課題:反応性樹脂システムの理解
BÜFA Composite Systemsは、特殊ポリエステル樹脂製品の欧州有数のメーカーであり、複合材料業界全体に包括的なソリューションとアプリケーションノウハウを提供しています。
安定した樹脂性能を確保するため、同社の試験室では、ポリエステル樹脂系材料、溶剤混合物、原材料の分析に加え、レオロジー試験、硬化挙動の評価、経時変化の調査、色調調整、純度測定を実施しています。
従来からの課題の1つは、硬化後の化学構造を確実に特定し、架橋が想定どおりに進行したかどうかを評価することでした。 例えば、DSC測定では、均質なポリマーネットワークが形成されたか、また、すべての反応成分が想定どおりに架橋に関与したかを必ずしも明確に判断できませんでした。
解決策:Cora 5001によるラマン分光法
BÜFA Composite Systemsの上席研究員兼プロジェクトマネージャーであるMatthias Rastede氏によると、同チームは反応性樹脂系の化学構造と転化率の両方を信頼性高く評価できる手法を必要としていました。
BÜFAは当初、赤外分光法を検討していましたが、その後、アントンパールのアプリケーションデモで自社サンプルを用い、FTIRとラマン分光法を比較しました。 比較の結果、ラマン分光法では対象波数領域において、より明瞭で解析しやすいスペクトルが得られ、重要なシグナルを容易に識別できました。 これらの結果を踏まえ、BÜFAはCora 5001ラマン分光計を採用しました。 簡便な試料調製と測定操作により、チームは評価段階から日常運用へ迅速に移行し、数週間以内に、開発上の意思決定や有望な反応条件の特定にラマンデータを活用できるようになりました。
導入効果:開発、トラブルシューティング、品質管理
現在、Cora 5001は週に数回、製品開発やトラブルシューティングに使用され、化学結合の解析、硬化条件の比較、製造工程から採取したサンプル(溶剤混合物や異物が疑われる物質など)の分析に活用されています。 装置そのものだけでなく、BÜFAは評価から導入に至るまでに提供されたアプリケーションサポートと技術的助言も高く評価しています。
日常運用が定着した現在、同社は新たな測定法の開発と妥当性確認を進めながら、ラマン分光法の活用範囲を品質管理、受入検査、純度測定へと拡大する計画です。