VOC削減に貢献　UV硬化樹脂の反応過程がリアルタイムでわかります

熱硬化型の塗料と比較し、紫外線（UＶ）や電子線硬化型の塗料は、有機溶媒を含んでいないため、乾燥工程でのVOC（Volatile Organic Compounds：揮発性有機化合物）の大幅な削減が可能であることや、乾燥工程が短縮されることから、環境への配慮が期待されている硬化方法です。しかし、硬化条件によっては、求めている物性・性能が得られない場合もあるため、硬化挙動の把握が重要です。弊社では、その硬化過程における変化を高速スキャンFT-IRを用いて追跡することが可能です。 ここでは、アクリレート系UV硬化型樹脂について、その硬化反応を評価した事例を紹介します。

アクリレート系UV硬化型樹脂の硬化反応評価

アクリレート系UV硬化型樹脂の硬化反応初期においては、不飽和C=C結合が多く存在しており、このC=C結合をモニターすることで硬化反応を追跡することができます。図1にアクリレート系UV硬化型樹脂の硬化前後の赤外スペクトル（2000-700cm^-1）、図2にUV照度を50mW/cm2、硬化過程を0.7秒間隔でリアルタイム測定を行った時間分解スペクトル、図3に、UV照度を変化させたときの、C=C結合の吸収強度の変化をプロット（A810/A832）した結果を示しました。これらより、以下のことが確認されました。

• UV光照射後、C=C結合由来のピーク（1640-1620cm^-1，1430-1400cm^-1，820-800cm^-1）の減少が確認された〔図1〕 。
• エーテル結合由来のピーク（1300-1000cm^-1）やエステル結合由来のピーク（1730cm^-1付近）の半値幅がブロードに変化している〔図1〕。
• UV光照射とほぼ同時に、硬化反応が進んでいることが確認された〔図2〕。
• UV照度を上げると、C=C結合は早く減少し、硬化反応が早く進むことが確認された〔図3〕。

このように、UV光照射による硬化挙動の解析が可能です。