UVおよびEB硬化プロセス

UVおよびEB硬化とは、一般的に電子線（EB）、紫外線（UV）、または可視光を用いて、モノマーとオリゴマーの組み合わせを基板上で重合させることを指します。UVおよびEB材料は、インク、コーティング、接着剤、またはその他の製品に配合されます。UVとEBは放射エネルギー源であるため、このプロセスは放射線硬化またはラドキュアとも呼ばれます。UVまたは可視光硬化のエネルギー源としては、一般的に中圧水銀ランプ、パルスキセノンランプ、LED、またはレーザーが用いられます。EBは、主に材料の表面で吸収される光子とは異なり、物質を透過する能力を持っています。
UVとEB技術への移行を迫力ある3つの理由
省エネと生産性向上：ほとんどのシステムは溶剤を必要とせず、1秒未満の露光時間しか必要としないため、従来のコーティング技術と比較して生産性が大幅に向上します。ウェブラインの速度は1,000フィート/分が一般的で、製品はすぐにテストと出荷の準備が整います。

敏感な基材に適しています：ほとんどのシステムは水や溶剤を含みません。さらに、このプロセスでは硬化温度を完全に制御できるため、熱に敏感な基材への塗布に最適です。

環境とユーザーフレンドリー：組成物は通常無溶剤であるため、排出物や可燃性の懸念はありません。光硬化システムはほぼすべての塗布技術に対応し、最小限の設置スペースしか必要としません。UVランプは通常、既存の生産ラインに設置できます。

UVおよびEB硬化性組成物
モノマーは、合成有機材料を構成する最も単純な構成要素です。石油由来の単純なモノマーはエチレンで、H₂C₄CH₂と表されます。2つの炭素原子またはユニットの間にある記号「＝」は、反応部位、つまり化学用語で「二重結合」または不飽和結合を表します。このような部位が反応して、オリゴマーやポリマーと呼ばれる、より大きな化学物質を形成することができます。

ポリマーとは、同一のモノマーが多数（すなわちポリ）繰り返した集合体です。オリゴマーという用語は、しばしば更なる反応によって大きなポリマーの組み合わせを形成できるポリマーを指す特別な用語です。オリゴマーやモノマーの不飽和部位だけでは、反応や架橋は起こりません。

電子線硬化の場合、高エネルギー電子が不飽和部位の原子と直接相互作用し、反応性の高い分子を生成します。紫外線または可視光をエネルギー源として用いる場合は、混合物に光開始剤を添加します。光開始剤は光に曝露されるとフリーラジカルまたは不飽和部位間の架橋反応を開始します。紫外線硬化の成分

オリゴマー：放射エネルギーによって架橋されたコーティング、インク、接着剤、またはバインダーの全体的な特性は、主に配合に使用されるオリゴマーによって決まります。オリゴマーは中程度の低分子量のポリマーであり、そのほとんどは異なる構造のアクリル化に基づいています。アクリル化により、オリゴマーの末端に不飽和基、つまり「C=C」基が付与されます。

モノマー：モノマーは主に希釈剤として使用され、未硬化材料の粘度を下げて塗布を容易にします。モノマーは、反応性基または不飽和部位を1つだけ含む単官能性モノマーと、多官能性モノマーに分けられます。この不飽和性により、モノマーは反応して硬化物または完成品に取り込まれ、従来のコーティングのように大気中に揮発することはありません。多官能性モノマーは2つ以上の反応性部位を含むため、配合物中のオリゴマー分子と他のモノマーとの間に結合を形成します。

光開始剤：この成分は光を吸収し、フリーラジカルまたはラジカル活性物質の生成を担います。フリーラジカルまたはラジカル活性物質は、モノマー、オリゴマー、およびポリマーの不飽和部位間の架橋を誘導する高エネルギー種です。電子線硬化システムでは、電子が架橋を開始できるため、光開始剤は必要ありません。

添加剤：最も一般的なのは安定剤で、保管中のゲル化や低光量による早期硬化を防ぎます。その他の添加剤としては、着色顔料、染料、消泡剤、接着促進剤、艶消し剤、湿潤剤、滑り剤などがあります。