会社のニュース エポキシ樹脂固化における困難を克服する

エポキシ樹脂の紫外線硬化（UV硬化）は、紫外線照射下で系内の感光性物質が光化学反応を起こし、活性粒子またはラジカルを生成し、それによって系内の活性樹脂の架橋と重合を開始することを含みます。この技術は、有機溶剤の使用を必要とせず、環境汚染を最小限に抑えます。また、高速硬化速度、省エネルギー、高い製品性能、高速自動生産ラインや熱に弱い基材へのコーティングに適しているなどの利点も提供します。現在、一般的に使用されているUV硬化システムは、異なる開始システムに基づいて、フリーラジカル硬化システムとカチオン硬化システムに分類できます。

フリーラジカルUV硬化システムは、高速な反応速度と容易に調整可能な特性を提供しますが、酸素に敏感で、光硬化中に大きな収縮を示し、接着性が悪く、三次元コンポーネントを完全に硬化させるのに苦労します。その結果、カチオンUV硬化が近年、ホットな研究開発分野となっています。フリーラジカルとカチオン光重合の両方を可能にする新しいハイブリッド光硬化システムも、活発な研究開発分野です。さらに、光硬化の適用範囲をさらに拡大し、光硬化製品の性能を向上させるために、光硬化と他の硬化方法を組み合わせたデュアルキュアシステムも継続的に研究および探求されています。

カチオン光硬化とは、カチオン開始剤が紫外線照射下でプロトン酸またはルイス酸を生成し、正イオン活性中心を形成し、カチオン環開環重合を開始するプロセスを指します。光開始フリーラジカル重合と比較して、カチオン硬化には次の特徴があります。a. 多種多様なモノマーに適用できます。不飽和二重結合を含むモノマーおよびプレポリマーに加えて、アセタール、環状エーテル、エポキシド、β-ラクトン、硫化物、シリコーンなどの環張力を持つさまざまなモノマーおよびプレポリマーにも適用できます。b. 酸素によって阻害されず、空気雰囲気中で迅速かつ完全な重合を達成できるため、生産と実用的な用途に役立ちます。c. ポストキュア効果があり、実用的な用途での照射時間を短縮し、生産効率と製品品質を向上させることができます。

一般的に使用される増感剤は、ピレン、アントラセン、チアジン、またはチオキサントンおよびキサントンなどのフリーラジカル光開始剤ですが、後者の2つはヨードニウム塩と組み合わせてのみ使用できます。いくつかのトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートが合成され、エポキシポリメチルシロキサン（EPS）およびビスフェノールAエポキシ樹脂E-44のカチオン光硬化速度に影響を与える要因を調査するために光開始剤として使用されました。その結果、光開始剤の構造と濃度、およびアントラセン、フェノール、チアジンなどの増感剤はすべて、光硬化速度にさまざまな程度の影響を与えることが示されました。この方法により、高速硬化速度と優れた機械的特性を備えた光硬化性組成物が得られ、活性重合により顕著なポストキュア特性を示しました。これらの組成物は、光硬化性コーティング、接着剤、シーラント、電気絶縁材料、電子部品パッケージングなどのハイテク用途での応用が期待されています。

フリーラジカル光硬化とカチオン光硬化のそれぞれの特性を考慮すると、フリーラジカル-カチオンハイブリッド光硬化システムは互いに補完し合い、両方の利点を最大限に活かすことができ、それによって光硬化システムの適用範囲を広げることができます。

このため、人々は光硬化と他の硬化方法を組み合わせたデュアルキュアシステムを開発しました。システムの架橋重合は、異なる反応原理を持つ2つの独立した段階を通じて完了します。1つの段階は光硬化反応を通じて、もう1つの段階は暗反応を通じて行われます。暗反応には、熱硬化、湿気硬化、酸化硬化反応などがあります。