作成： 1999/11/10 粕谷 健一
データ番号 ：010177
テスト水系での放射線硬化樹脂とコーティングへの応用
目的 ：紫外線および電子線を用いた水中での高分子合成とその応用
放射線の種別 ：電子
フルエンス（率）：1018/cm2
線量（率） ：10μA
照射条件 ：室温
応用分野 ：表面コーティング、塗装
概要 ：
法律的見地あるいは環境への問題意識の高まりから、揮発性有機溶剤(VOC)等の使用が問題視されてきている。このような背景から、工業用塗装、コーティングなどで、溶剤中心の塗料から水系化、粉体化、および無溶剤化へと変化してきている。そのなかで、無溶剤化可能な紫外線・電子線硬化樹脂が注目されている。ここでは、水系での紫外線・電子線(UV・EB)硬化樹脂の特徴および コーティング等への応用について述べる。
詳細説明 ：
水は、高分子にとって貧溶媒であり、エネルギー的には、放射線重合には良く無いように見える。しかしながら、水系放射線重合には、以下の利点が挙げられる。
表1 Dilution with high Mn oligomer.（原論文2より引用）
---------------------------------------------------------------------------
Polyester % Salt Mn f Viscosity Viscosity in
60°CmPa.s 10% water
60°mPa.s
---------------------------------------------------------------------------
C 7,2 1070 2,5 solid 3500
---------------------------------------------------------------------------
C+30%PEGDA 600
DA 4900 1200
---------------------------------------------------------------------------
D 6,4 670 2,5 21500 2500
---------------------------------------------------------------------------
C+30%PEGDA 600
DA 16000 250
---------------------------------------------------------------------------
高分子のレオロジーがモディファイヤーを調節することによって制御可能である。放射線硬化樹脂のモノマーは、粘度が高いものが多い。希釈剤としての水はVOCの発生がなく(表１)、
しかも可燃性もない。水分散性の添加剤(色素、消泡剤、ワックス等)が利用できる。塗装用装置の洗浄が容易である。一方、欠点としては、以下のことが挙げられる。全体の重合行程時間が長い。モノマーが親水性のため、できる樹脂も水感受性のものである。加水分解に対する安定性が低い。 放射線による高分子合成には4つの基本的なアプローチがある。1.主鎖への酸残基の組み込み。2.構造への親水性非イオン系鎖の組み込み。3.界面活性剤あるいは保護コロイドの使用。4.乳化重合技術。また、放射線重合樹脂には大きく分けて次の4つのグループがある。1.アクリル酸エマルジョン型。2.ウレタンアクリル酸型。3.エポキシ型。4.水系ポリエステル型。
水系の放射線重合樹脂の応用分野としては、紙などの柔らかいもの(印刷用インク等)(表２)、
木などの硬いもの、さらにはコンクリートへの塗装あるいはコーティング剤が考えられる。特に、木へのコーティング剤としての利用は最もポピュラーである。木への応用は、表面を滑らかにする用途と同時に、表面を濡れた様に見せる働きもある。このコーティグ法では、もちろん揮発性物質は、発生しない。グラフィックアートの分野でも、スクリーンインク、版画用インク、テキスタイル用インクジェト用インク等に使用されている。
表2 Exemplative screen ink formulation.（原論文2より引用）
1.Polymer:polyesteracrylate-6.4%ionic monomer
Number molecular weight 670
Mean functionality 2,5
Viscosity (mPa.s.-60℃) 21500
Viscosity (10%added water) 2500
Viscosity+30%PEG 600 DA 16000
Viscosity=30%PEG 600 DA
(10% added water) 250
2.Formulation
Polymer acrylate 81
Water 9
Pigment 4
Irgacure651 4
3.Characteristics
Reactivity(one lamp,80W/cm) 11m/min
MEK resistance(double rubs) >100
Adhesin on copper 100%
Water resistance(2hours-25°) OK no blistering
コメント ：
水系での放射線硬化樹脂の開発は、環境により優しい技術である。木へのコーティング法としては本方法は有力で、今後主流になる可能性がある。
原論文１ Data source 1：
Waterborne radiation-curable coatings
Kurt A. Wood
Rohm and Haas Company
ACS Symposium Series(American CChemical Societiy),Volume 663 (1997), pp.126-136
原論文２ Data source 2：
Waterbased polymers for radiation curing
J. M. Loutz, S. Peeters.
UCB SA-Chemicals Anderlechtstraat
Double Liaison-Physique, Chimie et Economie des Peintures et Adhesifs,Volume 44 (1997), pp.27-35
キーワード：水溶性、水系での、放射線硬化樹脂、放射線樹脂コーティング
Water-soluble , Water-based, Radiation Curable Latex, Radiation Curable Coating
分類コード：010302