最近のフィルム開発動向
  • 2.機能性フィルム用途
  • 2.1 自動車・モバイル用フィルム
  • 2.2 太陽電池用フィルム・シート
  • 2.3 包装用および医療用フィルム・シート
  • 2.4 環境対応フィルム
  • 2.5 IT・ディスプレイ用フィルム
  • 3. 成形機および基盤技術
  • 3.1 二軸延伸機
  • 3.2 延伸評価手法
  • 3.3 フィルム用材料と添加剤
  • 3.4 光学評価・設計
  • 3.5 微細表面凹凸制御
  • おわりに

第1章 フィルム成形加工・材料における粘度・高次構造制御・光学制御

  • 第1節 高分子フィルムにおける伸長粘度評価技術とその応用
  • 1.高分子フィルム成形における変形様式
  • 1.1 入口流れ
  • 2.伸長流動
  • 2.1 一軸伸長粘度
  • 2.1.1 定義
  • 2.1.2 測定装置
  • 2.1.3 伸長粘度におけるひずみ硬化とひずみ軟化
  • 2.1.4 温度依存性
  • 2.1.5 分子量依存性
  • 2.1.6 分子量分布の影響
  • 2.1.7 高分子鎖の構造の影響
  • 2.1.8 高分子ブレンド系
  • 2.1.9 共重合体
  • 2.1.10 充填系
  • 2.2 平面伸長粘度
  • 2.2.1 定義
  • 2.2.2 平面伸長粘度
  • 3.フィルム成形不良と伸長粘度
  • 第2節 高分子フィルムの高次構造解析と複屈折率測定
  • はじめに
  • 1. 分子配向と物性値の異方性
  • 1.1 分子配向分布と配向係数
  • 1.2 高分子フィルムにおける配向状態の表示方法
  • 1.3 各種配向状態における配向係数
  • 1.3.1 二軸円筒対称配向
  • 1.3.2 一軸非円筒対称配向
  • 1.3.3 一軸円筒対称配向
  • 2. 複屈折測定を用いた分子配向分布測定
  • 2.1 屈折率・複屈折と分子配向分布
  • 2.2 高分子フィルムにおける複屈折の測定方法
  • 2.3 複屈折測定を利用したフィルムの延伸過程における分子配向挙動の解析
  • 3. 赤外吸収スペクトルを用いた分子配向分布解析
  • 3.1 赤外吸収スペクトルと分子配向
  • 3.2 高分子フィルムにおける赤外吸収スペクトルの測定方法
  • 第3節 光学フィルムの屈折率制御・高透明化技術
  • はじめに
  • 1. 屈折率制御
  • 1.1 屈折率と分子構造
  • 1.2 光学ポリマーの屈折率予測システム
  • 2. 高透明化
  • 2.1 高透明化のための高次構造制御
  • 2.2 高透明化のための分子設計
  • 2.3 光学ポリマーの透明性予測システム
  • おわりに

第2章 フィルム加工における添加剤の作用機構とブリードアウト現象解析

  • 第1節 フィルム用添加剤における種類とその作用機構
  • はじめに
  • 1. 中和剤
  • 1.1 金属セッケン
  • 1.2 DHT -4A(ハイドロタルサイト類)
  • 1.3 その他の中和剤
  • 2.酸化防止剤
  • 2.1 自動酸化反応
  • 2.2 酸化防止剤の種類
  • 2.2.1 ヒンダードフェノール系酸化防止剤
  • 2.2.2 リン系酸化防止剤
  • 2.2.3 イオウ系酸化防止剤
  • 2.3 自動酸化反応と安定化
  • 3.アンチブロッキング剤
  • 3.1 アンチブロッキング剤の種類と働き
  • 3.2 合成シリカの取り扱い注意
  • 3.3 合成ゼオライトの屈折率と透明性の関係
  • 4.スリップ剤
  • 4.1 スリップ剤の種類と働き
  • 4.2 ドライラミ後の滑り性低下原因と対策
  • 5.帯電防止剤
  • 5.1 帯電防止剤の種類と働き
  • 5.2 帯電防止性能の測定方法
  • 6.光安定剤(耐候剤)
  • 6.1 光安定剤の種類とその作用機構
  • 6.1.1 紫外線遮断剤(UV Screeners)
  • 6.1.2 紫外線吸収剤(UV Absorbers)
  • 6.1.3 消光剤(Quenchers)
  • 6.1.4 HALS
  • 6.2 フィルム用光安定剤
  • 第2節 フィルム用添加剤のブリード現象とその解析
  • はじめに
  • 1. 段階移行モデル
  • 2. 添加剤のブリード実験
  • 2.1 試料
  • 2.2 サンプル調製とブリード成分の定量
  • 3. 2段階移行モデルを用いたブリード解析
  • 3.1 スリップ剤のブリード解析
  • 3.2 UV 吸収剤のブリード解析
  • 3.2.1 MD を用いた飽和溶解度の評価
  • 3.2.2 MD を用いた拡散係数の評価
  • おわりに

第3章 フィルム加工における延伸加工技術と装置機器での制御・解析

  • 第1節 高機能フィルム・シート用押出機の最新技術
  • 1.フィルム・シート成形で使用される押出機
  • 2.単軸押出機
  • 2.1 単軸押出機の構造と機能
  • 2.2 フルフライトスクリュでの樹脂の溶融形態
  • 2.3 バリヤ型スクリュの溶融形態
  • 2.4 バリヤ型スクリュ設計上の留意点
  • 2.5 非円形シリンダ(HMシリンダ)を持つ押出機の溶融形態
  • 2.6 単軸押出機に必要とされる副機能
  • 3.二軸押出機
  • 3.1 二軸押出機の構造と機能
  • 3.2 二軸押出機使用上の留意点
  • 4.押出機下流の装置に関する注意事項
  • 第2節 高機能フィルム・シート製造装置の最新技術と二軸延伸・微細成形技術
  • はじめに
  • 1.フィルム・シート成形装置の概要
  • 2.押出機
  • 3.Tダイ
  • 4.キャスティング装置
  • 5.延伸装置
  • おわりに
  • 第3節 フィルムの横延伸工程におけるCAE解析技術
  • はじめに
  • 1. 横延伸装置
  • 2. 横延伸装置の加熱性能予測
  • 2.1 解析モデル
  • 2.2 解析方法
  • 2.3 熱伝達係数の算出方法
  • 2.4 横延伸装置内のエアの流れとフィルム面の熱伝達係数
  • 3. フィルムの力学的特性
  • 3.1 フィルムの材料構成則
  • 3.2 フィルムの材料構成則
  • 3.3 フィルムの力学的特性
  • 4. フィルムの横延伸解析
  • 4.1 解析の概要
  • 4.2 解析方法
  • 4.3 横延伸工程でのフィルムの変形挙動
  • おわりに

機能性フィルムにおける 機能別 各種応用展開編

第4章 電池用フィルム技術―バリア性・製膜・延伸加工がカギを握る技術―

  • 第1節 リチウムイオン電池における成膜技術
  • はじめに
  • 1. リチウムイオン電池の構成材料の概要
  • 2. リチウムイオン電池の製造工程
  • 2.1 電極製造工程
  • 2.2 電池組立工程
  • 3. リチウムイオン電池における電極成膜のポイント
  • 3.1 バインダーの役割
  • 3.2 乾燥工程で決まるバインダー分布
  • おわりに
  • 第2節 Li イオン電池用セパレータの開発とその動向
  • はじめに
  • 1.LIB 用セパレータの製法及び機能
  • 1.1 セパレータに用いる微多孔膜の製法
  • 1.2 セパレータへの機能要求
  • 1.3 セパレータの基本物性
  • 1.3.1 細孔構造及び孔径分布
  • 1.3.2 透過性
  • 1.3.3 機械的強度
  • 1.3.4 シャットダウン温度・メルトダウン温度
  • 1.3.5 熱寸法安定性
  • 2.共押出技術を用いた高機能セパレータ
  • 2.1 特殊ポリオレフィンを用いた共押出技術
  • 2.2 メルトダウン温度を上げる
  • 2.3 共押出多層セパレータによる高機能化
  • 3.コーテイング技術を用いた高機能セパレータ
  • 3.1 コーテイング技術
  • 3.2 耐熱樹脂コーテイング
  • おわりに
  • 第3節 Li 2 次電池のラミネート外装材
  • はじめに
  • 1.Li イオン2 次電池の容器要求事項
  • 2.ラミネートフィルムの潜在的欠点
  • 3.水蒸気バリアー
  • 4.電解液バリアー
  • 5.強度
  • 6.絶縁性
  • 7.金属異物のコンタミ管理可能
  • 8.安全性
  • 9.成形性
  • 10. 放熱性
  • 11.金属とのシール性(TAB 部位の密封安定性)
  • 12.密封シールの確認方法

第5章 太陽電池用フィルム―バリア性・製膜・耐候性がカギを握る技術―

  • 第1節 薄膜シリコン太陽電池モジュールと部材の開発状況
  • はじめに
  • 1.太陽電池開発の経過
  • 2.太陽電池の発電の仕組みと太陽電池の種類
  • 3.薄膜Si 太陽電池
  • 4. 太陽電池の競合状況
  • 5. 太陽電池モジュール封止技術と部材の開発状況
  • おわりに
  • 第2節 フレキシブル太陽電池用フロントシート
  • 1.太陽電池の軽量化
  • 2.CIGS 太陽電池の耐久性
  • 3.CIGS 太陽電池用フロントシート
  • 4.フレキシブルCIGS 太陽電池の経済性とフロントシート
  • 5.有機系太陽電池用フロントシート
  • 第3節 太陽電池用バックシートの開発と製造技術
  • はじめに
  • 1. 太陽電池
  • 1.1 太陽電池の種類
  • 1.2 基本構成
  • 1.3 太陽電池モジュール
  • 2. 太陽電池用バックシート
  • 2.1 バックシートの役割
  • 2.2 バックシートの構造と種類
  • 2.3 バックシートの色
  • 2.4 バックシートの最外層フィルム
  • 2.4.1 フッ素系
  • 2.4.2 非フッ素系
  • 2.5 バックシートの製造方法
  • 3. PVDF(ポリフッ化ビニリデン)の特徴
  • 3.1 PVDFの特性
  • 3.1.1 耐候性
  • 3.1.2 成形加工性
  • 3.2 PVDFの結晶構造
  • 3.3 PVDFと他樹脂とのポリマーブレンド
  • 4. バックシート用PVDF系フィルム
  • 4.1 PVDF系フィルムの樹脂組成
  • 4.2 フィルムの製造方法
  • おわりに

第6章 包装・医療用途向けバリア性フィルム 新用途技術

  • 第1節 ハイバリアフィルムの開発と応用
  • はじめに
  • 1. バリア材料の萌芽と発芽
  • 1.1 萌芽
  • 1.2 発芽(35 日の差)
  • 2.各種のバリア性材料の開発
  • 2.1 PVDC・PVA(EVOH)・PAN の誕生
  • 2.2 各種バリア材料の発展・材料の新展開
  • 2.3 各種バリア材料の発展・用途の拡大
  • 3. バリア材の技術的側面
  • 3.1 バリア材料としてのPVA・PVDC・PAN の技術的特徴.EVOH の利点.
  • 3.1.1 ガス透過機構
  • 3.1.2 共重合により結晶性すなわちバリア性を低下させずに加工性を改良できた樹脂
  • 3.1.3 PVA の湿度依存性の驚異的な改善
  • 3.1.4 最良の熱安定性
  • 3.1.5 その他
  • 4.企業化後のバリア材の発展に寄与した事柄
  • 4.1 環境問題
  • 4.2 海外への進出
  • おわりに
  • 第2節 バリアフィルムの開発とバリア性・透明性の向上、および医療包装への応用
  • はじめに
  • 1.パッシブバリアフィルムの開発動向
  • 1.1 樹脂系バリアフィルム
  • 1.1.1 EVOH 系フィルム
  • 1.1.2 MXD6 ナイロン系フィルム
  • 1.1.3 PVDC フィルム
  • 1.1.4 ポリグリコール酸フィルム
  • 1.2 樹脂コートバリアフィルム
  • 1.2.1 PVDC コートフィルム
  • 1.2.2 PVA コートフィルム
  • 1.2.3 アクリル酸系樹脂コートフィルム
  • 1.3 ナノコンポジット系樹脂コート・バリアフィルム
  • 1.4 包装用透明蒸着バリアフィルム
  • 1.5 透明蒸着フィルムの医薬品包装への適用
  • 1.6 有機EL・太陽電池用バリアフィルムの技術動向
  • 2.アクティブパッケージング用フィルムの開発動向
  • 2.1 酸素吸収性アクティブバリア材とアクティブバリアフィルム
  • 2.1.1 オキシガード
  • 2.1.2 エージレス・オーマック
  • 2.1.3 オキシキャッチ
  • 2.1.4 エバールAP
  • 2.2 水分吸収性フィルム

第7章 光学制御がカギを握る技術・光学フィルム

  • 第1節 モスアイ無反射フィルムの開発動向
  • 1.新世代バイオミメティクスの展開
  • 2.蛾の目を模倣したモスアイ反射防止構造
  • 3.バイオミメティクスは自己組織化を工業的に利用する際の最良のお手本
  • 4.自己組織化現象の適用による大型モスアイ金型の作製
  • 5. 光ナノインプリントによるモスアイフィルム作製
  • 6.反射率と写り込み
  • 7.大型ロール金型を用いた連続賦形
  • おわりに
  • 第2節 スマートフォン・タブレット向け輝度上昇光学フィルムの最新技術
  • はじめに
  • 1.基本技術の紹介
  • 1.1 マイクロリプリケーションテクノロジー(高精細表面技術)
  • 1.2 マルチレイヤーオプティカルフィルム(多層光学フィルム技術)
  • 2.開発品とその背景
  • 3.効果の確認
  • おわりに

第8章 タッチパネル用光学制御フィルム i-Phone&i-Padなどのタブレット

  • 第1節 タッチパネル用光学フィルムの動向
  • はじめに
  • 1.導電フィルム
  • 1.1 センサー電極材
  • 1.2 ITO代替フィルム
  • 1.3 周辺回路材料と銅/ITOフィルムの登場
  • 2.その他光学フィルム
  • 2.1  ハードコートフィルム・飛散防止フィルム
  • 2.2 OCA(光学粘着フィルム)
  • 2.3 タッチパネル用その他材料
  • 2.4 他機能フィルム材料
  • 3.今後の技術動向
  • 第2節 タッチパネル用透明導電性フィルムの開発
  • はじめに
  • 1.当社透明導電性フィルムの特徴
  • 1.1 抵抗膜式用透明導電フィルム
  • 1.1.1 屋外TP用外光反射防止フィルム
  • 1.1.2 アンチニュートンリング・フィルム
  • 1.2 静電容量式用エッチングマークレス用透明導電フィルム
  • 第3節 銀ナノワイヤーを用いた新規透明導電フィルムの開発
  • はじめに
  • 1.透明導電材料について
  • 2.透明導電性フィルムの特性と応用
  • 3.銀ナノワイヤーを用いた透明導電フィルムの構造と特性
  • 3.1 層構成
  • 3.2 各層の機能
  • 4.今後の展開

第9章 加工性がカギを握る・高機能/高付加価値フィルムの成形制御技術

  • 第1節 PP 延伸フィルムの微細表面凹凸制御技術・解析
  • はじめに
  • 1. 表面凹凸形成機構の解析
  • 1.1 表面凹凸形成機構の解析
  • 1.2 クレーター生成過程の観察
  • 2. 表面凹凸構造の制御
  • 2.1 製膜条件による制御
  • 2.2 樹脂特性と原反モルフォロジーによる制御
  • おわりに
  • 第2節 チューブラー法二軸延伸によるナイロン系機能性付与フィルムの開発
  • はじめに
  • 1. 市場動向
  • 1.1 環境問題に関して
  • 1.2 健康問題に関して
  • 1.3 製品安全法(PL 法)に関して
  • 1.4 高齢化社会に対して(便利性に対して)
  • 1.5 CO2 低減化(エコロジー)
  • 2. フィルム基材の性能比較
  • 3. 二軸延伸ナイロンフィルムの開発経緯
  • 4. 二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法とフィルム特徴について解析
  • 4.1 引張特性
  • 4.2 衝撃強度特性
  • 4.3 熱水収縮特性の面内依存性
  • 4.4 応力-歪曲線の面内性状評価(S-S カーブ評価)
  • 4.5 結晶配向評価
  • 4.6 蛍光偏光強度パターン評価(非晶鎖部配向評価)
  • 4.7 製膜方法と物性のまとめ
  • 5. 易裂性二軸延伸ナイロンフィルム
  • 5.1 易裂性・直線カット性の発現機構<ユニアスロンTB の技術>
  • 5.1.1 透過型電子顕微鏡拡大観察評価(TEM)
  • 5.1.2 光散乱強度評価(SALS)
  • 5.1.3 単体フィルムの直線カット性評価
  • 5.1.4 製袋品のカット性評価
  • 5.1.5 MXD6 配合比率と直線カット性
  • 5.1.6 MXD6 配合比率と引裂き抵抗値
  • 5.1.7 フィルムの切り口部の拡大観察評価
  • 5.1.8 MXD6 の配合比率と酸素ガス透過度
  • 5.1.9 Ny6 とMXD6 樹脂の反応制御
  • 5.2 易裂性発現機構のまとめ
  • 5.3 代表用途例の紹介
  • 6. 多層二軸延伸ナイロンフィルム
  • 7. 収縮性ナイロンフィルム
  • 8. 総括
  • 9. 今後の展開
  • 第3節 PET 系シュリンクフィルムにおけるフィルム収縮率と収縮仕上り性
  • はじめに
  • 1. サンプル
  • 2. 評価方法
  • 3. 結果
  • 3.1 収縮率と収縮仕上り性
  • 3.2 スチーム加熱装置内のラベル温度
  • 3.3 収縮率の測定時間変更
  • 4. 考察
  • おわりに
  • 第4節 機能性(加飾)フィルムによる成形品への機能性(加飾)付与
  • はじめに
  • 1. 機能性フィルム
  • 1.1 転写箔
  • 1.1.1 基体シート
  • 1.1.2 機能層1
  • 1.1.3 機能層2
  • 1.1.4 加飾層
  • 1.1.5 接着層
  • 1-2. IML フィルム
  • 1.2.1 基体シート
  • 1.2.2 機能層1
  • 1.2.3 機能層2
  • 1.2.4 加飾層
  • 1.2.5 接着層
  • 1.3 機能性(加飾)フィルムを設ける成形品の材質
  • 1.4 機能性(加飾)フィルムを使用した加工方法
  • 1.4.1 転写機を使った貼り合わせ法(2D 成形品)
  • 1.4.1.1 ロール転写機法
  • 1.4.1.2 アップダウン転写機
  • 1.4.1.3 真空(エアロ)プレス転写機
  • 1.4.2 成形同時加飾法Nissha-IMD・IML(3D 成形品)
  • 1.5 機能フィルムに組み込める機能性(成形品への機能性付与)
  • 1.5.1 ハードコート性
  • 1.5.2 スクラッチリペア性
  • 1.5.3 耐指紋性
  • 1.5.4 ハーフミラー性
  • 1.5.5 抗菌性
  • 1.5.6 帯電防止性

第10章 環境対応フィルムの成形技術

  • 第1節 遮熱・断熱フィルムの開発動向と最適値
  • はじめに
  • 1. 日本の気候と建物の開口部
  • 1.1 気候と建物
  • 1.2 建物開口部の省エネ基準
  • 2. 窓の遮熱対策
  • 2.1 窓ガラスの構造
  • 2.2 窓ガラスの種類と遮熱フィルムの施工性
  • 3. 遮熱方法と性能
  • 3.1 窓フィルムの歴史
  • 3.2 現行市場製品の特性から見た分類
  • 3.3 可視光線透過率と光選択性
  • 3.4 遮蔽係数(SC)への可視光線透過率効果
  • 4. 遮熱効果と断熱性
  • 4.1 熱貫流率からの遮蔽・断熱の分類
  • 4.2 遮熱と断熱の効果
  • 5. 遮熱/断熱フィルムにおける省エネ効果
  • 5.1 省エネルギー効果
  • 5.1.1 東京の効果比較
  • 5.1.2 大阪の効果比較
  • 5.1.3 熱貫流率からの省エネ効果
  • 5.1.4 1 ヶ月の冷暖房効果比較
  • 5.1.5 東京と大阪の気候差
  • 5.1.6 各地の温度と日照時間比較
  • 5.2 体感温度
  • 5.3 ガラスの違い
  • 6. 効果の実測(方法と実測値)
  • 7. 窓フィルムの注意点
  • 7.1 熱割れ
  • 7.2 長波長熱の増大(ほてり感の増加)
  • 7.3 結露
  • 7.4 電磁波シールド性能
  • まとめ
  • 第2節 PLA の特徴と高機能フィルムへの展開
  • はじめに
  • 1. PLA の特徴とフィルムへの応用
  • 1.1 PLA の加工特性
  • 1.2 物理的特性
  • 1.3 化学的特性
  • 1.4 熱特性
  • 1.5 その他の展開
  • 2. PLA シート
  • おわりに