スリーボンド・テクニカルニュース
平成 2 年 6 月 25 日発行

30≪ SINX(シ ン ク ス )― ― 基 礎 編 ≫弱紫外線硬化エポキシ樹脂組成物
はじめに上市するに至った。エポキシ樹脂は、機械的、電気的、UV 硬化性レジン TB3000 シリーズは、一液・100％化学的性質が優れているため幅広く用いられている。

反応型・秒速硬化という量産ラインにおける作業性のよUVE シリーズは、それまでのラジカル重合機構のアクリル系グレードと異なり、カチオン重合機構を持ち、さと、硬化物の物性に優れていることにある。
その主成分としては、アクリル系オリゴマーが用いらその結果さらに幅広い応用が可能となってきた。

れているため、耐水性･耐熱性等に改良の要求があった。

SINX は、この UVE シリーズの姉妹グレードとしてそこで研究陣は UV 硬化系エポキシ(以下 UVE と略開発された「弱紫外線硬化型エポキシレジン」につけられた開発コード名である。

す)の可能性を求めて開発した結果、UVE シリーズを目次

はじめに･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････1
１．光重合反応機構について･････････････････････････････････････････････････････････････････2
１−１．ラジカル重合とカチオン重合の比較･････････････････････････････････････････････････2
１−２．カチオン系 UV 重合の硬化プロセスについて･･････････････････････････････････････････2
１−３．代表的カチオン系重合の例(触媒系から)･････････････････････････････････････････････2
１−４．SINX とは･････････････････････････････････････････････････････････････････････････3２．製品形態について･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････3
３．商品構成について･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････4
４．UV 硬化型カチオン重合系エポキシ(SINX)の特性･････････････････････････････････････････････6
４−１．特徴･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････6
４−２．太陽光(弱紫外線)による硬化･･･････････････････････････････････････････････････････6４−３．深部硬化性について･･･････････････････････････････････････････････････････････････7
４−４．SINX コンパウンド(シェルパック)の特性について･････････････････････････････････････8
５．UV 硬化型カチオン重合系エポキシレジンの今後の展望と課題････････････････････････････････10
おわりに･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････10

１．光重合反応機構について
１−１．ラジカル重合とカチオン重合の比較

1−3．代表的カチオン系重合の例（触媒系から）

光重合反応機構は大別すると、ラジカル重合タイプとカチ

表−2

代表的カチオン系重合開始剤オン重合タイプに集約される。
NO.
表−1

光重合系の比較

ラジカル系
樹脂

各種アクリレート

カチオン系

イプ

ウレタン

ビニルエーテルポリエステル

等

用

1ジアゾニウム塩

コーティング2ヨードニウム塩

コーティング3スルホニウム塩

コーティング

エポキシ

途

封止財

封止財
接着剤

等
反 応 機 構タ

4フリーラジカル

メタロセン化合物

ルイス酸

スクリーンインキ
接着剤

プレンステッド酸
硬化スピード速い

中位

酸 素 阻 害有りなし

硬 化 収 縮

かなり顕著

少ない

接

着性

中位

良好

耐

熱性

中位

良好

表−2 より 4 つのタイプにつき反応機構を以下に示す。
①ジアゾニウム塩

表−1 から明らかなようにラジカル系はアクリレートや不飽和ポリエステル／スチレンから成るため、硬化スピードは非常に速いが、酸素阻害・硬化収縮および接着性等に関してこれらが研究の目標となっている。

1−2．カチオン系 UV 重合の硬化プロセス
について
紫

外

光

②ヨードニウム塩

UV(ｈν)
触媒
光分解

ルイス酸／ブレンステッド酸
開始
エポキシ基
プロパゲーション
重2合③スルホニウム塩

④メタロセン化合物1−4．SINX とはSINX は、次のように頭文字を取って命名しました。
SimultaneousInterpenetrating Polymer−

Network of Experimental Grades（同時相互侵入高分子網目形成法）
これは、IPN（環状のポリマーがオリンピックのマークのように輪と輪がからみ合ったポリマー）から生まれたものです。

2．製品形態について
エポキシレジンの良好な保存性は適宜に選ばれた充填剤やこれらプリプレグは硬化に際して、必要とされる形状に担体繊維ならば、その化学的安定性を損なうことなく下記の変形させておき、その後 UV 光を照射することにより各種材料が得られる。

FRP を得る方法。その成形法として、

1) コンパウンド品（含むハイロード品）

真空成形、貼付け成形、巻つけ、フィラメントワインデ

2) プリプレグ品

ィング成形、編み方法、押し出し等がある。

3) コンポジット品

3) 複合材料（コンポジット）
SINX レジンを金属板やガラス、プラスチック成形物と

1) ハイロードコンパウンドは液状 SINX レジンに無機系充填剤を添加したもので、その充填剤としてシリカ粉、珪石、タルク、ガラスチョップ等用いられ、その性状、用組み合わせたもので、組成物の特徴を同時に発現させることを狙った複合材料である。
金属シート･････金網、スチールペーパー、アルミフ
ォイル、銅箔等

途に応じて好ましい容器に封入される。
●液状、ペースト、パテ、モルタル、ビーズ

ガラス材料･････ガラスビーズ、ガラス板等●プラボトル、シリンジ、アルミチューブ、コンパッ

ポリマー材料･････PVC 管、硬質発泡ウレタン等

クエアゾール缶、カートリッジ、離型紙ロール、ア

その成形方法として、圧縮成形、テープライニング等がルミパウチ、AE 缶ある。

2) プリプレグ
SINX レジンをガラスファイバー等に含浸吸着させたも

4) 特殊応用技術アイディアもいろいろ考えられる。
（例）立体プリント配線基盤製造プロセス
静電 UV 硬化粉体塗料の。
●ガラスクロス、マット、テープ、ロービング、コード状。

ボルト／ナット固着キャップ
フィルター類の組立●カバーフィルム付、ロールマガジン巻取3

３．商品構成について表−3

商品構成

未硬化物商品区分

性状
液状ペーストコンパウンド
(液状物)

ケーキ状

硬化物商品

包装･形態

用途

ボトル

汎用

シリンジ

汎用

アルミチューブ

汎用

アルミコンパウンド

ボディパテ

333c.c. カートリッジ

ボディパテ

羊かん

①ワイヤー線の固定

レディメードオーダーメード②固形状③ボルト／ナットの固着キャップ
ガラスファイバー

クロス・マット⑦真空成形物⑥自動車ドアデン
ト付与

DIY パッチ
プリプレグ

部分硬化
ハーネス固定ライニング材テープ④⑤配管巻付用

ロービング

FW 用

複合 PVC 管

組立⑨ハニカム成形物

グリップすべり止め
金属シート
コンポジット(複合材料)
ガラス
注○⑧フィルター類の金網⑪EMI

スチールペーパー

⑫EMI

アルミ箔

EMI

銅箔

PC 基板

マット／ビーズ・

ビーズ

光反射

プリプレグ

⑩立体基盤

表中の①②③･････⑫の番号はそれぞれ以下に示す写真−1、写真−2、写真−3････写真−12 の番号と符号します。

≪商品構成の中の応用例の一部≫

写真−１

SINX シェルパック

写真−2

SINX 固形状樹脂

ワイヤーハーネス結線硬化物

写真−34

ボルト／ナットの固着キャップ

写真−4

SINX プリプレグによる塩ビ管補強硬化物

写真−5

写真−7

写真−6

SINX プリプレグ硬化物

SINX プリプレグの真空成形(オイルパン)

写真−9

SINX プリプレグによるハニカム成形物

写真−11

SINX プリプレグと銅メッシュの接着

写真−8

プリプレグの剛性付与(自動車ドアデント付与)

SINX プリプレグのエアフィルター接着物

写真−10

写真−12

SINX プリプレグによる立体基盤

SINX プリプレグとステンレス箔の接着

5

４．UV 硬化型カチオン重合系エポキシ（SINX）の特性
4−1．特徴4−2．太陽光（弱紫外線）による硬化

UV 硬化型カチオン重合系エポキシレジンの特徴を見ると下記のような装置を組みたて、その中に液状 SINX を深さ1mm になるように入れる。装置を屋外に出し、SINX の硬化

硬化前のレジンについて時間をチェックする。

一成分系
100％反応型
良好な保存性を示し、無臭〜低臭性
低毒性硬化物については耐熱機械的特性に優れる。

電気的特性
化学的特性

照度計

(株)オークス製作所

UV‑303

このように優れた作業性と硬化物特性を持つ光硬化性エポキシは、さらに特異なプロパゲーション硬化性を示す。これ

図−1

太陽光（弱紫外線）による硬化装置

は、一旦（カチオン）重合反応が始まると、外部からのエネルギー補給無しに硬化が進行し終了するというものである。

図−26太陽光（弱紫外線）による硬化時間

4−3．深部硬化性について
下記のような装置を組みたて、テフロン製スリープの中に液状 SINX を入れ満たす。

その後、テフロン製スリープの上から所定の UV 照射を行い、液状 SINX の硬化した部分の厚みを計測する。

図−3

表−4

照射終了後の放置時間と深部硬化性

T：時間

H：硬化深度

10 分

4.8mm

1 時間

5.2mm

4 時間

5.4mm

8 時間

6.5mm

24 時間8.7mm

図−4

深部硬化性装置

照射終了後の放置時間と深部硬化性

表−4、図−4 からわかるように SINX は、時間とともに深部硬化が進む。

74−4．SINX コンパウンド（シェルパック）の特性について
1)性状および性能値①

性状および性能
表−5外

観透明比

重1.1410 秒

標準硬化条件非流動ケーキ状照射機･････4kw 集光型コールドミラー
照度･････142mw／cm２

照射距離･････15cm25℃･････88
硬度（ショアーD）

50℃･････78
80℃･････72
100℃･････42②

硬度を測定

保存性

硬度計･･･D タイプ（ASTM−D−2240）

冷暗所での保存をして下さい。
特に直射日光や弱紫外線(260nm)に当ることは避け⑥

結果
表−6て下さい。
2)

硬化性

①

目標

照射時間

10 秒以内の UV 照射の後、12〜24 時間経過後硬化していること②（D スケール）

5秒

10 秒

15 秒

64〜70

76〜82

80〜84

経過時間
12 時間後下部未硬化

照射方法
シェルパックを合わせセットしたものをアルミカ

全面

68〜74

硬化

80〜86

全面

硬化

80〜86

24 時間後下部未硬化ップに入れベルトラインに渡し、上部より照射
⑦

全面

硬化

全面

硬化

結論
10 秒、15 秒照射のものの 3 日後測定で硬度は 82〜86であり、上記条件での 10 秒照射硬化は合格である。

③照射機
コンペアタイプ

4000CM（スリーボンド省力機器(株)）

出力ランプ
④⑤

硬度

①

温度―硬度
標準硬化条件で硬化したものを 24 時間放置後、硬化物を各温度に 60 分放置安定後直ちに硬度を測定
表−7４kw
集光型コールドミラー

照射条件

温度

硬度（ショア−D）

50℃

74〜78

照射距離

15cm

80℃

66〜72

照射時間

5 秒、10 秒、15 秒

100℃

40〜42照142mw/cm2度判定
硬度測定
UV 照射したものを各時間経過後切断し断面の83)

①プリプレグ原板②定寸にカット⑤積重ね保管

③リブ付け⑥プライマー塗布④リブ部分硬化⑦硬化

薄銅板

図−5SINX（シンクス）プリプレグによる薄鋼板への剛性付与方法

表−8厚ささ

曲げ剛性

（m m）

（ｇ）

(kg･m m２)

鋼板のみ

0.3

194,000＋平プリプレグ

1.3

22

20,400＋シングルリブ

1.3

23

75,900＋クロスリブ

1.3

2493,000

鋼板のみ

0.38

248,100

試

重料●チョップドストランドマットプリプレグ 1.0mm●40ｍW/cm２×30 秒、リブ R3 より●冷間圧延鋼板JIS G3141、150×50×0.3mmt

9①④で作成したプリプレグを保管する。

プリプレグ原板
ガラスクロスを SINX の原液にディッピング（浸漬）し⑥

薄鋼板の上に SINX プライマーを塗布し、④で作成したて含浸させる。その後、離型紙を貼付して光のあたらないリブ付きプリプレグを貼り合わせる。

ように保管しておく。
②

定寸にカット使用する時に、保管場所からプリプレグ原板をとりだし、一定の寸法に裁断する。

③

リブ付け
母型の上に定寸カットされたプリプレグを置き、ドライヤーで温風を送り、形を整える。

④

リブ部分硬化（1 次硬化物）
リブ部分をのぞき、全面をマスキングする。その後紫外線をあててリブ部分を硬化させる。

⑤

積重ね保管

プライマー塗布⑦硬化（2 次硬化物）
全体に紫外線を照射し、プリプレグの接着および硬化をさせる。
表−8 からわかるように薄鋼板のみの曲げ剛性に比較してSINX プリプレグを使用した場合は、その値が約 5 倍から 20倍にアップしている。もちろん、その値はリブの形状に寄因している。
以上から SINX プリプレグは、現在いろいろな市場で軽量化が進む中、そのデント（剛性）付与ということにひとつの方向性を与えている。

５．UV 硬化型カチオン重合系エポキシレジンの今後の展望と課題
エポキシ樹脂接着剤は一般にエポキシ樹脂および硬化剤のSINX は大きな意味では潜在性硬化剤を含んだタイプにな2 成分の液状またはペースト状で供給され、2 つの成分を混る。そのカチオン触媒硬化システムがその反応性を評価され合して接着層を形成した後、室温に保つか、あるいは加熱にて、より性能を発揮するには新しいタイプのエポキシ樹脂、より硬化する 2 成分型と、あらかじめ潜在性硬化剤を混合しあるいはシステムの可能性の研究も大きなポイントになるでた形で供給され、ユーザーでの混合作業を省いてすぐ使用であろう。

きるペースト状の 1 成分型接着剤とがある。

おわりに
SINX は、開発されて間もない商品であり、本誌ではそのまた近い将来、SINX の応用編をだしたいと思っています。

一端を紹介したにすぎないので、今後の可能性は、大きいと考えております。

株式会社スリーボンド研究所
機能材料研究部 松10

山 隆夫