光開始剤の TPO は禁止されます。UV LED 硬化はどこへ行くべきですか?

最近、欧州化学庁 (ECHA) は、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドを高懸念物質 (SVHC) 候補リストの第 29 バッチに含めることを正式に発表しました。 これにより、SVHC 候補リストに掲載される物質の数は 235 になります。

 

リストに掲載されている化学物質については、関係企業は化学物質のリスクを管理し、顧客や消費者にこれらの化学物質の安全な使用に関する情報を提供する責任があります。 これらの物質は将来的に公式リストに追加される可能性があります。 物質がこのリストに載っている場合、企業が申請して欧州委員会が使用継続を許可しない限り、その使用は禁止されます。

 

添加物質の具体的な情報は以下のとおりです。

 

物質: ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド

別名: 光開始剤 TPO

EC 番号: 278-355-8 CAS

番号: 75980-60-8

追加理由：生殖毒性（第57条(c)）

一般的な用途: インクとトナー、コーティング製品、光化学ポリマー、接着剤、シーラントとフィラー、石膏模型粘土などに使用されます。

 

01|光硬化の国産化への道のり

光硬化 (光硬化) は、モノマー、オリゴマー、またはポリマー基材の光誘起硬化であり、一般にフィルム形成プロセスで使用されます。 この技術は、高効率、幅広い適応性、経済性、省エネ、環境保護という特徴を持っています。

 

光硬化は、従来の水銀ランプと新興の UV LED 硬化に分けられます。 従来の水銀ランプは適切な処理をせずに使用すると深刻な環境汚染につながるため、 UV LED硬化は、よりエネルギー効率が高く、いつでもオン/オフを切り替えることができ、体積が小さいなど、多くの利点があり、徐々に従来の水銀ランプ硬化に取って代わり、光硬化装置の主流になりつつあります。

 

光硬化式における光開始剤の割合は低く、通常は約 2% -5 パーセントですが、これは非常に重要です。 これは、光開始剤が紫外線を吸収してフリーラジカルを生成することによって光硬化反応が起こり、これが重合反応を引き起こし、製品の最終硬化を引き起こすためです。

 

1173、184 などの従来の光開始剤は、UVC の短波長の最大吸収波長であるため、従来の水銀ランプ硬化の方が適しています。

 

UV LED は主に 365nm、385nm、395nm、405nm などのいくつかの波長に集中しており、これらの波長におけるホスフィンオキシド光開始剤の吸収は比較的強いため、UV LED アプリケーションで広く使用されています。

 

最も代表的な光開始剤の 1 つは TPO であり、開始効率が高く、黄変がなく、価格も比較的手頃です。 しかし、ここ数年の UV LED 硬化のブームにより、TPO の世界的な供給は逼迫し、入手が困難になり、最高単価は 300 人民元/kg を超えました。

 

近年、国内の主流光開始剤メーカーの継続的な拡大と新規メーカーの参入により、TPOの供給逼迫は大幅に緩和され、価格は100元程度まで戻りました。

 

02|TPO毒性分類と使用制限

光開始剤は通常小さな有機化合物であり、光が不完全な場合には、これらの光開始剤分子が硬化製品中に残り、移動する可能性のある物質を形成する可能性があります。 さらに、ほとんどの場合、光開始剤からのフリーラジカルの生成プロセスは切断によって行われます。 これらのラジカルは、最終的なクエンチ後に低分子量化合物を形成する可能性があります。 これらの小分子製品は移行の問題を引き起こし、いくつかの有毒物質を生成する可能性があります。

 

光開始剤 TPO の普及に伴い、その規制は強化されています。 EU CLP (分類、ラベル表示、および包装) 規制によれば、TPO は当初、クラス 2 (H361) 生殖毒性物質、つまり「ヒト生殖毒性物質の疑い」に分類されていました。

 

2020年6月、北欧の国スウェーデンは、分類を1B（H360DF）に変更し、皮膚刺激性物質（H317）に追加することを提案しました。 これは動物実験から得られた大量の証拠に基づいています。 (1B は「推定ヒト生殖毒性物質」を意味します)

 

EU の調和分類および表示 (CLH) プロセス

 

2021 年秋、EU のリスク評価委員会 (RAC) は TPO の分類を更新することに合意しました。 欧州委員会によって承認されると、このカテゴリーは ATP を通じて EU CLP 規則の附属書 VI に追加され、法的拘束力を持ちます。

 

2023年1月、スウェーデンはSVHC（高懸念物質）リストにTPOを含めることを提案する意向通知を発表した。 この提案に関するコメント募集は 2023 年 4 月 3 日に終了しました。

 

TPO は現在、高懸念物質 (SVHC) の 29 番目の候補リストに含まれています。

 

03|TPOに応じた選択肢

TPO に加えて、他に 2 つの一般的に使用される光開始剤、TPO-L および 819 (BAPO) があります。これらは、UVA 帯域で優れた吸収能力を持つホスフィンオキシド光開始剤です。

 

TPO-L は TPO と似た構造をしていますが、分子内のエトキシ基がベンゼン環に置換されているため毒性が低くなります。 ただし、欠点としては、TPO-L の開始効率は TPO よりもはるかに低いです。

 

別のホスフィンオキシド光開始剤は 819 (BABO) で、これは 1 つのベンゼン環が 2,4,6- トリメチル ベンゾイルで置換された、つまり 2,4,6- トリメチル ベンゾイル基が 2 つある TPO とみなすことができます。 。 819 は TPO よりも高い開始効率を持っていますが、より深刻な黄変の問題を抱えています。 色が必要な場合はこれは不可能です。

 

言い換えれば、TPO-L と 819 は一部のアプリケーションで TPO を部分的に置き換えることができます。

 

04|TPO に代わる新たな選択肢 - TMO

TMO は、(2,4,6-トリメチル ベンゾイル)ビス(p-トリル)ホスフィン オキシド、CAS 270586-78-2 です。 構造の観点から見ると、TMO は TPO に基づいており、2 つのベンゼン環のそれぞれにメチル基が導入されており、TPO の生物学的毒性が大幅に軽減されています。

 

TMO

 

TMO は TPO よりもわずかに優れた開始効率を持ちながら、黄変せず、移行性もはるかに低いことが実験的にわかっています。

TMO および TPO で開始される TMPTA の二重結合変換曲線

 

TMOは現在量産中であり、欧州連合の化学物質の登録、評価、認可および制限に関する規則（「REACH」）の登録証明書を取得しており、最も管理が厳しい欧州地域での販売が可能となっている。化学物質の。

 

 

統合元:

化学新材料、EU 化学品庁、GTS グローバル テスト、光硬化新材料、中国化学情報週刊、DT 新材料