バイオ由来ポリオールの光硬化における新たな応用

2月17日、第2回バイオベース樹脂・添加剤産業発展フォーラムが蘇州で盛況のうちに開催されました。業界の著名な企業や大学から多数の代表者が出席しました。その中には、深セン光華威業有限公司の陳瑞副総経理も含まれており、同フォーラムでは「光硬化分野におけるバイオベースポリオールの新たな応用」と題した特別講演を行いました。

世界的な炭素排出量削減への取り組みが進む中、バイオベース産業チェーンは急速に発展しています。従来製品を低炭素で環境に優しい製品に置き換えることは、必然的な流れと言えるでしょう。eSUNは環境に優しい材料の工業化に尽力しており、バイオベース材料の合成、改質、応用、リサイクルにおいて豊富な経験を有しています。本日は、eSUNが開発したポリ乳酸ポリオールの光硬化分野における新たな応用事例をご紹介します。

ポリ乳酸ポリオールは、当社が先駆けて開発した製品であり、既に工業規模での生産を実現しています。乳酸を主鎖の繰り返し単位とし、末端にヒドロキシル基を有するこれらの高分子ポリオールは、様々な開始剤を用いて、分子量や官能基の異なるポリエステルポリオールを合成することで製造されます。ポリ乳酸ポリオールは、ポリウレタン合成における重要な原料です。

2018年、eSUNは「PLAバイオベース感光性樹脂およびその用途と使用方法」に関する特許を正式に出願しました。eSUNは自社開発のPLAバイオベース光硬化性材料を基盤に、環境に優しい新たな光硬化性応用市場を積極的に開拓し、継続的に発展させてきました。同社の製品の応用分野には、感光性3Dプリンティング樹脂、UV接着剤、UVニスなどがあります。

01 感光性3Dプリント用樹脂

eSUNは、自社でPLAポリオールを生産する先行者利益を活かし、バイオベースのポリ乳酸ポリオールを原料としてバイオベースのプレポリマーを製造しています。そして、オリゴマー合成プロセスと配合の探索と調整を通じて、バイオベースの高精度樹脂、バイオベースの水洗い可能樹脂、バイオベースの高透明樹脂など、一連のバイオベースの3Dプリント用光硬化性樹脂製品を開発しました。

ライフサイクルアセスメント（LCA）によると、ポリ乳酸ポリオールは、既存の石油化学製品由来のポリオール製造プロセスと比較して、温室効果ガス排出量を40％削減することが示されている。

現在、eSUNのバイオベース高精度樹脂は、生体適合性試験、皮膚感作性試験、皮膚刺激性試験、およびin vitro細胞毒性試験に合格しています。この製品は刺激性が低く、人体と環境にとってより優しく安全です。

2023年初頭、eSUNはバイオベースの洗浄可能な樹脂を正式に発売しました。この製品は、バイオベース樹脂シリーズの環境に優しい特性を継承しています。一方では、二酸化炭素排出量と石油化学資源の利用を削減するのに役立ちます。他方では、印刷後に水で直接洗浄できるため、「強い臭い、毒性、皮膚刺激」など、溶剤洗浄によって引き起こされる一連の問題を解決します。より環境に優しく、3Dプリンターメーカーにも優しい製品です。

バイオベースの樹脂製品は、試作品、歯科用モールド、アニメフィギュア、装飾品、文化・クリエイティブ製品などに応用でき、様々な産業の低炭素化と環境負荷低減への転換を促進します。光重合印刷市場の継続的な発展に伴い、多様な特性を持つ感光性樹脂材料の需要が高まっています。石油由来ポリオールをバイオベースのポリ乳酸ポリオールに置き換えることで、二酸化炭素排出量の削減と産業のグリーン化を推進できます。

02  UV接着剤

環境に優しい接着剤の中でも特に有望な開発方向の一つであるUV硬化型接着剤は、VOCフリーで低毒性といった特性を備えています。硬化が速いため、人件費の削減に貢献し、自動化された生産ラインに最適です。さらに、UV硬化型接着剤は様々な基材に対して優れた接着性を示し、強力な接着力と耐候性を発揮します。熱硬化性材料であるため、外観、色、粘度、硬度、硬化条件など、顧客個々のニーズに合わせて構造用接着剤として使用できます。

特定の用途において、クラフト紙や白黒紙をPLAフィルム、シート、PBATフィルムなどの生分解性材料に接着する際に使用すると、紙がひどく損傷した場合でも接着層が2つの基材から剥離しないことを保証する優れた結果が得られます。

「クラフト紙＋PLAシート」の応用例：

動画1：

さらに、UV接着剤は、金属やガラスを接着する際の無影接着剤としても使用できます。下の動画で示されているように、強力な接着力と耐久性を備えています。

「金属＋ガラス」の応用例：

動画2：

03 UVニス

UVニスは日常生活において幅広い用途があります。一方では、印刷後のUVインクの密着性を向上させ、耐擦傷性、耐候性、耐久性を高める保護効果を発揮します。他方では、印刷媒体にニスを塗布することで、より鮮やかで光沢のある発色を実現し、視覚的な表現力を向上させます。この製品は、各種包装材、タバコのパッケージ、耐光性紙などに幅広く使用できます。

さらに、eSUNはバイオベースアクリレートオリゴマー（ePUA-Bio）ePUA-Bioなどの製品は、バイオ由来のポリ乳酸ポリオールを原料として利用しています。活性官能基を導入し、様々な分子構造を設計することで、化学合成プロセスを用いてポリウレタンアクリレートポリマーを製造します。ポリウレタンアクリレートは、ポリウレタンとアクリレートの両方の優れた特性を兼ね備えています。さらに、バイオ由来のポリオールを原料として用いることで、製品全体の環境負荷を低減し、より環境に優しく、安全な製品となります。

特徴：

1. バイオベースで、高い活性を持つ。

2. 寸法安定性を含む優れた安定性。

3. 光硬化速度が速く、光沢が高く、密着性に優れています。

製品用途：

バイオベースの光硬化性樹脂、バイオベースのフォトレジスト、バイオベースの接着剤、光硬化性コーティング剤、インクなどに幅広く使用されています。

ePUA-Bioの主な技術仕様：

ご質問がございましたら、お気軽に0755-86393186までご連絡ください。

バイオベース材料の活用は、炭素排出量の削減と低炭素・グリーン開発の促進に貢献します。新時代において、より環境に優しいバイオベース材料の市場展望は非常に広大です。eSUNは、自社の知的財産権に基づき、研究開発投資を継続的に拡大し、様々な産業分野におけるバイオベース材料の活用を促進し、グリーンで健全な経済発展を推進していきます。