レジンクラフトを実験隊的にやってみる!

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こんにちは、皆さん。    おもしろ!ふしぎ?実験隊です。

実験教室ネタは、ずいぶんお久しぶりかも!

2017年9月25日、いつもの東児童館で、『レジンクラフトを実験隊的にやってみる!』
ってことでやってきました。
こんな感じ?で進めました。
いつもの優しいIさんと、神田さんもいらしてくださいましたよ!
P1150874.JPG

今回のレジンは、そんなにみんなにしゃべることはなかったのですが・・・
お持ち帰り資料をもとに、書いていきますね。
=====
レジンクラフトって、最近はやりみたいだけど、知ってた?
とろとろしたUVレジン液を容器に入れて紫外線ライトを当てると固まるので、
アクセサリーが作れちゃう!ってもの。
rejinn3.jpg
でも、どうして固まるんだろう? ってことで、レジンクラフトを実験隊的にやってみました。
まず、
★UVレジンって?ってことで、
日本語で、UVとは紫外線のこと・レジンとは樹脂ということなんだ。
UVレジン液は、紫外線が当たると、液体だったものが固体になります。
こういうもののことを、光硬化性樹脂といいます。
でも、どうして固まるんだろう?
光硬化性樹脂の中には、光開始剤・モノマー・オリゴマー・添加剤などが入っています。
光開始剤に紫外線が当たると、光開始剤は活性化され、モノマーやオリゴマーと
反応します。その反応が、次々におこって、ポリマー(高分子)となって固まるんだ。
(ちょっとむつかしくてごめんなさい)

rejinn1.png

すごく大雑把に書いていますが、上記のような感じです。
お友達には、こんなこと(モノマーーとかの名称)は説明してません。

P1150882.JPG
次に、
★紫外線って?
ってことで、
人間がふつう見えている光は、可視光線といって、電磁波とよばれる光の中のほんの
一部分です。
赤色の光の外側には赤外線が、紫色の光の外側には、紫外線があります。
太陽の光にも、赤外線や紫外線が含まれています。
右にいくほどエネルギーが高くなります。
日焼けは太陽に含まれている紫外線が原因で、肌にダメージをあたえられます。
でも、困ったことばかりではなく、みんなのまわりには、紫外線を利用しているものがあるよ。
遊園地の入場のスタンプとか知ってたお友達もいたね。
紫外線については、こちらをどうぞ。
下記のポスターの色の違いなんかも書いているよ。
P1150875.JPG
ということで、実験隊的に、レジンクラフトをやってみました。
でも、最後まで読んでくださいね。もっと良い(簡単な)方法を
思いつきました。
P1150877-1.jpg
使うのは、UVレジン液と31度以上になると黒が白に・赤が白に変化するサーモ顔料です。
サーモ顔料は、下記の画像のものです。
21167021_1414815498639086_6686037792296526901_o.jpg
右から、
赤が手の温もりで白っぽく
黒が手の温もりで白っぽく

当日は、黒の顔料だけやりましたが、下記では、赤の顔料を使って赤い色のものが
青くなるバージョンのものも下記には入れています。
【用意するもの】
・クリアホルダー(ダイソー)
・油性マジック マッキー
・UVレジン ハード(宝石の雫)
・つまようじ
・UVライト
・サーモ顔料 黒・赤 (美和田屋5g300円)
・レジン用着色剤 シアン(宝石の雫 10MmL500円くらい)
・手袋

【作り方】
・新しい容器に作るのであれば、容器はアルミホイルなどで覆い光が当たらないように
しておく
・容器にUVレジン20gを入れ、次にサーモ顔料5gを入れ、竹串でよくかき混ぜる
・赤いサーモ顔料の方には、レジン用着色剤シアンを20滴ほど足し入れ、かき
混ぜる
・ファイルケースを1枚にし、作りたい大きさより少し大きめにカットし、内側だった面
に好きな絵を描く(表側の面だと油性マジックがファイルケースにしみこまずレジンを
載せるとにじむので)
21728603_1428691223918180_1639942312451102833_o.jpg
上記は、白いクリアホルダーですが、透明っぽいものでも、いいです。
また、裏を使うと書きましたが、あまりこだわらなくてもいいようです。
ただ、気にしないといけないのは、手の油?がつくと、マッキーがうまく
のらない(かけない)で、最後にはがすときにうまく剥がれない・絵がつかない
ような気がします。
ただ、このことは、最後の方法で、解消できるのですが。。。最後まで読んでね。
・絵の上にUVレジンを載せ、つまようじで絵をこすらないように気を付けながら1㎜
程度の厚さに全体に広げる
右が赤いサーに顔料と、青い色素を入れたもの
左が当日行った黒いサーモ顔料を入れたもの
21743407_1428691613918141_9029489093575380554_o.jpg
こすってしまうと、絵が溶けてレジン液と混じってしまうことがあります。
この溶けてしまうことを解決するために、最後の方法を考えています。
・UVライトを当て硬化させる
・ファイルホルダーから、ゆっくりはがす
21741010_1428691753918127_8119233887872656473_o.jpg
パリっととれたね。
・冷凍庫に、5秒入れて出来上がり
こんな感じになります。
最初が黒のバージョンです。そのあと赤とシアンのバージョン
【補足】
・できたばかりのものは、反応熱で熱くなっているので、入れたときの状態(黒や赤)
ではなく、描いた絵が見えたりシアンに色づいていたりします。
また、表面はすぐ室温になるようですが、だからといってすぐに黒や赤色には
もどりません。一度冷凍庫に入れてじゅうぶん(といってもわずか5秒ほどで
すが)に温度を下げたほうがいいようです。
・金属のような熱伝導率が高いものの上に置くと、色の変化が速いです。
P1150890.JPG
できたものは、こんな風に手のひらにおいて、指でこすると、描いて絵が浮き出した
ようになって、見えてくるよ。
P1150888.JPGP1150892.JPGP1150893.JPG
・UVレジンは手につくとかぶれることがあるので、手袋をして換気をよくして作業しま
しょう。
・UVライトは、仕様書に従って使いましょう。直接光を見てはいけません。
お友達も、いろいろな絵をかいて楽しんでくれました。
P1150885.JPG
光硬化性樹脂や、サーモ顔料については、説明がむつかしい
と思われるし、KUBOさんも、きちんとみんなに説明しきれるかわからないのですが。。。
なぜ、この実験の流れを考えたかというと、
レジンクラフトが流行っているのだけど、どうしてUVライトを使うのかとか、そもそも、
どんなところに注意すると、うまくいくのかなど、あまり詳しく説明してないなと
思ったからです。この辺りをきちんと書いておきたいなと思ったのです。
で、そのきちんと書きたかったことがこちら、
===
レジン液は、光硬化性樹脂です。
光硬化性樹脂は、もともと、木工製品に使うニスから発展したもので、外で太陽の光
を利用して固めていましたが、固まるのに時間がかかる、臭いという問題がありました。
最近は、そんなことが解決されて、手軽にハンドクラフトなどにも使われるようになった
んだ。工業的には、飲料缶などのコーティング、レンズや透明板の反射防止膜、光デ
ィスクの接着、ビスやネジの固定などに幅広く使われています。また、歯科材料では、
虫歯で開いた穴を埋める材料として、ヒドロキシアパタイトという歯の成分を混ぜたも
のが使われています。印刷では、昔は活字を拾い金属で活版を作っていたんだけど、
今は光硬化性樹脂で活版を作っているので、印刷がとても速くできるようになりました。
DSC_0697.JPG
画像は、葉脈標本に油性マジックで色を付け、レジンで表面にコーティング
したものです。
作っていただいたものなのですが。
てかり具合で、光硬化性樹脂がニスに使われていたということが想像できますね。
ちなみにですが、
画像のように、少しぷっくりさせると、凸レンズの効果もあるので、中のものが大きく
見えます。
_20170823_132824.JPG
UVレジンは、光が当たらないと固まらないので、厚みがあるものには適しません
厚みがあるものをつくるには、エポキシ樹脂のほうがいいようです。
DSC_0661.JPG
おうちの方でレジンクラフトをやってる方がいらしたら、時間通りにUVライトを当てて
も、作品の最表面にべたつく感が残って、逆に作品の底の方がパリっと固まってる
ってことがありませんか?UVライトは、最表面のほうがもろにあたっていて底のほ
うは届きにくいので、おや?っと思っちゃうのですが。
これには、ちゃんとした理由があるのです。 光硬化性樹脂で起こっている光重合
反応は、酸素によって阻止されやすいのです。
だから、最表面では空気中の酸素が入ってくることによって固まりにくくなって
いるのです。UVライトを当てるときには、より強い光を当てて短時間で反応を起
こさせるのがいいのでしょうね。
UVライトのライト近くに持ってくるとか、UV-LEDライトにするとか。
そこで、もひとつおまけ。
KUBOさんの手持ちのライトは、
UVライト(ピーク波長370nm)
UV-LEDライト(385nm~405nm)
なのですが、波長はそんなに変わらないし表示はむしろUVライトの方が短いの
に、反応時間はUV-LEDライトの方がずいぶん短くてすみます。
これはどうしてなのでしょう?
光のエネルギーは波長が短い方が強いのですが、光硬化性樹脂には硬化する
のにちょうど良い波長があり、短ければよいわけではありません。
UVライト(図点線)はもわ~んとした領域の波長をもっていますが、
UV-LEDライト(図直線)は必要な波長の光を効率よく出すことができます。
それで、短い時間で硬化させることができるのです。

rejinn4.png
当日、神田さんが持ってきてくださった、蛍光管のUVライトは、KUBOさんが
持ってきた、レジンクラフト用の蛍光管のUVライト(ピーク波長370nm)より、時間が
かかりました。
神田さんのは、
波長は300-400nmでピークは350nm
だったそうです。
レジンクラフト用の光硬化性樹脂には、少し長い波長の紫外線ライトのほうがいいの
かもしれません。
また、当日は、UVライトのすぐ下に、作ったものが来るように、台を置いて、光を当てました。
こんなことくらいで?と思ったのですが、先に書いたように、距離を縮めるというのは、
よいようです。
=====
ってことで、工作(※の部分)なのですが...
当日は、
クリアホルダーに、マッキーで絵をかいて、レジン液をつまようじで上に広げ置き、
UVライトを当て、作りました。ぺりっとはがすと、
マッキーで描いた絵が、はがしとったものに、写し取られているのですが、
実は、前実験で、マッキーに書いた絵が、写し取れないときがありました。
一言でクリアホルダーといっても、表面には、いろいろな加工がしてあるので、
その影響などがあるのだなと思ていました。
それで、クリアホルダー以外で何かないかなと思って、いろいろ探したのですが、
一番いいのは、アルミホイルでした。金属なので、マッキーが染みないのですよね。
でも、アルミホイルは、反射して、絵が描きにくかったので、
まあ、そこそこに使えるクリアファイルで当日は行いました。
そうすると、お友達の中には、絵がにじんだり、うまく写し取れないお友達もいて、
少し残念そうでした。
だから、そういうお友達には、できてから、マッキーで、できたものに
その上から、お絵かきしたらいいよ~。
と言いました。
それで、自分で言いながら、およ!?っと思ったわけですが。。。
だったら、最初に、レジン液を広げて作成したシートのみを作って、
それができてから、マッキーでお絵かきすればいいんじゃない!
と思ったわけです。
で、終わってからやってみました!
DSC_0933.JPG
当日やったより、絵もとってもクリア!
下記のように、うまくいきます。
DSC_0934.JPGDSC_0935.JPG
書いた絵がぺりっと写し取れる面白さはないですが、
細かく書くこともできるし、こちらの方がいいと思います。
簡単だからね!
それと、やってみたらわかるのですが、
レジンを塗って、UVライトに当てると、出来上がったときは、書いていたように、
化学変化で、温度が上がり、黒かったものが、白くなって出てきます。
その後、室温になれば黒くなるのですが。。。
そうなると、お絵かきができなくなる気がしますよね。
でも、最初に取り出して白いものは、きちんと冷凍庫などで覚まさない限りもし
すぐには、黒くなりません。
だから、お友達が絵を描くくらいは、全く問題なく、白いままです。
そういったことも、体験できるので、面白いなと思います。

ってことで、長々書きましたが、わからないことなどありましたら、
コメント入れてくださいね。

ここまでの試作のあれこれは、こちらをどうぞ
https://www.facebook.com/o.f.jikkenntai/photos/a.151792134941435.30092.120846574702658/1428261193961183/?type=3&theater
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