EB硬化: コーティング、インキ、接着剤用の液状樹脂ソリューション
電子ビーム(EB)は、低VOC、無溶剤の技術であり、コーティング、インキ、接着剤業界に優れた特性を提供します。アルケマは先進的な液状樹脂ソリューションを開発し、顧客と協力して次世代のEB硬化型材料を処方し、効率を高め、市場投入までの時間を改善しています。
放射線硬化:写真から電子へ
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UV |
EB | |
|---|---|---|
| エネルギー形態 | フォトン | Accelerated e- |
| エネルギーの範囲 | 200 to 415 nm | 80 to 300 kV |
| 総合エネルギー | 0.5 J/cm2 | 20 to 40 kGy |
| 浸透度を左右する要因 | 材料の光学密度 | 材料の質量密度 |
| 浸透コントロール | 紫外線源のピーク放射照度（出力と焦点） | ビームの加速電圧 |
| 浸透しやすい | 透明な材料 | 透明、顔料、充填、不透明材料 |
電子ビーム硬化が選ばれる理由
定義：
EB：電子ビーム ➞ 加速電子
メリット：
- 光開始剤が不要 ➞ マイグレーションの最小化と低マイグレーション
- 高い変換率
- 非常に高速で厚塗りでも深く浸透可能
- O2抑制の回避に必要なN2大気
- 高エネルギー放射
- ドットゲイン調整の改善
- 感熱基材に影響を与える熱の不在
- 最高レベルの耐光性、耐スカッフ性、耐摩耗性
- 顔料が凝集する製剤に対応
➔厚く不透明なフィルムの硬化
➔低移行リスク
技術の原理
超高真空のチャンバー内で、白熱フィラメントが電子を生成します。その後、電子は強い電界によって加速され、薄いチタンの窓を通してチャンバーを出ます。
フィラメントにかける強度（毎秒生成される電子の数）と、それらの電子を加速させるための張力の2つの変数が特に重要となります
主要なパラメーター
EB硬化技術では、2つの重要なパラメーターがあり、それぞれ別々に調整することができます。
線量（kGv）は電子の流れに影響します。線量を上げることは、ある表面積に当たる電子の数を増やすことに相当します。
エネルギー（kV）は浸透深さに影響します。エネルギーを上げることは、表面に浸透する電子のパワーを増幅することに相当します。
物質との相互作用
物質との相互作用を理解するために、電子がアクリルレートモノマー / オリゴマー配合を透過する様子を想像してみましょう。
電子が上からやってきて、基板を貫通する間にいくつかの衝突が発生します。そこでエネルギー生成が起こり、その結果、電子は軌道に沿ってエネルギーを失って、このエネルギーが物質に蓄積されます。
そして、次の2つのシナリオのうちのどちらかが起こります：
- エネルギーが高い（またはコーティングが薄い）場合、電子は基板を通ります
- エネルギーが低い場合（またはコーティングが厚い）場合、電子は物質に吸収されます
エネルギーが蓄積されると（赤い十字）一次電子よりも低速の二次電子（青い丸）が発生する場合があります。
開始 メカニズム
生成された低速の二次電子がアクリレートによって溶媒和され、ラジカルアニオンが生成されます。次に、このラジカルアニオンが（不純物や微量の水によって）プロトン化することで、フリーラジカル種が生成されます。そして、フリーラジカル開始種が生成され、重合が始まります。
このように、一次電子は重合反応を開始させる多くのフリーラジカルを生成します。一次電子のエネルギーが高いほど、より多くのフリーラジカルが生成されます。
お客様のプロジェクトをサポート
当社では、当社ラボにてお客様のフィジビリティスタディ（実行可能性調査）をお手伝いする独自サービスを提供しています。（メタ）アクリレートの化学的性質に対する深いノウハウと最先端の実験装置を組み合わせて、お客様の既存用途におけるEB硬化の性能向上や、新たなアイデア構想の実証実験や開発を支援致します。
当社のラボサービス：
- EBLab装置（80～200 keV、A4フォーマット、最大30 m/min）
- フォーミュレーションラボとSartomer®製品群全体へのアクセス
- 技術サポート
- 現場での化学的・物理的特性評価
当社では内容・効率とも最高の硬化システムを追求しながら、お客様とともに開発を進めており、EBラボ機器の導入はその一環に他なりません。EB硬化は、質の高い完成品の製造を可能にするクリーンな技術です。お客様の応用範囲拡大や市場をリードする競争力の獲得をお手伝いすることは、当社にとって大きな喜びです。
当社の革新的な製品は、次のような特性を強化することにより、EB硬化のメリットを大幅に高めます。
- 光沢性
- 耐摩耗性
- 深い浸透性
- 高速処理
