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<一発必中シリーズ書籍 第2弾>
正しい分散剤の選定・使用方法と、分散体の塗布性を上げる添加剤技術
〜粒子分散の安定化・コントロールと評価、事例もあり!〜
[コードNo.13STM011]
■体裁/ |
B5判並製本 167ページ |
■発行/ |
2013年7月25日 サイエンス&テクノロジー(株) |
■定価/ |
55,000円(税込価格) |
■ISBNコード/ |
978-4-86428-070-9 |
★一発必中シリーズでは、かゆいところに手が届く書籍を目指し、技術課題やノウハウに具体的に焦点を充てています。
◎現象の理解と分散不具合の解決にむけて、分散剤を中心に糸口を提示した書籍です。
著者
若原 章博 ビックケミー・ジャパン(株) 添加剤技術部 部長
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名古屋大学 大学院工学研究科 修士課程 修了後、大手塗料メーカーにて、自動車塗料の分野で顔料評価、上塗り・中塗りの設計およびライン展開に従事。その後、大手学習塾にて総務・営業スタッフを経て、1994年ビックケミー・ジャパン株式会社(BYK Japan KK)に入社。
BYK入社後は約20年間、塗料・インキ・カラーフィルター用添加剤の技術営業、ならびに製品開発をすすめる。粒子の分散安定化や、表面調整・消泡・レオロジーなどが専門である。
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趣旨
-----< 本書のポイント >-----
■固体粒子の分散安定化の要望は、分野を問わず多い。非常に多い。
裾野の広いテーマでもあり、技術者・研究者の共通の悩みどころでもありましょう。
どのような粒子を用いるか? どのような材料を他に加えるか? どのようなプロセスで加工するか? どのような環境下で用いるか?
⇒ 本書は、材料やプロセスの因子など“実際の場面に即した形”で、現象理解と問題解決への糸口が満載。
⇒ 図表も多く用い、また分散剤や表面調整剤などの化学構造を示し、その設計思想と特徴をも明らかに!
■本書は、分散安定化のみならず。
添加した配合物にどんな物性面・作業性面で影響を与えるか? 使用にあたってどのように添加剤を選ぶか?
その基準あるいは物差しとなるものはあるのか?
⇒ それには分散剤構造の理解が欠かせない。どう問題解決をはかるか?事例を挙げてアプローチも解説!
⇒ また、ほとんどオリジナルデータであり、他の引用はない。
■さらに、分散剤以外の添加剤技術、評価方法、新しい分散剤も記述。
なぜなら、スラリーやペースト・インキなど“塗布する段階での問題”も多いゆえ。
せっかく分散体を作っても、きちんと塗布できないと評価もできない。
その本来の性質も引き出すことができない。素材に十分濡れずはじいたり、泡が残ったりして不均一な塗布膜では、評価が定まらない。
⇒ きちんと塗れてはじめて評価に値し、工業的に意味がある。
⇒ 濡れ剤・消泡剤やレオロジーコントロール剤など、スラリー等の設計には不可欠の添加剤をも解説。
本書では、分散実験をする研究者・配合設計者、あるいは分散剤そのもの構造と役割の理解、選定の方法を模索されている方々を対象として記述している。したがって分散に関する理論を説明するのが趣旨ではない。現象の理解と分散不具合の解決にむけて、分散剤を中心に糸口を提示したい。また分散体本来の特性を引き出すために、塗布性を向上させる添加剤技術に関しても述べる。いくつかの事例を通じて、分散配合の考え方を深めることを狙いとする。
2013年 若原 章博
目次
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第1章 | 粒子分散安定化の必要なのはどんな分野か? |
1 | アプリケーションの変遷を眺めてみる |
2 | 分散がかかわっている現象は? |
2.1 | 粒子の沈降とパターン形成にも影響 |
2.2 | ツヤ・光沢・ヘイズへの影響は大きい |
2.3 | 粘度、貯蔵増粘もよくみられる不具合 |
2.4 | 色浮き・色分かれとして現れる |
2.5 | ベナードセルは表面張力と粒子の易動度の問題 |
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第2章 | 分散の基礎について整理しよう! |
1 | まず分散の過程をおさらい |
1.1 | 粒子を安定化するメカニズムをふたつ |
2 | どんな分散機を選ぶ? |
3 | 分散体は最終の使用環境まで見て完結する |
4 | 分散される粒子表面はどんな特性を持つ? |
5 | 溶媒とは無関係ではない |
6 | 分散剤を選ぶうえでの考え方は? |
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第3章 | 湿潤分散剤の構造について整理しよう! |
1 | 分散剤のほとんどはポリマー |
2 | 湿潤剤と分散剤という区分 |
3 | 分散剤の構造要素は吸着基と相溶性鎖である |
4 | 低分子量タイプにはどんなものがある? |
5 | 高分子量タイプの特徴は? |
6 | 極性で相溶性をコントロール |
7 | 分子量も分散安定に影響する |
8 | 脱凝集タイプとコントロール凝集タイプに分けられる |
9 | 微分散安定化には分子構造が制御された分散剤が最良 |
9.1 | ABブロックとその変性タイプはすでに主流 |
9.2 | ハイパーブランチタイプが次の可能性をひらく |
9.2.1 | ポリアミノ構造のハイパーブランチ |
9.2.2 | ポリウレタン構造のハイパーブランチ |
9.2.3 | ポリエステル構造のハイパーブランチ |
10 | 水系で分散したい! |
10.1 | 水の特性を理解しよう! |
10.2 | 水系分散剤の構造を整理してみよう! |
10.3 | 表面張力の低下と泡への注意 |
10.4 | 水系での膜形成への注意 |
10.5 | 乾燥・皮張りへの注意 |
11 | 分散剤の膜物性への影響 |
11.1 | 耐食性への影響 |
11.2 | 付着性・密着性への影響 |
11.3 | 耐水性への影響 |
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第4章 | 粒子特性に応じて分散剤を選ぶ;事例 |
1 | 無機顔料及びフィラーの分散は表面の酸性・塩基性が重要 |
2 | カーボン系粒子の分散にはアミンとπ電子 |
3 | チタン白とカーボンブラックの混合系 |
4 | 古くて新しいシリカ粒子の分散 |
5 | セラミック粒子の分散と充填率及び電池・電極での分散 |
6 | フレーク顔料を分散安定化しよう |
7 | 有機顔料の分散 |
8 | 顔料誘導体(シナジスト)とはなにか? |
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第5章 | 製造仕様に着目して分散剤を選ぶ |
1 | スラリー分散と分散樹脂配合、何に配慮する? |
2 | 共通ペーストで生産性向上 |
3 | ユニバーサルカララントで汎用性を高める |
4 | 顔料濃度が高くてペーストが乾いてしまうとき |
5 | 後添加で色分かれを改良できないか? |
6 | 配合決定の手順を考える |
6.1 | 着目点と懸念事項を推定する |
6.2 | 分散剤選定ではまず相溶性・吸着基に注意 |
6.3 | どのように分散性の一次評価を行うか? |
6.4 | 性能評価を忘れない |
6.5 | 分散時ではなくレットダウン時に添加することも |
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第6章 | 事例検討・分散配合 |
1 | フレーク顔料を分散し、沈降を防止するには?;メタリック塗装 |
2 | ろ過性もよくなる;インクジェットでの分散例 |
3 | 粉状でも分散に効果がある;粉体塗料での顔料分散 |
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第7章 | 関連技術で分散を確かなものに! |
1 | 粘性コントロール剤・粘性付与剤 |
1.1 | 粘性コントロールを概観する |
1.2 | 添加が容易な液状レオロジーコントロール剤 |
1.3 | ワックス系レオロジーコントロール剤も有効 |
2 | 泡・わきの防止 |
2.1 | 消泡のメカニズムを理解しよう! |
2.2 | シリコン系消泡剤は自由度が多い |
2.3 | アクリル系及びその他のポリマー系消泡剤 |
2.4 | どのように消泡剤を添加するか? |
2.5 | 水系スラリーでの消泡剤;実際はどのように選ぶ? |
2.6 | 水系分散体には全部でどんな種類の添加剤が必要? |
3 | 付着性・密着性もコーティングの重要課題 |
3.1 | 固体の表面張力をまず理解して! |
3.2 | 液と固体の相互作用にはどんなものがあるか? |
3.3 | 顔料分散技術を基にして付着性をあげる! |
4 | 下地への濡れ性をあげる |
4.1 | バリエーション豊富なポリシロキサン系 |
4.2 | 耐熱性は有機変性で異なる |
4.3 | 接触角を下げよう! |
5 | スリップ性とバランスを取る |
6 | 添加剤により表面張力を上げる |
7 | 保護テープのはがしやすさ |
8 | 付着防止や液をはじかせる |
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第8章 | ナノ粒子でどんなことができているか?の例 |
1 | ナノ粒子で耐スリキズ性を塗膜に付与できる! |
1.1 | ナノ粒子の均一分散がカギ |
1.2 | 樹脂系による違い・硬化方式による効果の違いは? |
2 | ではなぜナノ粒子で耐スリキズ性があがるのか? |
3 | ナノ粒子の種類・表面修飾を変えれば適性が調整できる |
4 | ナノ粒子により架橋点を増やしてスリキズ防止 |
5 | 使い勝手のよいカーボンナノチューブの分散液 |
6 | ナノ粒子で紫外線をカット |
7 | フィルムに混ぜるナノ粒子でUVカット |
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第9章 | 用語の説明 |
1 | レオロジー・粘性のことばを理解しよう! |
2 | TI値はチキソトロピックの指標かしら? |
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第10章 | どんな評価方法があるか? |
1 | 塗膜の表面張力を測定するときには接触角の変化に注意が必要 |
2 | 動的表面張力を測定しよう |
3 | 静的表面張力で得られる情報 |
4 | 静的表面張力測定には撹拌に注意! |
5 | 光沢値・ヘイズ・DOIの測定 |
5.1 | DOI |
6 | 簡単な測定で現象の理解を! |
6.1 | 色の動き |
6.2 | 静電気的反発の測定 |
7 | 分散剤の大きさは?分散体の保護層の厚さはどのくらい? |
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