UV硬化機器によるPBT樹脂の変形

Question

PBT樹脂(G30)成形品にUV硬化タイプのシリコンを塗布した製品を購入していますが
成形品の一部分に熱変形しているものがありました。
UV硬化シリコン塗布後にUVランプで硬化させます。
UV硬化機器内の温度は100℃程度の温度とのことで、PBTが溶けるほどではありません
が、成形品に熱が加わる工程はUV硬化工程しかありません。
コンベアに成形品を載せて、UVランプの下を通しています。
成形品とUVランプの距離は15cm程度で約10秒です。
なお、成形品にアニール処理などはありません。
通常であればUVランプによる熱変形は発生しえないと思うのですが、何らかの原因で
熱変形したものと思います。
製造元に原因を尋ねましたが、原因不明とのことで不具合の原因が分からず、知見あり
ましたらご教示お願いします。

Answer

参考URLの文献によれば、熱硬化樹脂の硬化反応のほとんどが発熱反応であるとのことです。従って、UV照射を受けて硬化する際には、UV硬化樹脂自体が発熱して、元の温度よりも上昇する可能性がありそうです。
また、樹脂表面は、放射を受けることで、周囲の空気温度よりも高い温度になります。UVランプの形状・寸法、投入電力、コンベアの速度などをご提示頂ければ、表面温度が周囲の空気温度よりもどれほど高くなるか、概算できるかもしれません、

Answer

プラスチック表面処理の経験からの推測ですが、参考までに回答します。
1.熱変形
PBTの耐熱温度は高いですが、成形品の応力が高い場合は耐熱温度以下でも応力が開放されて変形します。
2.シリコンの硬化収縮
シリコンが硬化する際の収縮に成形品が追従して変形した。

1.2の複合である可能性も考えられます。
検証方法をいくつか挙げてみます。
・成形品のみでUV処理し変形確認
この際にサーモラベルを成形品に貼り、大体の処理温度を確認する。
・成形品のみで上の温度×15秒アニールし変形確認し、純粋に温度のみが原因か確認する。
・シリコン剤の収縮率を調査し変形量と照合し、収縮の影響があるか確認する。

→成形品応力が原因であれば、成形条件から見直す必要があります。金型温度を高くして射出速度を抑えます。シリコン剤の場合は、収縮しにくいものを選定するか、または膜厚を薄くして収縮量を抑える必要があります。

全く違うかもしれませんが、参考になれば幸いです。

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