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アルファ化研株式会社は化学品、液状合成樹脂製品を製造、販売しています。

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UVレジン(ハンドクラフト用)のご質問にお答えします。

UVレジン クラフトレジン Q&A

ネット上にあるクラフト用UVレジンユーザーの、間違いや疑問に対してお答えしたものです。販売促進などに役立ててください。他に気付いたこと、疑問などがあればわかる範囲でお答えします。

紫外線硬化性樹脂とは

紫外線が照射されることにより、反応が始まり樹脂化する物を言います。通常の紫外線硬化性樹脂は、アクリレートオリゴマー、アクリレートモノマーなどを主成分にしたもので、紫外線によってラジカルが発生し、このラジカルが連鎖的に反応を引き起こしていき、硬化物を作ります。(ラジカル重合反応といいます。)

表面の乾きがなぜ遅い?

ラジカル重合反応の場合、空気中の成分である酸素によってラジカルを消滅させてしまうように働くため、空気に触れる表面硬化を阻害します。

 

産業用の通常のUV硬化は、高圧水銀ランプによって200nm500nmの強力な光を発生させ、数秒から、10数秒で完全に硬化させています。

一方、ハンドクラフト用では、短波長の紫外線は有害性が高いため、波長としては350nm程度以上の低出力の弱い光を使用し硬化させています。そのため、硬化には数分間以上を要してしまいます。さらに、品質的に劣っているUVレジンは表面のべたつきがなかなかとることが出来ません。

表面乾燥性をよくするには波長の長い光でも反応できる原料の使用や、増感剤の添加なども効果的ですが、たいていの場合、黄色や褐色の着色した硬化物になってしまいます。このあたりが一番開発者を悩ませるところで、各社苦労しています。

表面の硬化性をよくするには

酸素を遮断した環境を作れば、あまり性能の良くないレジンでも非常に早く硬化します。

蛍光灯の照射ボックスに窒素ガスを流入し続ければ表面硬化は早くなるはずです。手軽にできる方法として、PETやポリエチレンなどのフィルムを、レジンを注入した後、空気の泡が残らないように密着させ、ランプを照射しその後フィルムを剥がすと見事にべたつきのない硬化が実現できているはずです。

 

紫外線は波長の長い可視光線に比べて光が吸収されやすい性質があります。そのため、UVレジンも厚く盛り付けると表面は固まっていても、中は光が減衰し、硬化が不完全になりがちです。表面が硬化し、内部が未硬化でかつ収縮が大きい場合、底のほうに大きな空洞のような泡が出来たりします。厚みのある作品を作る場合は、一度に流すのでなく、何回かに分けて固めるほうが失敗がありません。

 

回数を分けて硬化させる場合、それぞれをしっかり硬化させることは悪いことではありませんが、実は表面にべたつきが残っていても、この上にレジンを盛り付け硬化させて一向に問題ありません。べたついた箇所は新たなUVレジンが上に来ることにより、空気が遮断され、そのため効果は速やかに進むことになります。最後の仕上げにしっかり光を当てることに心がけるだけで結構という事になります。

一度に厚く盛らず、回数を分け、表面がべたついたままでも次の盛り付けを行い、回数を繰り返すという方法でも、あまり時間がからず、確実にきれいに仕上げることが出来ます。

光が当たらなければ反応せず、安定なのですか。

そうでもありません。特に、空気がなく(あるいは少なく)温度の高い状態にさらされていると、容器の中でゲル化したり、粘度が高くなってきたりします。そのため、直射日光が当たる場所などの保管は避けてください。

なお、粘度は温度によって変化します。夏場と冬場では当然粘度に差が出ます。液温が低く、少し硬いと思ったときは容器の中にお湯を入れ、その中にレジンのボトルを入れてやることにより、結構低い粘度にすることが出来ます。

硬化収縮があるのですか?

ラジカル重合による反応は、硬化収縮が必ず起きると考えていいと思います。収縮の大きさは、製品によって多少の違いがありますが、一般的にいえることは、硬いものは収縮が大きくなり、柔らかいものは収縮が小さくなります。これはラジカルによって反応する箇所の密度が高ければ硬くなるという事と関係しています。
したがってハードタイプは収縮が大きく、ソフトタイプは収縮が小さくなります。

LEDランプは使用できますか

LEDランプの出力や、波長によって硬化できるかどうかが決まってきます。通常、波長が表記されていると思いますので、数の小さい波長のものが硬化しやすくなります。市販されているものでは375nm以下でないと結構厳しいと思われます。弊社試験では、日亜化学工業社製の375nmLED Ver2.0の光源を使用した物はストレスなしに使いやすいレベルかと思われます。

なお、ジェルネイルの場合、405nmLED光源を使用する物があります。弊社でもこの波長レベルでしっかり硬化させる商品を有しています。ただし、ほんの少し黄ばんだ硬化物になります。 ネイルジェルの場合は薄膜なためあまり気になりませんが、アクセサリー用としては少し気になるようで、採用していただけませんでした。

UVレジンはミール皿などとよく接着していますか。

どこのメーカーのものも接着といえるレベルには到達していません。一応密着している程度と考えたほうがいいと思います。収縮もありますからうまく密着していないと、よく見ると下から浮いて、浮いた箇所が色が白っぽくなっていることにきずいた人は結構いるのではと思います。アイスピックやカッターナイフのようなもので、端をコジたりすると、せっかくの作品が簡単に取れたりします。

接着をよくする方法はありますか

弊社で開発中の接着用UVレジンがあり、ミール皿などに先ずこのレジンを塗ってUVランプで硬化させやり、この上に通常のレジンを盛り付けて硬化させれば非常に接着の良い作品になり、作品も長持ちすることになると思います。

エポキシ樹脂のレジンがありますが、UVレジンと違いはどこにありますか?

エポキシ樹脂の場合、接着剤や電気部品の封止剤などに使用されています。2液混合タイプの室温硬化、加熱硬化タイプ、一液型の加熱硬化型などもあります。

ハンドクラフトには2液混合タイプのものが一般的で、クリアータイプ、粘土タイプがあります。2液混合タイプは通常液状エポキシ樹脂主剤と、ポリアミン硬化剤からなります。配合比は使用しやすいように1121などに設定されています。配合比はきちんと計量して指定された配合比通りに混合することが求められます。また、硬化は最低でも数時間以上、完全硬化には数日を要します。

エポキシ樹脂硬化物は、硬化収縮がきわめて小さく、一般に強度があり、耐酸性、耐アルカリ性などの耐薬品性が優れています。また、鉄、ステンレスなどの金属をはじめ多くのプラスチックス、木材、タイル、コンクリートなどともよく接着します。

通常の樹脂は紫外線によって徐々に黄変します。

エポキシ樹脂はUVによって光反応させることが出来ますか

出来ますが、現状では300nm以下の強い紫外線を必要としています。300mn以上でも硬化可能な技術開発が進んでいますが、かなり着色してしまいます。

アクリル系UVレジンのような空気による硬化阻害がないため、光が強く働く表面から先に硬化し、べたつきがありません。また、収縮も非常に小さいので、将来ハンドクラフト用レジンとして主役になるかもしれませんが、現状ではまだしばらく使い物にならないと思われます。

エポキシ樹脂ハードパテ粘土の製品紹介

 


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