KR20110030327A - Method for irradiating ultraviolet rays and metal halide lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광개시제를 함유한 수지 조성물을 피조사물(被照射物)로 하는 자외선 조사 방법 및 이의 광개시제에 대해 작용하는 고효율 발광의 메탈할라이드 램프에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet irradiation method using a resin composition containing a photoinitiator as an irradiated object, and a metal halide lamp of high efficiency light emission acting on the photoinitiator thereof.
특정의 흡수 파장역(波長域)을 가진 광개시제를 경화 촉진을 위해 함유시킨 수지 조성물에 대해, 예를 들면 자외선 메탈할라이드 램프로부터 자외선을 조사하여 그 경화물을 촉진할 수 있다[예를 들면, JP2007-525540(KOHYO) 참조].For a resin composition containing a photoinitiator having a specific absorption wavelength range for curing promotion, ultraviolet rays can be irradiated from, for example, an ultraviolet metal halide lamp to promote the cured product [for example, JP2007. -525540 (KOHYO)].
상기 기술은 320 nm 내지 380 nm의 흡수 파장역을 가진 광개시제에 자외선을 조사하는 광원으로서 철 메탈할라이드 램프를 이용한다. 상기 램프는 320 nm 내지 380 nm 사이에 넓은 발광 대역을 가지지만, 단파장으로서의 광량(光量)은 그다지 많지 않고, 수지 조성물의 경화에 시간을 요하는 문제를 발생시켰다.The technique uses an iron metal halide lamp as a light source for irradiating ultraviolet light to a photoinitiator having an absorption wavelength range of 320 nm to 380 nm. Although the lamp has a wide light emission band between 320 nm and 380 nm, the amount of light as a short wavelength is not very high, which causes a problem that takes time for curing the resin composition.
본 발명의 목적은 특정의 흡수 파장역을 가진 광개시제를 함유한 수지 조성물을 피조사물로서 고효율로 그 경화를 촉진할 수 있는 자외선 조사 방법을 제공하는 것, 및 그와 같은 광개시제에 고효율로 작용하는 자외선을 조사 가능한 메탈할라이드 램프를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation method capable of promoting the curing of a resin composition containing a photoinitiator having a specific absorption wavelength range as an irradiated object with high efficiency, and an ultraviolet ray acting at high efficiency on such a photoinitiator. To provide a metal halide lamp that can be irradiated.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 자외선 조사 방법은 광개시제를 함유하는 수지 조성물을 준비하는 단계, 및 상기 수지 조성물에, 발광관과, 상기 발광관 내에 배치된 한쌍의 전극과, 상기 발광관 내에 봉입(封入)된 희(希)가스, 수은, 철, 탈륨 및 주석을 가지는 메탈할라이드 램프로부터, 자외선을 조사(照射)하는 단계를 구비한다.In order to solve the above problems, the ultraviolet irradiation method of the present invention comprises the steps of preparing a resin composition containing a photoinitiator, and in the resin composition, a light emitting tube, a pair of electrodes disposed in the light emitting tube, and in the light emitting tube Irradiating ultraviolet rays from a metal halide lamp having enclosed rare gas, mercury, iron, thallium and tin.
또한, 본 발명의 메탈할라이드 램프는 발광관, 상기 발광관 내에 배치된 한쌍의 전극과, 상기 발광관 내에 봉입된 희(希)가스, 수은, 철, 탈륨 및 주석을 구비한다.In addition, the metal halide lamp of the present invention includes a light emitting tube, a pair of electrodes disposed in the light emitting tube, and a rare gas, mercury, iron, thallium, and tin enclosed in the light emitting tube.
본 발명에 의하면, 특정의 흡수 파장역을 가진 광개시제를 함유한 수지 조성물을 피조사물로서 고효율로 그 경화를 촉진할 수 있는 자외선 조사 방법, 및 그와 같은 광개시제에 고효율로 작용하는 자외선을 조사 가능한 메탈할라이드 램프를 제공할 수 있다.According to the present invention, there is provided a resin composition containing a photoinitiator having a specific absorption wavelength range as an irradiated object, an ultraviolet irradiation method capable of promoting its curing at high efficiency, and a metal capable of irradiating ultraviolet rays acting on such photoinitiator with high efficiency. Halide lamps may be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 메탈할라이드 램프를 도시한 기본 구조도,
도 2는 도 1에 도시한 메탈할라이드 램프의 일부를 확대하여 도시한 구성도,
도 3은 도 1에 도시한 메탈할라이드 램프가 방사하는 자외선의 발광 스펙트럼을 종래의 메탈할라이드 램프가 방사하는 자외선의 발광 스펙트럼과 비교하여 나타내는 그래프,
도 4는 광개시제인 4-(디메틸아미노)벤조페논의 광흡수율의 파장 의존성을 나타내는 그래프,
도 5는 광개시제가 4-(디메틸아미노)벤조페논인 경우에 있어서, 도 1에 도시한 메탈할라이드 램프에 의한 광개시제의 경화 정도를 종래의 메탈할라이드 램프에 의한 광개시제의 경화 정도와 비교하기 위해 나타내는 표이다.1 is a basic structural diagram showing a metal halide lamp of an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the metal halide lamp illustrated in FIG. 1;
3 is a graph showing the emission spectrum of ultraviolet rays emitted by the metal halide lamp shown in FIG. 1 compared with the emission spectrum of ultraviolet rays emitted by a conventional metal halide lamp;
4 is a graph showing wavelength dependence of light absorption of 4- (dimethylamino) benzophenone as a photoinitiator,
FIG. 5 is a table showing when the photoinitiator is 4- (dimethylamino) benzophenone in order to compare the degree of curing of the photoinitiator with the metal halide lamp shown in FIG. 1 with that of the photoinitiator with the conventional metal halide lamp. to be.
(실시예의 설명)(Description of Example)
본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 기술하지만, 이들 도면은 도해(圖解)만의 목적을 위해 제공되며, 어떤 상황에서도 발명을 한정하지 않는다.Although embodiments of the present invention are described with reference to the drawings, these drawings are provided for the purpose of illustration only and do not limit the invention in any circumstances.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings.
도 1, 도 2는 본 발명의 일 실시형태인 메탈할라이드 램프를 설명하기 위한, 도 1은 기본 구조도, 도 2는 이의 일부를 확대하여 도시한 구성도이다.1 and 2 are diagrams for explaining a metal halide lamp according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a basic structural diagram, and FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of a part thereof.
도 1, 도 2에서 도면부호 "11"은 자외선 투과성을 가진 석영 유리제로 방전 공간(10)이 형성된 직경(φ) 27.5 mm, 두께(m) 1.5 mm, 발광 길이(L) 1800 mm 정도인 한겹(一重)의 발광관이다. 이 발광관(11)의 길이 방향 양단의 내부에는 한쌍의 내화성 금속제의 방전 전극인, 예를 들면 텅스텐재(材)로 형성된 전극(121, 122)이 각각 배치되어 있고, 전극(121, 122) 사이는 이격되어 있다. 전극(121, 122)은 각각 이너 리드(131, 132)를 통해 예를 들면 몰리브덴의 금속박(141, 142)의 일단(一端)에 용접되어 있다. 금속박(141, 142)의 타단(他端)에는 도시하지 않은 아우터 리드의 일단이 용접되어 있다. 금속박(141, 142)의 부분은 이너 리드(131, 132)와 아우터 리드 사이의 발광관(11)을 가열하여 밀봉한 것이다.In Fig. 1 and Fig. 2,
또한, 금속박(141, 142)은 발광관(11)을 형성하는 석영 유리의 열팽창률에 가까운 재료이면 어느 것이라도 좋지만, 이 조건에 적합한 것으로서 몰리브덴을 사용하고 있다.The
금속박(141, 142)에 일단이 각각 접속된 아우터 리드의 타단에는 예를 들면 세라믹제의 소켓(151, 152) 내에 절연 밀봉되어 있는 급전용(給電用) 리드선(161, 162)이 전기적으로 접속되고, 또한 리드선(161, 162)은 도시하지 않은 전원 회로에 접속된다.To the other end of the outer lead, one end of which is connected to the
발광관(11) 내에는 아크 방전을 유지시키는 충분한 양의 희가스인 아르곤 가스가 1.3[kPa]의 압력으로 봉입되고, 또한 자외선을 발광시키기 위한 수은(Hg) 외에 철(Fe), 탈륨(Tl), 주석(Sn), 또한 요오드화 수은(HgI2)이 봉입되어 있다. 철, 탈륨, 주석은 각각 발광 금속이다. 이들 발광 금속 이외에 증강되는 발광의 파장역은 320 nm 내지 380 nm가 아닌 발광 금속이 포함되어 있어도 지장없다. 또한, 발광 금속은 금속 단체(單體)의 상태인 이외에 금속 할로겐화물의 상태로 봉입되어 있어도 좋다.In the
이의 메탈할라이드 램프가 방사하는 자외선에 의해 특정의 광개시제가 함유된 자외선 경화성 수지 조성물의 경화를 촉진할 수 있다. 이와 같은 수지 조성물은 광개시제에 자외선이 조사되어 수지 조성물에 함유된 중합성 수지의 중합이 개시되고, 이 중합에 의해 그 수지 조성물이 경화된다.The ultraviolet-ray radiated | emitted by this metal halide lamp can accelerate hardening of the ultraviolet curable resin composition containing a specific photoinitiator. Such a resin composition is irradiated with an ultraviolet ray to a photoinitiator, polymerization of the polymerizable resin contained in the resin composition is initiated, and the resin composition is cured by this polymerization.
여기서 도 3을 참조하여, 도 1에 도시한 메탈할라이드 램프와, 종래의 메탈할라이드 램프와의 비교에 대해 설명한다. 도 3은 도 1에 도시한 메탈할라이드 램프(철, 탈륨, 주석 봉입)가 방사하는 자외선의 발광 스펙트럼을 종래의 메탈할라이드 램프(철 봉입: 이하, 철 메탈할라이드 램프라고 함)가 방사하는 자외선의 발광 스펙트럼과 비교하여 나타내는 그래프이다. 각각 램프 입력 21600 W의 정전력으로 점등시킨 경우이다.Here, with reference to FIG. 3, the comparison of the metal halide lamp shown in FIG. 1 with the conventional metal halide lamp is demonstrated. FIG. 3 shows the emission spectrum of ultraviolet light emitted by the metal halide lamp (iron, thallium, tin encapsulation) shown in FIG. 1 from ultraviolet light emitted by a conventional metal halide lamp (hereinafter referred to as iron metal halide lamp). It is a graph compared with an emission spectrum. Each lamp is lit with a constant power of 21600 W.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 도 1에 도시한 메탈할라이드 램프에서는 320~380 nm의 파장역에서의 적산(積算) 광량을 철 메탈할라이드 램프에 비해 높게 할 수 있다.As can be seen from FIG. 3, in the metal halide lamp shown in FIG. 1, the accumulated light amount in the wavelength region of 320 to 380 nm can be made higher than that of the iron metal halide lamp.
여기서 도 4를 참조하여, 이 실시형태의 메탈할라이드 램프로부터의 자외선의 피조사물로서 적당한 파장 320~380 nm 사이에 흡수 파장을 가진 광개시제에 대해 설명한다. 이 광개시제는 자외선 경화성 수지 조성물에 함유되어야 한다.Here, with reference to FIG. 4, the photoinitiator which has an absorption wavelength between wavelength 320-380 nm suitable as an irradiated object of the ultraviolet-ray from the metal halide lamp of this embodiment is demonstrated. This photoinitiator should be contained in an ultraviolet curable resin composition.
도 4는 광개시제인 4-(디메틸아미노)벤조페논에 있어서 광흡수율의 파장 의존성을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이 이 광개시제는 320~380 nm의 흡수 파장역을 갖고, 350 nm 부근에서 흡수율이 피크로 되어 있다. 또한, 도 4 중에서 실선은 이 광개시제의 농도를 0.0009%로 했을 때를 나타내고, 파선은 마찬가지로 0.0043%로 했을 때를 나타내고 있다(상호 종축은 상대값). 현실적으로는 농도를 0.0009% 정도로 하여 사용하지만, 0.0043%와 같은 고농도라도 흡수 파장역으로 변화는 없다.Fig. 4 shows the wavelength dependence of light absorption in the photoinitiator 4- (dimethylamino) benzophenone. As shown, this photoinitiator has an absorption wavelength range of 320 to 380 nm, and the absorption rate peaks at around 350 nm. In addition, in FIG. 4, the solid line shows the case where the density | concentration of this photoinitiator is 0.0009%, and the broken line shows the case where it is set to 0.0043% (mutual vertical axis is a relative value). In reality, the concentration is used at about 0.0009%, but there is no change in the absorption wavelength even at a high concentration such as 0.0043%.
도 1에 도시한 메탈할라이드 램프로부터 파장역 320~380 nm의 자외선을 도 4에 도시한 흡수 파장역 320~380 nm의 특성을 가진 광개시제를 함유한 자외선 경화제 수지 조성물에 조사하고, 이를 경화시키는 경우를 생각한다. 일반적으로 흡수된 광의 양이 많을수록 수지 조성물을 경화시키므로 철 메탈할라이드 램프에 비해 특정의 자외선 강도가 높은 메탈할라이드 램프를 이용하여 상기와 같이 경화시키는 경우에는 수지 조성물의 경화 속도 보다 높아지게 된다.In the case of irradiating the ultraviolet curing agent resin composition containing the photoinitiator having the characteristics of the
또한, 이 실시형태의 메탈할라이드 램프로부터의 자외선의 피조사물로서 4-(디메틸아미노)벤조페논은 일례이며 이에 한정되지 않는다. 즉, 이 실시형태의 메탈할라이드 램프는 320~380 nm의 파장역에서의 적산 광량을 철 메탈할라이드 램프에 비해 높게 할 수 있으며, 320~380 nm에 흡수 파장역을 가진 광개시제이면 피조사물로서 적합하다.In addition, 4- (dimethylamino) benzophenone is an example as an irradiation target of the ultraviolet-ray from the metal halide lamp of this embodiment, It is not limited to this. That is, the metal halide lamp of this embodiment can make the accumulated light amount in the wavelength range of 320-380 nm higher than the iron metal halide lamp, and it is suitable as an irradiated object if it is a photoinitiator which has an absorption wavelength range in 320-380 nm. .
하기 수학식 1은 발광원의 발광 스펙트럼 곡선을 "α(λ)", 광개시제의 흡수 스펙트럼 곡선을 "φ(λ)"로 했을 때, 광에 의한 광개시제의 반응 정도를 나타내는 식이다.Equation 1 below is an expression showing the degree of reaction of the photoinitiator by light when the emission spectral curve of the light emitting source is " α (λ) " and the absorption spectral curve of the photoinitiator is " φ (λ) ".
상기 수학식 1에서, 도 3에 도시한 α(λ)[본 실시형태 및 철 메탈할라이드 램프(종래)의 각각]와 도 4에 도시한 φ(λ)을 이용하여 x를 320, y를 380으로 한 경우를 계산하면, 본 실시형태의 메탈할라이드 램프에 의한 경우와 철 메탈할라이드 램프에 의한 경우와의 수지 경화의 비(比)가 구해지고, 이는 도 5에 도시한 결과가 된다. 즉, 이 실시형태의 메탈할라이드 램프를 이용하면, 4-(디메틸아미노)벤조페논을 광개시제로 하는 자외선 경화성 수지 조성물의 경화 속도를 철 메탈할라이드 램프를 이용하는 경우 보다 높게 하는 것이 가능하다. 또한, x, y는 각각 파장(nm)이다.In Equation 1, x is 320 and y is 380 using α (λ) shown in FIG. 3 (each of the present embodiment and the iron metal halide lamp (conventional)) and φ (λ) shown in FIG. 4. By calculating the case, the ratio of resin curing between the case with the metal halide lamp of the present embodiment and the case with the iron metal halide lamp is obtained, which is the result shown in FIG. That is, using the metal halide lamp of this embodiment, it is possible to make the hardening rate of the ultraviolet curable resin composition which uses 4- (dimethylamino) benzophenone the photoinitiator higher than when using an iron metal halide lamp. In addition, x and y are wavelength (nm), respectively.
이와 같이 320~380 nm의 광량을 많게 하기 위해, 철, 탈륨, 주석을 봉입한 메탈할라이드 램프를 이용하여 흡수 파장역 320~380 nm의 광개시제를 함유하는 수지 조성물에 자외선을 조사시켜 그 경화 속도의 향상을 도모할 수 있다.In this way, in order to increase the amount of light of 320 to 380 nm, using a metal halide lamp encapsulated with iron, thallium and tin, ultraviolet rays are irradiated to a resin composition containing a photoinitiator having an absorption wavelength range of 320 to 380 nm to increase the curing rate. Improvement can be aimed at.
본 발명은 이에 도해하여 설명한 특정 형태에 한정되지 않는 것으로서, 그러나 이하의 특허청구범위에 들어가도록 변형된 것은 모두 포함하는 것으로서 이해된다.It is to be understood that the present invention is not limited to the specific forms described and illustrated herein, but includes all modifications that fall within the scope of the following claims.
10 : 방전 공간 11 : 발광관
121, 122 : 전극 131, 132 : 이너 리드
141, 142 : 금속박 151, 152 : 소켓
161, 162 : 리드선10
121, 122:
141, 142:
161, 162: lead wire
Claims (4)
상기 수지 조성물에, 발광관과, 상기 발광관 내에 배치된 한쌍의 전극과, 상기 발광관 내에 봉입된 희(希)가스, 수은, 철, 탈륨 및 주석을 가지는 메탈할라이드 램프로부터, 자외선을 조사(照射)하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 방법.Preparing a resin composition containing a photoinitiator, and
The resin composition is irradiated with ultraviolet rays from a light emitting tube, a pair of electrodes disposed in the light emitting tube, and a metal halide lamp having a rare gas, mercury, iron, thallium, and tin encapsulated in the light emitting tube ( And irradiating the ultraviolet light.
상기 수지 조성물은 320~380 nm에서 흡수 파장역(波長域)을 가지는 광개시제를 함유하는 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 자외선 조사 방법.The method of claim 1,
The said resin composition is a resin composition containing the photoinitiator which has an absorption wavelength range in 320-380 nm.
상기 수지 조성물은 4-(디메틸아미노)벤조페논을 함유하는 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 자외선 조사 방법.The method of claim 2,
The said resin composition is a resin composition containing 4- (dimethylamino) benzophenone, The ultraviolet irradiation method characterized by the above-mentioned.
상기 발광관 내에 배치된 한쌍의 전극, 및
상기 발광관 내에 봉입된 희(希)가스, 수은, 철, 탈륨 및 주석을 구비하는 것을 특징으로 하는 메탈할라이드 램프.Light Tube,
A pair of electrodes disposed in the light emitting tube, and
A metal halide lamp comprising rare gas, mercury, iron, thallium and tin enclosed in the light emitting tube.
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