เรซินที่แห้งตัวด้วยการใช้แสงOxetane

คุณลักษณะของ ARON OXETANE

1. ทำให้อีพ็อกซี่เรซินแข็งตัว (Curing) อย่างรวดเร็ว

โดยทั่วไป อีพ็อกซี่เรซินมีปฏิกิริยาขั้นเริ่มต้น (Initiation) ที่รวดเร็ว แต่มีปฏิกิริยาขั้นแผ่ขยาย (Propagation) ที่ช้า และเนื่องจากโอลิโกเมอร์ (Oligomer) ที่เกิด มีน้ำหนักโมเลกุลหลายพัน ทำให้สามารถกำหนดสมบัติทางกายภาพที่แข็งและเปราะเท่านั้น อย่างไรก็ตาม Polymerization ของ Oxetane Resin เริ่มต้นช้า ไม่เกิดขึ้นทันทีแม้สัมผัสกับแสง แต่เมื่อความเข้มข้นของสารเริ่มต้นสูงกว่าระดับหนึ่ง จะทำให้เกิดพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลหลายหมื่น เมื่ออีพ็อกซี่เรซินผสมเข้ากับ Oxetane Resin ในรูปแบบที่ใช้คุณสมบัติของทั้งคู่อย่างสูงสุด จะสามารถลดข้อด้อยของกันและกัน กล่าวคือ เมื่อใส่อีพ็อกซี่เรซินที่มีปฏิกิริยาขั้นเริ่มต้น (Initiation) ที่รวดเร็วลงใน Oxetane Resin จะทำให้ได้ความเร็วของการแข็งตัว (Curing) ที่เทียบเท่าหรือสูงกว่า Cycloaliphatic Epoxy ที่ใช้สำหรับ Light Cationic เมื่อเพิ่มปริมาณอีพ็อกซี่ น้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ที่ได้จะน้อยกว่ากรณีที่ใช้ Oxetane Resin อย่างเดียวแต่เพียงพอที่จะเป็นพอลิเมอร์ จึงทำให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์เมื่อแข็งตัวแล้ว (Cured Product) ที่ยืดตัวและมีความเหนียวทนทาน (Toughness) ได้ เนื่องจากความสามารถในการทำปฏิกิริยาของอีพ็อกซี่เรซินไม่ได้สูงขึ้นโดยการผสมเข้ากับ Oxetane Resin จึงจำเป็นต้องผสมกับ Oxetane Resin จำนวนมากเมื่อต้องการทำให้แข็งตัว (Curing) อย่างรวดเร็ว

2．ปฎิกิริยา Dark Reaction (Post Polymerization)

คุณสมบัติของ Cationic Curable Resin คือกระบวนการ Polymerization เกิดขึ้นแม้กระทั่งภายหลังการสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต โดยปกติจะต้องใช้เวลาสี่ชั่วโมงเพื่อให้ Cycloaliphatic Epoxy Resin แข็งตัวจนกระทั่งมีคุณสมบัติความต้านทานต่อตัวทำละลาย (Solvent Resistance) Oxetane Resin มีความไวต่อปฏิกิริยาดี (Reactivity) ดี Post-Curing จึงใช้เวลาสั้น หากเป็นระบบที่เหมาะสมจะมีคุณสมบัติที่เพียงพอภายหลังการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตประมาณ 10 นาที

3. อิทธิพลต่อสมบัติทางกายภาพจากการเติมในปริมาณน้อย

เมื่อเติม Oxetane Resin ในปริมาณน้อยสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์หลังแข็งตัวแล้วเปลี่ยนแปลง การเติม Oxetane Resin ซึ่งมี Reactivity สูงผสมในสัดส่วนเพียง 10–20% สามารถทำให้ Tg ของเรซินหลังการแข็งตัว (Curing) ด้วยแสงอัลตราไวโอเลต เพิ่มขึ้นประมาณ 10°C กล่าวกันว่าความร้อนของปฏิกิริยา (Reaction Heat) ของ Oxetane Resin ส่งผลให้อุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้น การเติม Oxetane Resin ในปริมาณน้อยช่วยเพิ่มความทนทานต่อฉีกด้วย

4. การยึดติด

การเติม Oxetane Resin ในกรณีส่วนใหญ่แรงยึดติดจะลดลง เมื่อมีการเติม Oxetane Resin ซึ่งมี Reactivity ดี ทำให้เกิด Hydroxyl Group ที่ได้จากตัวริเริ่ม (Initiator) น้อยและทำปฏิกิริยาในระยะเวลาสั้น ด้วยเหตุผลดังกล่าว ความเค้น (Stress) ที่เกิดจากการหดตัวของการแข็งตัว จะเกิดขึ้นรวมกันบนขอบเขตพื้นผิว (Boundary Surface) โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ายึดติดกับพลาสติกจำเป็นต้องมีการดัดแปลง เช่น ลดความเร็วในการแข็งตัว (Curing) หรือผสมวัสดุที่มีภาวะเปียก (Wettability) ที่ดีต่อวัสดุที่นำมายึดติด วิธีที่ใช้ได้ผลในการเพิ่มความสามารถยึดเกาะ เช่น การเติมเรซินน้ำหนักโมเลกุลสูงหรือ Glycidyl Ether Epoxy Resin การควบคุมความเร็วในการทำปฏิกิริยา การกำจัดความเค้นภายใน (Internal Stress) ด้วย Heat Aging เป็นต้น

5. การผสม (Blend) ด้วย Glycidyl Ether Epoxy Resin

Monofunctional และ Bifunctional Oxetane Resin มีความหนืด (Viscosity) ต่ำมาก ทำให้สามารถเพิ่มปริมาณส่วนผสมที่เป็นเรซินซึ่งมีความหนืดสูงได้มากขึ้นจึงเป็นการเพิ่มสูตรผสมได้หลากหลายขึ้น นอกจากนี้ด้วยการที่ Oxetane Resin มี Reactivity สูงทำให้สามารถใช้ Glycidyl Ether Epoxy Resin ประเภท Bisphenol-A และ Novolac Type, หรือเรซินที่วางตลาดในรูปแบบ Epoxy Modified Polymer เช่น Epoxy Modified Butadiene หรืออื่นๆ ซึ่งไม่สามารถใช้ในการผสมสำหรับ Cationic Polymerization ได้ เนื่องจากโดยปกติมี Reactivity ต่ำ นี่เป็นวิธีการหนึ่งที่ใช้ได้ผลที่สุดสำหรับการผสมเพื่อผลิตกาวหรือสารยึดติด (Adhesive) และสารยาแนวกันรั่ว (Sealing Agent)

6. การคงตัวในการเก็บรักษา (Storage Stability)

ส่วนใหญ่วัสดุที่ประกอบด้วยอีพ็อกซี่เรซินเพียงอย่างเดียว แม้มีกรดจากตัวริเริ่ม (Initiator) เกิดขึ้นบ้างตามกาลเวลา แต่เนื่องจากทำให้น้ำหนักโมเลกุลเพิ่มไม่ได้ ความหนืดที่สังเกตได้ (Apparent Viscosity) ไม่เพิ่มขึ้น เมื่อผสม Oxetane Resin พอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะถูกสร้างขึ้นทำให้ความหนืดเพิ่มขึ้น ในกรณีเช่นนี้จำเป็นต้องใช้ตัวริเริ่ม (Initiator) อื่นที่มีความเสถียรสูงกว่าหรือเติม Stabilizer

7. ผลกระทบของความชื้น

กล่าวกันว่า Cationic Curing โดยแสง Ultraviolet ได้รับผลกระทบจากความชื้น ในกรณีใส่น้ำลงไปในส่วนผสม ส่วนใหญ่พบว่าไม่มีการยับยั้งปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างปรากฏชัดเจน อย่างไรก็ตามความชื้นในบรรยากาศ (Atmospheric Moisture) ส่งผลกระทบอย่างมาก โดยทั่วไปแล้ว Oxetane Resin มีความไวต่อน้ำมากกว่าอีพ็อกซี่เรซิน แต่จะสามารถใช้ได้อย่างเสถียรเมื่อสามารถควบคุมความชื้นในบรรยากาศได้”

การใช้งานของเรซินชนิด UV-Curable Resin

1. วัสดุ Light-Curable Material (ARONIX and ARON OXETANE)

การ Polymerization ของ UV-Curable Resin จะจะดำเนินไปโดยอนุมูล (Radical) และแคทไอออน (Cation) ที่เกิดจากตัวเริ่มปฏิกิริยา (Initiator) เมื่อถูกแสง เนื่องจากข้อได้เปรียบของปฏิกริยานี้ ทำให้ UV-Curable Resin สามารถใช้งานอย่างกว้างขวางในหลายสาขา
โดยทั่วไป การใช้ UV-Curable Resin จะสามารถลดปริมาณตัวทำละลาย (Solvent) ให้ต่ำสุดได้ จึงทำให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรทั้งกับสิ่งแวดล้อม นอกจากนั้น Light Curing ยังมีข้อได้เปรียบดังต่อไปนี้

ความเร็วของการแข็งตัวด้วยแสง (Light Curing) ของ ARON OXETANE ในสถานะที่ยังไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกันไม่ได้สูงเป็นพิเศษ เมื่อผสมเข้ากับ Epoxy Resin ก่อน Light Curing จะเพิ่มความเร็วของ Light Curing และปรับปรุงคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ที่แข็งตัวแล้วได้อย่างมากมาย

1-1. หมึกชนิด Light-Curable Ink และสีชนิด Light-Curable Paint

หมึกชนิด Light-Curable Ink และชนิด UV-Curable Ink ซึ่งมีลักษณะเด่นด้านความเร็วในการแข็งตัว (Curing) สูง ถูกใช้งานจริงมาตั้งแต่ประมาณ ค.ศ. 1970 สำหรับการพิมพ์ป้อนแผ่น (Sheet-Fed) และการพิมพ์ป้อนม้วน (Web Offset) ต่อมาภายหลัง การใช้ประโยชน์ขยายมาถึงหมึกพิมพ์กราเวียร์และหมึก Inkjet วัสดุนี้เป็นวัสดุที่ไม่กระจายตัวในขอบเขตหนึ่งของหมึก Resist Ink ทำให้ได้เปรียบในเรื่องคุณสมบัติการขึ้ี้นภาพ (Image Forming)
สารเคลือบชนิด Light-Curable Coating Agents หรือ UV-Curable Coating Agents มีการใช้อย่างกว้างขวางสำหรับเคลือบป้องกัน (Protective Coating) และเคลือบแข็ง (Hard Coating) สำหรับกระดาษ ไม้ พลาสติก และโลหะ และยังใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในชีวิตประจำวันอื่นๆ เช่น กระป๋องเครื่องดื่ม วัสดุ Fiber Optic และโทรศัพท์มือถือ อีกด้วย”

1-2. สารเคลือบชนิด Electron Beam Curable Coating Agents

ปฏิกริยา Radical Polymerization เป็นวิธีการทำให้ผิวเคลือบแข็งตัว (Curing) ด้วยการใช้ Electron Beam เนื่องจากไม่ต้องใช้สารริเริ่มปฏิกิริยาชนิด Light Initiator จึงสามารถใช้สำหรับวัสดุที่แสงผ่านไม่ได้ เช่น ฟิล์ม Metallic และ Pigment ที่มีความเข้มข้นสูง สารนี้ยังเพิ่มความสามารถยึดเกาะด้วย ถึงแม้จะมีคุณสมบัติเหล่านี้ก็ตาม การใช้งานถูกจำกัดอย่างมากซึ่งเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์เครื่องใช้ จึงยังไม่มีการใช้อย่างแพร่หลาย

1-3. กาวหรือสารยึดติดชนิดชนิด Light-Curable Adhesives

เช่นเดียวกับกาวหรือสารยึดติดชนิดอื่น Light-Curable Adhesives สร้างพอลิเมอร์ผ่านปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชั่น (Polymerization) และแข็งตัวเพื่อสร้างความสามารถในการยึดติด สารนี้มีลักษณะเฉพาะคือ ปฏิกิริยา Polymerization แบบลูกโซ่เริ่มเกิดขึ้นโดยการสัมผัสแสง นอกจากนั้น สารนี้ไม่จำเป็นต้องมีการผสมของไหลที่ต่างกันสองชนิดทำให้มีอิสระด้านเวลา Set Time และมีความคงตัวที่ดีต่อการเก็บรักษา ในไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ มีอุปสงค์อย่างมหาศาลสำหรับใช้กับ DVD และสื่อสำหรับเก็บข้อมูล

1-4. วัสดุ Resist Material

ใช้ทั้งใน Etching Resist และ Solder Resist วัสดุที่มี Carboxylic Acid รวมอยู่จะถูกใช้เพื่อช่วยให้สามารถทำ Alkaline Developing ได้ ในไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้มีการใช้เพิ่มขึ้นใน LCD Color Filter
ใช้ในเพลทในการพิมพ์แบบ Flexography ซึ่งใช้พิมพ์หนังสือพิมพ์และอื่นๆ

2．การ Reforming อีพ็อกซี่เรซิน (Reforming of Epoxy Resin) (ARONIX and ARON OXETANE)

2-1. การปรับปรุง Curing Performance ของ Light-Curable Epoxy (ARON OXETANE)

ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของ ARON OXETANE อีพ็อกซี่เรซินชนิด Light-Curable Epoxy Resin เกิดปฏิกิริยาขั้นเริ่มต้น (Initiation) เร็วและปฏิกิริยาขั้นแผ่ขยาย (Propagation) ช้า จึงเป็นการยากที่จะได้สารใดๆที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง วัสดุที่ได้จึงมักแข็งและเปราะเสมอ ARON OXETANE มีคุณสมบัติของการเกิดปฏิกิริยาขั้นเริ่มต้น (Initiation) ช้า ปฏิกิริยา Polymerization จึงไม่เริ่มต้นทันทีเมื่อถูกแสง อย่างไรก็ตามเมื่อตัวเริ่มปฏิกิริยา (Initiator) ที่เกิดจากสารตัวเริ่มปฏิกิริยามีความเข้มข้นถึงระดับหนึ่ง จะเกิดปฏิกิริยา Polymerization ที่ความเร็วสูง ทำให้ได้วัสดุที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงซึ่งสามารถยืดตัวและมีความทนทาน (Toughness) ด้วยความแตกต่างของลักษณะปฏิกิริยา Light-Curable Epoxy Resin อาจใช้ร่วมกับ ARON OXETANE เพื่อเพิ่มความเร็วในการแข็งตัว (Curing Speed) และเพิ่มน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ที่ได้ เป็นการปรับปรุงความสามารถทนทานต่อความร้อนและด่าง