紫外線強度による光誘起硬化の高度な速度論的モデリングに焦点を当てる

明確な特性を持つ物質は、化学反応によって異なる特性を持つ別の物質に変化することがある。こうした反応は、爆発のように一瞬で起こることもあれば、鉱物の形成のように何十万年もかけて起こることもある。物質の分解、硬化、結晶化、焼結などのプロセスは、時間と温度に依存するからである。したがって、これらのプロセスの速度を知ることは、材料の挙動をシミュレーションしたり、プロセスを最適化したりする上で重要である。

反応速度論または化学速度論とも呼ばれる動力学は、化学プロセスの速度を研究し、反応速度を決定することができます。また、これらの反応を制御する要因も考慮に入れます。最も重要な要因のひとつは温度である。この知識は、例えば発熱反応に基づく工業化学プロセスにおいて、人命を救うことさえある。

最先端のNETZSCH Kinetics Neo ソフトウェアは、このような温度に依存するプロセスを、small の量に基づいてシミュレートします。リリースKinetics Neo 3.0 には、多くの新機能が追加されています！

NETZSCH ソフトウェアKinetics Neo バージョン 3.0 の新機能は？

このリリースでは、以下の機能が追加されました：

速度論的解析の追加パラメータとしてUV光の強度が追加され、温度と光強度に依存した共通の速度論的モデルを作成できるようになりました。
気体反応物の分圧を新たに追加し、温度と分圧に応じた共通の反応速度論モデルを作成できるようになりました。
不活性ガス中の反応に対する速度論的解析の追加パラメータとしての全圧
質量分析、濃度、換算、貯蔵弾性率、吸光度のような、Kinetics Neo では非標準の任意のデータタイプのためのプロジェクト
DEA またはレオロジーで測定される拡散制御を伴う硬化反応の速度論
反応タイプ可逆反応
ⁿ次反応を伴う拡散のための新しい反応タイプDFn
不完全な測定データのための反応速度論（反応の最終部分が与えられていないか、測定できない場合
ユーザー・インターフェース（UI）は、Windows 11で一貫したネイティブな外観になるように作り直され、数十の新しいカラフルなテーマを含む

それでは、新機能の一つを掘り下げてみよう：速度論的解析の追加パラメータとしての紫外線強度。

紫外線強度による光誘起硬化の高度な速度論的モデリング

UV光硬化技術は、接着剤、コーティング剤、ポリマーなどの材料を硬化または固化させる迅速な化学反応の引き金として紫外線（UV）を使用することで、さまざまな産業に革命をもたらしました。主に温度に依存する従来の硬化方法とは異なり、光誘起硬化プロセスはUV光の強度に強く影響される。

Kinetics Neo ソフトウェアの新しいユニークな機能により、ユーザーは温度とUV光強度の両方を考慮した動力学モデルを記述できるようになった。このデュアルパラメーターモデリングにより、硬化プロセスの最適化と制御が向上します。

図：ユーザーは、温度と紫外線強度の両方を考慮した動力学モデルを記述できるようになった。

異なるUV光強度を使用することで、Kinetics Neo ソフトウェアはデータを正確に記述し、異なるUV光強度での硬化挙動を予測することができます。下図は、一定温度におけるUV強度と硬化反応の関係を示しています。

この実験では、等温誘電分析（NETZSCH DEA装置）を30℃で行い、36mW/cm²から300mW/cm²の範囲で紫外線強度を変化させた。

主要分野での応用

3Dプリンティングと積層造形フォトポリマーのレイヤー・バイ・レイヤー硬化により、精密で耐久性のある3Dプリント・オブジェクトを実現。
自動車産業耐スクラッチ性とUVプロテクションを強化するコーティング。
医療機器カテーテル、ステント、歯の詰め物などの医療機器用のUV硬化型コーティング。
包装業界食品に安全で耐久性のあるラベリングやパッケージングのためのUV硬化型インクやコーティング剤。

アプリケーションの例3Dプリンティングと積層造形プロセスフォトポリマーを層ごとに硬化させることで、精密で耐久性のある3Dプリントオブジェクトを実現します。

Kinetics Neo ソフトウェアによるUV光強度の主な利点

生産サイクルの短縮：UV強度と温度の両方を最適化することで、硬化時間を短縮し、生産サイクルの短縮とスループットの向上につなげることができる。
コスト効率：UV光強度と温度を調整することで、メーカーはエネルギー使用量を最適化し、製品品質を損なうことなく運用コストを削減できる。
持続可能性：硬化プロセスを最適化することで、過剰硬化や材料の欠陥による廃棄物や排出物を最小限に抑え、より環境的に持続可能な製造方法に貢献します。

UV光硬化技術は、さまざまな業界においてゲームチェンジャーであることが証明されており、動力学モデリングの最新の進歩により、メーカーは現在、かつてないほどこれらのプロセスを最適化し予測するためのツールを手にしています。UV光強度データを利用したKinetics Neo ソフトウェアは、硬化プロセスの改良、コスト削減、パフォーマンスの向上、持続可能性の促進を可能にします。

詳細はこちらもご覧ください：

https://youtu.be/HPXi62wSIBo?t=1787- ウェビナー "Kinetics Neo 3.0：熱硬化性樹脂、複合材料、フォトポリマー：拡散制御（DEA、レオロジー）、UV強度の考慮（DSC、DEA）を含む高度な硬化速度論」についての詳細情報を含む「革新的な新機能（ガス影響、圧力など）を搭載したメジャーリリース」。
積層造形用アクリレート系フォトポリマーの硬化速度論のモデリング - Setter - 2023 - Polymer Engineering & Science - Wiley Online Library
ウェブサイトをご覧ください： Kinetics Neo - NETZSCH Kinetics Neo

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