03｜光硬化樹脂の種類と特性
3.1｜アクリル系樹脂
アクリル系樹脂は光硬化樹脂の中で最も広く利用されている種類の一つです。アクリレートやメタクリレート基を含むモノマーやオリゴマーから構成され、ラジカル重合機構で硬化します。
主な特徴
- 硬化速度：非常に速い（数秒〜数十秒）
- 透明性：高い（光学用途にも適している）
- 接着性：多くの基材に対して優れた接着性を示す
- 耐候性：UV安定剤の添加により向上可能
- 硬化収縮：比較的大きい（5〜10%程度）
- 価格：比較的低コスト
代表的な構成成分
オリゴマー：
- ウレタンアクリレート：柔軟性と強靭性のバランスに優れる
- エポキシアクリレート：硬度と接着性に優れる
- ポリエステルアクリレート：速硬化性と光沢に優れる
- ポリエーテルアクリレート：柔軟性に優れる
モノマー：
- HDDA（1,6-ヘキサンジオールジアクリレート）：汎用希釈モノマー
- TPGDA（トリプロピレングリコールジアクリレート）：低粘度希釈モノマー
- IBOA（イソボルニルアクリレート）：硬度向上モノマー
- TMPTA（トリメチロールプロパントリアクリレート）：多官能モノマー
主な用途
- UV硬化型インク・塗料
- 光ファイバーコーティング
- 接着剤・シーリング材
- 光造形樹脂（3Dプリンティング）
- 電子部品の封止材
- 光学レンズ・フィルム
- 歯科用充填材料
3.2｜エポキシ系樹脂
エポキシ系光硬化樹脂は、エポキシ基を含むモノマーやオリゴマーを主成分とし、カチオン重合機構で硬化します。
主な特徴
- 硬化速度：アクリル系に比べて遅い（数十秒〜数分）
- 硬化収縮：小さい（2〜3%程度）
- 耐熱性：優れている（耐熱温度150〜200℃程度）
- 接着性：金属、ガラスなどへの接着性が特に優れている
- 耐薬品性：酸・アルカリなどに対する耐性が高い
- 電気絶縁性：高い
代表的な構成成分
樹脂：
- 脂環式エポキシ樹脂：低粘度で反応性が高い
- ビスフェノールAタイプエポキシ樹脂：機械的強度に優れる
- ノボラックタイプエポキシ樹脂：多官能で硬化物の耐熱性が高い
光酸発生剤：
- トリアリールスルホニウム塩
- ジアリールヨードニウム塩
- フェロセニウム塩
主な用途
- 電子部品の封止材
- プリント基板のソルダーレジスト
- 高耐熱性コーティング
- 精密機械部品
- 光造形（特に高精度・高強度が要求される用途）
- 光学部品の接着剤
3.3｜ウレタン系樹脂
ウレタン系光硬化樹脂は、ウレタン結合とアクリル基を併せ持つウレタンアクリレートを主成分とする樹脂です。ラジカル重合機構で硬化します。
主な特徴
- 柔軟性：非常に幅広い硬度範囲（軟質から硬質まで）が実現可能
- 耐摩耗性：優れている
- 耐衝撃性：高い
- 耐候性：アクリル系よりも優れている場合が多い
- 低温特性：良好
代表的な構成成分
オリゴマー：
- 脂肪族ウレタンアクリレート：耐黄変性に優れる
- 芳香族ウレタンアクリレート：硬度と強度に優れる
- シリコーン変性ウレタンアクリレート：撥水性と柔軟性に優れる
モノマー:
- アクリル系モノマー（前述のアクリル系で使用されるものと同様）
主な用途
- フレキシブルディスプレイ用コーティング
- 木工製品の塗装
- 床材のトップコート
- 合成皮革のコーティング
- スポーツ用品
- 自動車部品のコーティング
- ウェアラブルデバイスのエンカプセレーション
3.4｜シリコーン系樹脂
シリコーン系光硬化樹脂は、シロキサン結合（Si-O-Si）を主鎖に持つポリマーを基本骨格とし、側鎖に光反応性基を導入した樹脂です。
主な特徴
- 耐熱性・耐寒性：優れている（使用可能温度範囲が広い、-50〜200℃以上）
- 耐候性：非常に優れている（屋外での長期使用も可能）
- ガスバリア性：酸素透過性が高い
- 撥水性：高い
- 生体適合性：優れている
- 電気絶縁性：高い
代表的な構成成分
オリゴマー：
- アクリル変性シリコーン
- エポキシ変性シリコーン
- チオール変性シリコーン（UV硬化型付加硬化系）
主な用途
- LED封止材
- 医療機器部品
- 光学レンズ
- シリコーンゴム代替品
- 電子部品の保護コーティング
- 耐熱・耐寒性が要求される用途
- ガスケット・シール材
3.5｜チオール-エン系樹脂
チオール-エン系光硬化樹脂は、チオール基（-SH）とエン基（C=C）の光誘起ラジカル付加反応を利用した比較的新しいタイプの樹脂です。
主な特徴
- 酸素阻害: 少ない（通常の条件下でも硬化しやすい）
- 硬化収縮: 非常に小さい
- 応力緩和性: 優れている
- 均一なネットワーク形成: 物性のばらつきが少ない
- 臭気: チオール特有の臭いがある
主な用途
- 光学用接着剤
- 精密成形品
- 歯科材料
- ホログラフィック材料
- マイクロ流体デバイス