Andisco高性能ハードコーティング

硬度とスクラッチ抵抗を強化します|摩擦を減らす| 腐食/酸化抵抗を提供します|審美的な耐久性を向上させます

硬いコーティングとは、より柔らかいバルク材料（基質と呼ばれる）の表面に適用される、非常に硬くて耐摩耗性の材料の薄い層です。その主な目的は、タフネス、重量、コストなど、基礎となる材料の望ましいバルク特性を変更することなく、オブジェクトの表面特性を劇的に改善することです。
オブジェクトの保護的で超耐久性のある 'armor 'と考えてください。

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ハードコーティングとは何ですか？

耐摩耗性またはスクラッチ耐性コーティングとして業界でより一般的に知られているプラスチックシート用のハードコーティングは、プラスチック基板の表面の機械的特性と機能を大幅に強化することを中心とする特別に処方された表面処理技術です。これらのコーティングは通常、液体の形でプラスチック表面に塗布され、熱または紫外線（UV）硬化プロセスを介して硬化して、硬く、密な、光学的に透明なフィルム保護バリアを形成します。本質は、基質の表面のトライボロジー特性と機械的性能を変えることにあり、それが化学物質だけでなく、機械的作用（摩擦、引っ掻き、摩耗、侵食など）によって引き起こされる表面損傷に効果的に抵抗することができます。

ハードコーティングのコア値

ハードコーティング技術のコアバリューは、それが提供するパフォーマンスの相乗効果にあります。ポリカーボネート（PC）やポリメチルメタクリレート（PMMA）などの高性能プラスチックは、独自の物理的利点のためにさまざまな分野で広く使用されています。PCは、卓越した耐衝撃性（実質的に壊れない）で有名であり、セーフティガラスと速報材料の代わりになります。一方、PMMAは、その優れた光透過率と光学的明快さで好まれており、しばしばガラスの完全な代替品と見なされています。ただし、これらの材料に共通する重大な弱点は、比較的低い表面硬度であり、毎日の接触、摩擦、または洗浄による傷を起こしやすく、視覚的魅力と機能的完全性を損ないます。ハードコーティングの出現は、プラスチック基板に欠けている '硬度'属性を伝え、相補的な複合材料を作成することにより、この固有の欠陥に正確に対処します。この相乗効果により、コーティングされたPCが耐衝撃性の高い耐性を保持し、PMMAは高光透過率と軽量特性を維持します。このようにして、ハードコーティング技術はプラスチック材料の利点を最大化しながら、それらの欠点を効果的に緩和し、パフォーマンスを犠牲にすることなくガラスや金属などの従来の材料をうまく交換できるようにし、それによって軽量と高い耐久性に対する現代の産業的要求を満たすことができます。

なぜハードコーティングが使用されるのですか？

現代の世界的な産業環境内、特に輸送および家電部門の分野では、より厳しい環境規制とエネルギー効率の高い目標により、軽量材料の需要がますます顕著になっています。ハードコーティングテクノロジーは、メーカーに、従来のガラスおよび金属成分をより軽量で耐久性のあるプラスチック部品に置き換える実行可能な経路を提供し、それにより全体的な重量とエネルギー消費を削減します。
さらに、ハードコーティング技術の適用により、プラスチック材料の利用範囲が大幅に拡大しました。コーティングの前に、表面の耐久性が不十分であるため、多くのプラスチック成分が過酷または高接触環境には適さないものでした。ハードコーティングテクノロジーの出現により、プラスチックは、自動車の外部部品、公共のタッチスクリーン、建築ファサード、産業機械保護カバー、セキュリティ設置など、より厳しく厳密なアプリケーションに展開できます。このテクノロジーは、製品の寿命を拡大し、メンテナンスと交換コストを削減するだけでなく、新しい材料の従来のドメインへのより広範な統合を促進し、現代の材料エンジニアリングの不可欠な要素を構成します。

ハードコーティングの利点と複数の機能

際立った耐摩耗性と耐摩耗性耐摩耗性

耐摩耗性とスクラッチ抵抗は、ハードコーティングのコア値提案を構成します。プラスチック表面に堅牢な保護層を形成することにより、これらのコーティングは、毎日の使用中に遭遇する摩擦、摩耗、および引っ掻きを効果的に緩和し、それにより、拡張されたサービス寿命にわたって光学的透明度と美的完全性を維持します。顕微鏡レベルでは、スクラッチの形成は、主に耕作、マイクロクラッキング、アイロンの3つの変形メカニズムに由来します。ハードコーティング内のスクラッチ耐性材料（例、セラミックベースまたはポリシロキサンベースの製剤）は、耕作イベントを制限するために高耐性材料を利用したり、マイクロクラックの伝播を制御して高度張りの強さ成分を使用したりするなど、テーラード材料特性を介してこれらのメカニズムに対抗します。
命名法にもかかわらず、「ハードコーティング」にもかかわらず、材料システム全体の研究は、単なるスクラッチ抵抗をはるかに超える機能を明らかにしています。このようなコーティングは、汎用性の高い表面強化プラットフォームとして設計でき、パフォーマンス属性の包括的なポートフォリオを提供します。たとえば、コーティングは、汚れ、ほこり、汚れを効果的に撃退する低表面のエネルギー特性を提供する可能性があり、より簡単な掃除を促進します。さらに、UV吸収体をコーティング製剤に組み込むことにより、長期にわたる屋外曝露によって引き起こされる黄色と分解に対する重大な保護を提供します。プラスチック成分は、プラスチック成分からの熱抵抗の増強、電磁干渉（EMI）シールド、摩擦削減など、プラズマスプレーなどの高度な技術をもたらすことさえあります。その結果、エンジニアとデザイナーは、硬度だけを追求するのではなく、全体的なアプリケーション要件に基づいてコーティングソリューションを調整することができ、それにより製品のパフォーマンス、寿命、および費用対効果を最適化できます。

強化された耐薬品性

硬質コーティングは、塑性表面に密な化学バリアを形成し、洗浄剤、溶媒、酸、アルカリ、およびその他の化学物質によって引き起こされる腐食から基質を効果的に保護します。多くのプラスチックは本質的に程度の耐薬品性を持っていますが、特定の溶媒（アセトンなど）または強酸やアルカリスは依然として永久的な損傷を引き起こし、表面分解または光学性能の低下につながる可能性があります。基質表面をカプセル化することにより、ハードコーティングはその耐薬品性を大幅に向上させます。たとえば、特定のポリシロキサンベースのコーティングは、アセトンへの暴露後、観測可能な表面または性能分解、1％水酸化ナトリウム、1％塩酸、およびWindexのような一般的な洗浄剤を実証していません。

優れた気象抵抗とUV抵抗性、紫外線（UV）放射は、その分解とパフォーマンスの低下の主な原因です。

長い間屋外で使用する必要があるプラスチック成分のハードコーティングは、紫外線（UV）吸収体を効果的に統合することができ、それにより、プラスチックが長期の屋外曝露下での黄色い、腹立、光学性能の低下を防ぐことができます。これらは、車の窓、温室、屋外標識、公共交通機関のバスシェルターなどの用途に特に適しています。たとえば、OWP-100（屋外の風化可能な保護）という名前のアンディスコが供給したコーティングは、紫外線の90％を効果的にブロックして、約6ミクロンの膜厚で375 nm未満の波長で波長をブロックできます。さらに、加速された老化テストの安定性が高いことを示し、強力な紫外線に250時間暴露した後でも亀裂や剥離は示されません。
GB/T16422.2-2014およびHG/T3862-2006に従って、8000時間のキセノンAR Cランプ曝露テストデータに基づいて、このコーティングは老化に耐性があり、マイクロクラッキングを減らし、完全で美しい外観を維持し、ボードのサービス寿命を拡大するのに役立ちます。

光学的透明度と光透過率を維持します

硬度はさまざまなアプリケーションの中で唯一のインデクターではないかもしれませんが、光学能力は防御的に重要です。硬いハードコーティングは、基質の表面硬度を高めるだけでなく、元の高照明伝達と低いヘイズのままであり続けるため、ハードコーティングされた製品の第1位の品質原理です。優れた耐摩耗性を備えたハードコーティングは、傷が発生するのを効果的に防ぎ、低hazeレベルを維持します。たとえば、Acrylite®光学婚耐性という名前の耐摩耗性のアクリルシートは、コーティング後でも92％の軽い透過率を保持しているため、博物館の展示ケースと電子ディスプレイに理想的な選択肢となります。

驚くべきことに、アンドリスコの耐摩耗性コーティングは、アクリル光学の光学MAR耐性コーティングと比較して、より重要なアップグレードを見てきました。基質の光透過率の92％以上を保持し、優れた耐摩耗性を持っています。また、表面の疎水性性能も向上します。つまり、メンテナンスとクリーニングがより簡単になり、実行可能になります。

ハードコーティング用の基板と材料の選択

一般的なプラスチック基板

ポリカーボネート（PC）：PCは、比類のない衝撃耐性で有名であり、ほとんど破壊できません。ただし、その表面は比較的柔らかく、スクラッチになりやすいため、光学的な明確さを必要とするシナリオでのアプリケーションを厳しく制限します。したがって、ハードコーティングはPCの理想的なパートナーであり、自動車窓、安全ガラス、防弾窓、ディスプレイカバーなどで一般的に使用されています。
アクリル（PMMA）：PMMAは、ガラスに匹敵する光学的透明度（最大92％の光透過率）を誇っており、軽量です。ただし、その表面の硬度は比較的低く、傷がつく傾向があります。ハードコーティング処理により、スクラッチ抵抗と耐薬品性を最大40回強化することができ、電子ディスプレイ、博物館ディスプレイケース、メニューボード、フォトフレームなどの高接触アプリケーションに適しています。
その他の適用可能な基質：ハードコーティング技術は、ポリエチレンテレフタレート（PET）、塩化ポリビニル（PVC）、ポリメチルメタクリレートコポリマー（PMMA）、ポリウレタン（PU）など、他のさまざまなプラスチック基質にも適しています。これらの基質は、通常、プライマーを促進する前に、通常の基質を必要とします。

コーティング材料の化学組成

ポリシロキサンベースのコーティング：これは、最も一般的なタイプのハードコーティングです。これは、アルコールまたはエチレングリコールエーテル溶液中の多面体オリゴマーシルセスキオキサンソルゲルから定式化された有機無機ハイブリッド材料です。硬化後、これらの分子は架橋して3次元ネットワークを形成し、ガラスのような硬くて硬い表面を作り出します。その利点には、優れた耐摩耗性、耐薬品性、光学的透明度が含まれます。
ナノコートティング：これらのコーティングは、ナノスケール粒子（二酸化チタン（Tio₂）、二酸化ジルコニウム（Zro₂）、酸化アルミニウム（Alooh）など）を使用して、充填剤または添加物として硬度と添加物を強化し、コーティングの耐性を耐えます。 Nanomyte®SR-100RTなどの特定のナノ構造化複合コーティングは、有機相と無機相で構成され、優れたスクラッチと耐摩耗性を提供できます。
その他の技術：前述の材料に加えて、ハードコーティングは、ポリマーベースの化学システム（エポキシ樹脂など）やダイヤモンド様炭素（DLC）などの他の化学システムにも基づいています。これらの材料には、独自の特性と適用可能なシナリオがあります。

その他の技術：前述の材料に加えて、ハードコーティングは、ポリマーベースの化学システム（エポキシ樹脂など）やダイヤモンド様炭素（DLC）などの他の化学システムにも基づいています。これらの材料には、独自の特性と適用可能なシナリオがあります。

一般的なプラスチック基板とハードコーティング間の特性の比較
基板	コーティングされていない基質の利点	コーティングされていない基質の欠点	パフォーマンスの向上コーティング後の	典型的なアプリケーション
ポリカーボネート	優れた衝撃耐性、壊れるのは簡単ではありません	表面の硬度が低く、簡単に傷を付けます	耐衝撃性の高い耐性を維持し、スクラッチ抵抗を大幅に向上させます。	自動車窓、安全ガラス、パブリックディスプレイ画面、セキュリティコンポーネント
アクリル（PMMA）	優れた光学クリア性（照明伝送以上の92％）、軽量	表面は比較的柔らかく、ひっかく傾向があります。	スクラッチ抵抗と耐薬品性は、光学性能に影響を与えることなく、40回増強できます。	電子ディスプレイスクリーン、博物館ディスプレイケース、フォトフレーム、家具パネル
その他（PET、PVC、PETG）	柔軟性、費用対効果など。	耐摩耗性と天候の抵抗が不十分です。	スクラッチ抵抗と耐薬品性は、光学性能に影響を与えることなく、40回増強できます。	産業用パネル、屋外標識、包装材料

ハードコーティングの申請プロセスと手順

前処理オペアレーション

コーティングアプリケーションでは、前処理は重要な最初のステップと見なされます。 sayingにもあるように、「コーティングの品質はその前処理に依存します。」前処理は、コーティングと基質の間に強い接着を確保するための重要なステップです。適切に処理されない場合、それは層間剥離、剥離、またはコーティングの亀裂につながります。これは、最終製品のパフォーマンスと寿命に深刻な影響を与えます。典型的な前処理ステップには、基質表面の徹底的な洗浄、脱脂、乾燥が含まれます。一部の材料の場合、徹底的な拭き取りのために特定の溶媒（ヘキサンやイソプロピルアルコールなど）を使用し、イオン化された空気または窒素で乾燥して、表面に残留物、汚染物質、または粉塵がないことを確認する必要がある場合があります。

プラスチックシートのハードコーティングのためのテクニカルガイド
コーティング方法	適用可能な基板と形状	典型的な利点	典型的な短所	料金	代表的なアプリケーション
ディップコーティング	単純な形状、大きな出力	コーティングは均一で、生産効率が高くなっています。	大量の塗料が必要であり、複雑な形状には適していません。	高い	レンズ、小さなディスプレイ、スペクタクルレンズ
フローコーティング	大きな平らな表面、片面コーティング	塗料の節約、1回限りの厚いコーティング、大きなアイテムに適しています。	'ウェッジエフェクト'になりやすく、プロセス制御要件が高くなります。	真ん中	建物パネル、大きなディスプレイスクリーン、パブリックサイン
去勢コーティング	複雑な形状、ローカルコーティング	柔軟性が高く、特別な特性（EMIシールドなど）を備えています。	均一性は限られている可能性があり、コストは比較的高くなります。	低い	自動車インテリア、楽器パネル、センサーカバー、航空機コックピットキャノピー

ディップコーティング

ディップコーティングは、広く使用されているコーティングプロセスです。その基本原則は、前処理された基質を液体コーティングに浸し、制御された速度で持ち上げることです。このプロセスの利点は、非常に均一なコーティングの厚さ、生産効率の高い、および良好な費用対効果を達成する能力にあります。特に、大量の生産量が多いシンプルな形の部品に適しています。ただし、その制限には、コーティングタンクに大量のコーティングを維持する必要性と、すべての複雑な形の部品への適用不能が含まれます。

フローコーティング

フローコーティング方法は自動化されたプロセスです。その核となる原則は、コーティング溶液が重力の下で制御された方法で基質表面を流れることであり、過剰なコーティングが下に収集され、ろ過後にリサイクルされることです。このプロセスの利点は、コーティング材料を効果的に保存する能力、片側のコーティングを必要とする大きなパネルまたはコンポーネントへの適用性、および複数のアプリケーションを必要とせずに単一の操作で厚く滑らかなコーティングを取得する能力にあります。ただし、このプロセスには、 'ウェッジ効果'の発生の可能性など、固有の課題もあります。ここでは、コーティングの厚さが上部で薄く、コンポーネントの下部に厚くなり、溶媒逆流の問題もあります。均一性を確保するには、コーティングの流量、溶媒の蒸発速度、およびコーティングの固体含有量を厳密に制御する必要があります。

去勢コーティング

スプレーコーティングは、スプレーを介して基板の表面にコーティングを適用するプロセスです。その中でも、プラズマスプレーコーティングは、金属、セラミック、ポリマーなどの特別な材料を、より高度な特性にプラスチックコンポーネントに寄付する高度なスプレー技術です。この技術は、保護障壁を形成し、熱抵抗の増加、摩擦の減少、電磁干渉（EMI）シールド機能を提供するなど、極端な条件に耐えることができるプラスチック部品を可能にし、航空宇宙や自動車などの高需要産業に適しています。スプレーコーティング技術は通常、複雑な形状またはローカルコーティングを必要とするコンポーネントに使用されます。これは、単純なスクラッチ耐性治療ではなく、パフォーマンスを向上させるコーティングです。

ディップコーティング、フローコーティング、スプレーコーティングは、単なる単純な代替品ではなく、さまざまな製品要件と生産尺度に基づいた戦略的な選択です。浸漬コーティングは、その費用対効果と均一なコーティングにより、小型および単純な成分のバッチ生産に適しています。フローコーティングは、大きな平らな表面の取り扱いに優れており、流量の正確な制御によりコーティングの品質を確保します。一方、プラズマスプレーなどの高度なスプレーコーティング技術は、EMIシールドや高温抵抗などの特定の高性能特性を必要とする複雑な形状のコンポーネント向けに特異的に設計されています。この多様なプロセスオプションは、大量消費財からハイテク精度コンポーネントまで、さまざまな市場の需要を満たす際に、ハードコーティング業界の成熟度と柔軟性を反映しています。

品質管理およびパフォーマンステスト基準

コーティング性能の評価指標

ハードコーティングされたプラスチックシートの品質と性能を確保するために、主要なパフォーマンスインジケーターを評価するために、業界で一連の標準テストが採用されています。

硬度：硬度とは、コーティングが塑性変形に抵抗する能力です。それはさまざまな方法で評価できます。その中で、鉛筆硬度テストは最も単純で最も一般的に使用される方法です。異なる硬度グレードの鉛筆を使用してコーティング表面をスクラッチして、引っ掻きに対する抵抗を決定することが含まれます。より正確な方法には、ボールインデントテストとロックウェル硬度テストが含まれます。これは、インデンテーションの深さを測定することにより硬度値を決定し、ISO 2039-1/-2やASTM D785などの基準に従います。

耐摩耗性：これは、コーティングの耐久性を評価するためのコアインジケーターです。 Taber摩耗テストは、業界のゴールドスタンダードです。このテストは、回転サンプルに特定の負荷（500gなど）を備えた2つの研磨ホイールを配置し、特定の回転数（500倍など）の後のヘイズ（Δ％ヘイズ）または減量の変化を測定することにより、耐摩耗性を定量化します。ヘイズの変化値が小さくなると、コーティングの耐摩耗性が向上します。他の方法には、実際の使用で摩擦をシミュレートすることにより材料のスクラッチ抵抗を評価するスチールウールスクラッチテストが含まれます。

接着：接着は、コーティングとその基質の間の結合強度の重要な指標です。接着不良は、剥離、剥離、またはコーティングの亀裂につながり、製品の寿命が限られています。臨界負荷（LC）は、基板からコーティングが剥がれ始める荷重であり、スクラッチテスターを使用して測定して接着性能を定量化できます。

厚さ：コーティングの厚さは、一貫したパフォーマンスを確保するための重要な制御パラメーターです。厚さが不十分な場合は、耐摩耗性が低下する可能性がありますが、過度の厚さはコーティングの亀裂や剥離を引き起こす可能性があります。コーティングの厚さは、回転ボール法（Calotest）などの方法で迅速に測定できます。

業界標準と仕様

標準化されたテストは、製品の品質を確保し、グローバルな認識を達成し、業界の信頼を構築するための基礎として機能します。これらの標準は、 'スクラッチ抵抗'の主観的な経験を 'δHaze<1％'などの定量化可能な技術指標に変換し、メーカーに客観的なパフォーマンス評価方法を提供し、顧客に信頼できる品質保証を提供します。

この標準化プロセスは、ハードコーティングされたプラスチック市場の成熟と拡大に必要な条件です。第一に、さまざまなサプライヤー間の製品パフォーマンスの公正かつ客観的な比較を可能にし、それにより健全な競争を促進します。第二に、自動車や航空などの主要産業における規制のコンプライアンスの基礎を提供し、製品の安全性と信頼性を確保します。最後に、顧客の場合、ASTMまたはISO標準に準拠した製品ラベルは、品質とパフォーマンスの信頼できる保証を表しています。主観的な経験を定量化可能な技術指標に変換することにより、標準化プロセスは市場のリスクを削減し、新しい材料と技術の採用を加速し、ハードコーティング技術の主流の適用の不可欠な部分になります。

ハードコーティングの主なパフォーマンステストと標準
パフォーマンス評価	典型的なテスト方法	テスト標準	評価の目的
硬度	Rockwell Hardness Ball Indentationテスト	ISO 2039-1/-2、ASTM D785、DIN EN 13523-4	プラスチックの変形と傷に抵抗するコーティングの能力を評価します。
耐摩耗性	Taber摩耗テストスチールウール摩耗テスト	ISO 9352、ASTM D1044、ASTM D4060、ISO 5470	摩擦、傷、摩耗に対するコーティングの抵抗を定量化します。
adhension	スクラッチテスター（クリティカルロードLC）	ISO 20502、ASTM C1624	コーティングと基質の間の結合強度を評価します。
厚さ	Calotest	-	コーティングの厚さが最適なパフォーマンスの範囲内にあることを確認してください。

ハードコーティングされたプラスチックシートのアプリケーションフィールド

交通機関

ハードコーティングされたプラスチックは、輸送部門で重要な役割を果たします。これらは、ヘッドランプ、窓、サンルーフ、インテリアパネル、ディスプレイ、楽器パネルなどの自動車コンポーネントで広く使用されています。これらのアプリケーションは、光学的透明度を維持しながら、軽量化、高い耐久性、および気象抵抗に厳しい要件を必要とします。ハードコーティングされたプラスチックは、従来のガラスに比べてより軽くて設計の柔軟性のないソリューションを提供し、自動車業界の厳格な規制とパフォーマンス基準に準拠しています。これは、将来、よりエネルギー効率の高い車両を開発するために不可欠です。

電子およびディスプレイテクノロジー

タッチスクリーン、ディスプレイ、センサーカバー、カメラレンズなどの電子デバイスでは、ハードコーティングは不可欠な保護層です。これらのデバイスは、毎日の使用中に人間の手や硬いオブジェクトと接触することがよくあり、傷を非常に受けやすくします。ハードコーティングは、スクリーンとレンズを毎日の傷や摩耗から効果的に保護し、画像の明確さと歪みのないことを保証し、それによりデバイスの全体的な寿命を延ばします。

アーキテクチャとセキュリティ

ハードコーティングされたプラスチックは、建築とセキュリティの分野で、より安全で耐久性のあるガラスに代わるより安全で耐久性のある代替品を提供します。インパクトの高いPC基板とハードコーティングの組み合わせにより、それらは反バースト窓、天窓、温室、音の障壁、アイスリンクエンクロージャーで使用するのに最適です。この材料は、高いセキュリティを提供するだけでなく、耐摩耗性と気象抵抗のために屋外用途で安定した性能を維持し、風や砂、掃除、または毎日の接触によって損傷を受ける可能性が低くなります。

産業および消費者製品

ハードコーティングされたプラスチックは、機械的保護カバー、産業用計器パネル、屋外標識、家具、写真フレームなど、さまざまな産業および消費者製品でも広く使用されています。これらのアプリケーションでは、製品は多くの場合、高周波接触または過酷な環境にさらされています。ハードコーティングは、表面を保護し、メンテナンスと交換コストを効果的に削減し、製品の寿命を延長することができます。

行動を促す

Andiscoハードコーティング技術は、現代の材料科学の重要な進歩となっています。優れた摩耗やスクラッチ耐性、耐薬品性の向上、優れた気象性、光学的透明度を維持する能力など、複数の利点を提供することにより、ポリカーボネートやアクリルなどのプラスチック材料を単一の目的から高性能、多機能エンジニアリング材料に成功裏に変換しました。
ハードコーティングの製品情報と技術サポートの詳細については、 info@polyteching.comのいつでもテクニカルサポートチームにお問い合わせください。