JPH0989745A - 硬化性樹脂の性状変化追跡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液状硬化性樹脂を実際に使用される状態で硬
化させたときに、その硬化過程における性状の経時的変
化を追跡することができる硬化性樹脂の性状変化追跡装
置を提供すること。 【解決手段】 液状硬化性樹脂の硬化過程における性状
の変化を追跡する装置であって、液状硬化性樹脂よりな
る薄層状の被検体Ｅを載せるための水平な試料台10と、
被検体Ｅ上に浮かべられた状態で試料台10上に配置され
る光反射板15と、この光反射板15の上下方向における変
位量を測定する非接触型変位計20と、この非接触型変位
計20により測定された変位量を経時的に記録する記録手
段30と、前記被検体Ｅを硬化させる樹脂硬化手段40とを
具えてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線または熱に
より硬化される液状硬化性樹脂の硬化過程における性状
の変化を追跡する硬化性樹脂の性状変化追跡装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液状硬化性樹脂、例えば液状放射線硬化
性樹脂は、その反応速度が高く、生産工程の高効率化を
実現するために適することから、従来、光ファイバ用被
覆材、光硬化性塗料あるいは光造形用材料等の薄層形成
材料として種々の分野で利用されており、その適用範囲
が広げられつつある。このような液状放射線硬化性樹脂
においては、放射線が照射されてから反応が開始するま
での誘導時間、反応速度、到達反応度、放射線の照射が
停止された後における後続反応の有無、硬化過程におけ
る収縮・膨張等の性状の変化などのいわゆる反応特性の
情報を得ることは、放射線硬化性樹脂の開発および改
良、並びに放射線硬化性樹脂を利用した製品の生産設備
の開発および改良を進めるうえで極めて重要である。

【０００３】従来、液状硬化性樹脂における反応特性を
調べる手段としては、示差熱量計を応用して、硬化反応
に伴う温度変化を測定する手段（ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＆
ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ Ｎｏｖｅｒｍｂｅｒ，１９
８７；１９８７年 ＣＨＡＮＥＲＳ ＰＵＢＬＩＳＨＩ
ＮＧ ＣＯＭＰＡＮＹ発行）、液状硬化性樹脂中に含有
されるアクリル基の赤外線吸収特性に着目し、液状硬化
性樹脂の硬化過程におけるアクリル基の消失速度を赤外
分光器により追跡する手段などが知られている。このよ
うな手段によれば、液状硬化性樹脂における反応速度な
どの反応特性の情報を得ることができる。

【０００４】しかしながら、上記の手段においては、液
状硬化性樹脂が実際に使用される状態、すなわち薄層の
状態で液状硬化性樹脂を硬化させた場合における反応特
性の情報を得ることができず、また、液状硬化性樹脂の
硬化過程における収縮・膨張などの性状の変化を追跡す
ることはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
液状硬化性樹脂を実際に使用される状態で硬化させたと
きに、その硬化過程における性状の経時的変化を追跡す
ることができる硬化性樹脂の性状変化追跡装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の液状硬化性樹脂
の性状変化追跡装置は、液状硬化性樹脂の硬化過程にお
ける性状の変化を追跡する装置であって、液状硬化性樹
脂よりなる薄層状の被検体を載せるための水平な試料台
と、被検体上に浮かべられた状態で試料台上に配置され
る光反射板と、この光反射板の上下方向における変位量
を測定する非接触型変位計と、この非接触型変位計によ
り測定された変位量を経時的に記録する記録手段と、前
記被検体を硬化させる樹脂硬化手段とを具えてなること
を特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の硬化性樹脂の性状
変化追跡装置について詳細に説明する。図１は、本発明
の硬化性樹脂の性状変化追跡装置の一例における構成の
概略を示す説明図である。この図において、１０は液状
放射線硬化性樹脂よりなる薄層状の被検体Ｅを載置する
ための石英ガラスよりなる試料台であって、アルミニウ
ムよりなる支持台１１上に水平に配置されている。ここ
に、「液状」とは、液体の状態のほか、ある程度の粘性
（例えば粘度が１０〜３０００００ｃｐ）を有する状態
も含まれる。１５は光反射板であって、試料台１０上に
載置された被検体Ｅ上に浮かべられた状態で静止してい
る。

【０００８】２０は光反射板１５の上下方向における変
位量を測定する非接触型変位計であって、試料台１０の
上方に配置されている。この非接触型変位計２０には、
当該非接触型変位計２０により測定された変位量を表示
する表示器３１が接続され、この表示器３１には、非接
触型変位計２０により測定された変位量を経時的に記録
する記録計３０が接続されている。また、非接触型変位
計２０と支持台１１との相対的な位置関係は、共通の固
定部材（図示省略）により固定されている。

【０００９】４０は、試料台１０上に載置された被検体
Ｅを硬化させるための放射線（例えば紫外線）を照射す
るスポット照射型の放射線照射器であって、その放射線
出射部４１が支持台１１の下方に配置されている。４２
は、支持台１１と放射線出射部４１と間に配置されたシ
ャッターであり、４３は、シャッター４２の開閉手段で
ある。

【００１０】支持台１１においては、放射線照射器４０
からの放射線を試料台１１に導くための通路Ｔが、当該
支持台１０の中央を上下方向に貫通するよう形成されて
おり、この通路Ｔ内には、透光部を有するマスク１２
と、赤外線カットフィルター１３と、石英ガラスよりな
る有底筒状の水フィルター用容器１４とが、上からこの
順に積重されて配置されている。また、支持台１１に
は、その側面から通路Ｔまで約４５°の角度で貫通する
貫通孔Ｋが形成され、この貫通孔Ｋ内には、先端に受光
レンズ１７を具えた光ファイバー１６が挿入されてい
る。光ファイバー１６の基端は光電変換素子１８に接続
され、この光電変換素子１８は記録計３０に接続されて
いる。

【００１１】また、支持台１１上には、当該支持台１１
の上方空間を取り囲んで試料室Ｓを形成するアルミニウ
ムよりなるカバー１９が設けられており、このカバー１
０の中央には、後述する非接触型変位計２０からのレー
ザー光の光路を確保するための開口Ｈが形成されてい
る。

【００１２】光反射板１５は、被検体Ｅ上に浮かぶよ
う、例えば円形の皿状の形態を有し、その反射面を形成
する底面が平坦な面とされている。この光反射板１５の
底部の厚みは、例えば１０〜１００μｍである。光反射
板１５を構成する材料としては、例えばアルミニウム、
ステンレスなどの金属、片面が黒色または白色に着色さ
れたガラスなどを用いることができる。

【００１３】非接触型変位計２０はレーザー光を利用し
た変位計であって、図２に示すように、半導体レーザー
２１と集光レンズ２２とよりなるレーザー機構２３と、
このレーザー機構２３により出射されたレーザー光の光
反射板１５による反射光を受光してその受光位置を検出
するレーザー光検出センサー２４とを具えてなるもので
ある。

【００１４】具体的に説明すると、レーザー機構２３か
ら出射されたレーザー光Ｌ１は、光反射板１５により反
射され、その反射光Ｌ２が、レーザー光検出センサー２
４における位置Ｐ１に受光され、この位置ｐ１の位置情
報が増幅器２５を介して信号処理回路２６に送信され
る。そして、破線で示すように、光反射板１５が下方に
変位したときには、光反射板１５からの反射光Ｌ３がレ
ーザー光検出センサー２４における位置Ｐ２に受光さ
れ、この位置Ｐ２の位置情報が増幅器２５を介して信号
処理回路２６に送信される。そして、信号処理回路２６
においては、位置Ｐ１の位置情報と位置Ｐ２の位置情報
により、位置Ｐ１と位置Ｐ２との距離ｄが計測され、こ
の距離ｄの値に基づいて光反射板１５の変位量ｈが算出
される。

【００１５】放射線照射器４０の放射線出射部４１は、
適宜の移動機構により上下方向に移動可能に設けられて
おり、これにより、当該放射線出射部４１から被検体Ｅ
までの照射距離を適宜変更して当該被検体Ｅに対する放
射線の照射強度を調整することが可能とされている。

【００１６】上記の硬化性樹脂の性状変化追跡装置にお
いては、先ず、試料室Ｓ内の試料台１０上に、液状放射
線硬化性樹脂よりなる薄層状の被検体Ｅを載置し、この
被検体Ｅ上に光反射板１５を配置する。

【００１７】次いで、放射線照射器４０を作動させた状
態で、シャッター４２を開くことにより、放射線照射器
４０の放射線出射部４１から出射された放射線Ｒが、支
持台１１の通路Ｔ内に導入され、水フイルター用容器１
４、赤外線カットフィルター１３、マスク１２および試
料台１０を透過して被検体Ｅに照射される。このとき、
放射線Ｒの一部は受光レンズ１７に受光され、これによ
り、被検体Ｅに対する放射線の照射が開始されたことが
記録計３０に記録される。そして、被検体Ｅに放射線Ｒ
が照射されると、当該被検体Ｅの膨張または収縮が生
じ、これに伴って、光反射板１５が上下方向に変位す
る。この光反射板１５の変位量は、非接触型変位計２０
により測定され、その値が記録計３０に経時的に記録さ
れる。

【００１８】上記の硬化性樹脂の性状変化追跡装置によ
れば、試料台１０上に載置された被検体Ｅは、例えば厚
みが１０μｍ〜２００μｍの薄層状であるため、実際に
使用される状態で被検体Ｅを硬化させることができる。
しかも、被検体Ｅ上に浮かべられた光反射板１５は、被
検体Ｅの膨張・収縮に伴って上下方向に変位するので、
この変位量を非接触型変位計２０により測定してその値
を記録計３０により経時的に記録することにより、当該
被検体Ｅの硬化過程における膨張・収縮による性状変化
を追跡することができる。

【００１９】また、試料台１０の下方には、マスク１２
が設けられているため、被検体Ｅに照射される放射線Ｒ
の照射面積を絞り込むことができ、これにより、被検体
Ｅの膨張・収縮の測定において高い再現性が得られる。

【００２０】本発明においては、上記の構成の装置に限
られず、種々の変更を加えることが可能である。例え
ば、非接触型変位計としては、０．１μｍオーダーの変
位量の測定が可能であれば種々の構成のものを用いるこ
とができる。また、カバー１９の開口Ｈは、例えば、透
明性の蓋で密閉されていてもよく、このような構成によ
れば、試料室Ｓ内を適宜のガスで置換することにより、
当該試料室Ｓ内を空気以外例えば不活性ガスの雰囲気下
で被検体Ｅを硬化させることができる。

【００２１】光反射板としては、図３（イ）に示すよう
に、例えば厚みが１０〜５０μｍの可撓性を有する板状
の光反射部１５ａの下面に脚部１５ｂを具えてなるも
の、更に、図３（ロ）に示すように、光反射部１５ａに
開口１５ｃを有するものなどを用いることができる。こ
のような光反射板においては、図４に示すように、光反
射部１５ａが脚部１５ｂにより支持された状態で被検体
Ｅ上に配置することができ、これにより、硬化前におけ
る被検体Ｅの厚みを常に一定とすることができる。ま
た、光反射部１５ａは被検体Ｅの収縮・膨張に応じて撓
むため、その撓みによる変位量を測定すればよい。

【００２２】また、放射線照射器の代わりに、試料室Ｓ
内を加熱するための適宜の加熱器を設けることにより、
液状熱硬化性樹脂用の性状変化追跡装置を構成すること
も可能である。

【００２３】

【実施例】以下、更に本発明の具体的な実施例について
説明する。下記の条件に従い、図１に示す構成の液状硬
化性樹脂の性状変化追跡装置を作製した。 試料台（１０）：材質；石英ガラス，厚み１ｍｍ， マスク（１２）：透光部の直径５ｍｍ， 光反射板（１５）：材質；アルミニウム，形状；円形の
皿状，寸法；直径１０ｍｍ、高さ０．５ｍｍ，肉厚約１
００μｍ，

【００２４】上記の装置の試料台（１０）上に、液状放
射線硬化性樹脂よりなる被検体（Ｅ）を載置し、この被
検体（Ｅ）上に光反射板（１５）を浮かべた。被検体
（Ｅ）の厚みは１０〜２００μｍであった。次いで、放
射線照射器（４０）により、照射強度が１０ｍＷ／ｃｍ
² 、照射時間が５０秒間の条件で、被検体（Ｅ）に放射
線を照射すると共に、非接触型変位計（２０）により測
定された光反射板（１５）の変位量を、記録計（３０）
により経時的に記録した。測定チャートを図５に示す。
この測定チャートにおいて、縦軸は、光反射板（１５）
の変位量であって、正の方向は、光反射板（１５）の下
方への変位、すなわち被検体（Ｅ）の収縮方向を示し、
負の方向は、光反射板（１５）の上方への変位、すなわ
ち被検体（Ｅ）の膨張方向を示す。曲線イは、光反射板
（１５）の変位量−時間曲線を示し、直線ロは、被検体
（Ｅ）に対する放射線照射のＯＮ−ＯＦＦ状態を示す。

【００２５】図５に示す測定チャートから、被検体は、
放射線が照射されてから僅かの時間が経過した後に僅か
に膨張し、その後、急激に収縮することが理解される。
また、放射線の照射が停止された後においも、緩やかに
収縮していることが理解される。

【００２６】このような測定チャートを解析することに
より、液状硬化性樹脂における放射線が照射されてから
硬化が開始するまでの誘導時間、収縮・膨張の速度、到
達反応度、放射線の照射が停止された後における後続反
応の有無などの種々の反応特性の情報が得られる。この
ような情報は、放射線硬化性樹脂の開発および改良、並
びに放射線硬化性樹脂を利用した製品の生産設備の開発
および改良において有用なものである。

【００２７】

【発明の効果】本発明の硬化性樹脂の性状変化追跡装置
によれば、薄層状の被検体上に光反射板を浮かべられた
状態で試料台上に配置された光反射板について、その上
下方向における変位量を非接触型変位計により経時的に
測定することにより、液状硬化性樹脂が実際に使用され
る態様での硬化過程における性状の経時的変化を追跡す
ることができる。

【００２８】以下に、本発明の好ましい実施態様を示
す。液状放射線硬化性樹脂の硬化過程における性状の変
化を追跡する装置であって、液状放射線硬化性樹脂より
なる薄層状の被検体を載せるための石英ガラスよりなる
水平な試料台と、被検体上に浮かべられた状態で試料台
上に配置される光反射板と、この光反射板の上下方向に
おける変位量を測定する非接触型変位計と、この非接触
型変位計により測定された変位量を経時的に記録する記
録手段と、前記試料台上に載せられた被検体に当該試料
台の下方から放射線を照射する放射線照射手段とを具え
てなることを特徴とする硬化性樹脂の性状変化追跡装
置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液状硬化性樹脂の性状変化追跡装置の
一例の構成の概略を示す説明図である。

【図２】本発明の液状硬化性樹脂の性状変化追跡装置に
用いられる非接触型変位計の一例を示す説明図である。

【図３】本発明の液状硬化性樹脂の性状変化追跡装置に
用いられる光反射板の一例を示す説明図である。

【図４】図３に示す光反射板を被検体上に配置した状態
を示す説明図である。

【図５】実施例に係る液状硬化性樹脂の性状変化追跡装
置により測定されたチャート図である。

【符号の説明】

１０ 試料台 １１ 支持台 １２ マスク １３ 赤外線カットフィルター １４ 水フィルター用容器 １５ 光反射板 １６ 光ファイバー １７ 受光レンズ １８ 光電変換素子 １９ カバー ２０ 非接触型変位計 ２１ 半導体レーザー ２２ 集光レンズ ２３ レーザー機構 ２４ レーザー光検出センサー ２５ 増幅器 ２６ 信号処理回路 ３０ 記録計 ３１ 表示計 ４０ 放射線照射器 ４１ 放射線照射部 ４２ シャッター ４３ 開閉手段 Ｅ 被検体 Ｔ 通路 Ｋ 貫通孔 Ｓ 試料室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状硬化性樹脂の硬化過程における性状
   の変化を追跡する装置であって、 液状硬化性樹脂よりなる薄層状の被検体を載せるための
   水平な試料台と、 被検体上に浮かべられた状態で試料台上に配置される光
   反射板と、 この光反射板の上下方向における変位量を測定する非接
   触型変位計と、 この非接触型変位計により測定された変位量を経時的に
   記録する記録手段と、 前記被検体を硬化させる樹脂硬化手段とを具えてなるこ
   とを特徴とする硬化性樹脂の性状変化追跡装置。