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BYK 層状無機添加剤 - BYK Additives & Instruments

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BYK 層状無機添加剤
(Clay Based Additives)
2015年2月
ビックケミー・ジャパン株式会社
粘性調整剤
特性
i. 粘度の調整
ii. フィラーや顔料の
沈降防止
iii. タレ性の調整
iv. 塗装作業性の調整
v. その他
Page 2
粘性調整剤
溶剤系用
水系用
タレ止め,増粘剤
タレ止め,増粘剤
有機系 ・ウレア、ウレタン変性ポリマー
・ひまし油ワックス
・ポリエチレンワックス
・ポリアマイドワックス
・ポリマー粒子(NAD)
・ウレア、ウレタン変性ポリマー
・HEC,MCなどのセルロース系
・ポリカルボン酸系
・ウレタン会合型
・ポリマー粒子(エマルション)
無機系 ・層状ケイ酸塩
・シリカ
・層状ケイ酸塩
・シリカ、カオリン
Page 3
層状無機添加剤
製品群と適用分野
製品名
システム
溶剤系 水系
成分
特徴
適応分野
製紙、自動車、
ホームケア用途など
LAPONITE®
○
合成ヘクトライト
ナノサイズ、ヘイズへの
影響が少ない、水系での
粘性発現効果が高い
OPTIGEL®
BENTOLITE®
○
変性ベントナイト
用途に適したグレードを
提供
塗料、コーティング剤、粘接着
剤、シーラント、インキ等
OPTIBENT®
○
変性ベントナイト
用途に適したグレードを
提供
建設用途等
溶剤系での粘性発現
効果が高い
塗料、コーティング剤、粘接着
剤、シーラント、インキ等
GARAMITE®
○
鉱物及び有機変性
ベントナイトの
混合系
TIXOGEL®
CLAYTONE®
○
有機変性
ベントナイト
用途に適したグレードを
提供
塗料、コーティング剤、粘接着
剤、シーラント、インキ等
○
有機変性
ベントナイト
ナノサイズ、ヘイズへの
影響が少なく、プラスチッ
ク素材への使用に最適
プラスチック等
CLOISITE®
Page 4
2. 層状無機添加剤
製品群と適用分野
製品名
システム
溶剤系 水系
成分
特徴
適応分野
TIXOGEL®
CLAYTONE®
○
有機変性
ベントナイト
用途に適したグレード
を提供
塗料、コーティング剤、粘接着
剤、シーラント、インキ等
GARAMITE®
○
鉱物及び有機変性
ベントナイト混合系
溶剤系での粘性発現
効果が高い
塗料、コーティング剤、粘接着
剤、シーラント、インキ等
○
有機変性
ベントナイト
ナノサイズ、ヘイズへの
影響少なく、プラスチッ
ク素材への使用に最適
プラスチック等
製紙、自動車、
ホームケア用途など
CLOISITE®
LAPONITE®
○
合成ヘクトライト
ナノサイズ、ヘイズへの
影響少ない、水系での
粘性発現効果高い
OPTIGEL®
BENTOLITE®
○
変性ベントナイト
用途に適したグレード
を提供
塗料、コーティング剤、粘接着
剤、シーラント、インキ等
OPTIBENT®
○
変性ベントナイト
用途に適したグレード
を提供
建設用途等
Page 5
層状無機添加剤のその他機能
・帯電防止
・バリヤー性付与
・強度アップ(補強材)
・触媒作用
など
Catalyst
A+B
Page 6
→
AB
層状無機添加剤
Ⅰ.溶剤系
有機変性タイプ
Description
TIXOGEL®
Organoclay
CLAYTONE®
Mixed Mineral Thixotrope
GARAMITE®
Castor derivates
II. 水
系
親水タイプ
LAPONITE®
Synthetic Layered Silicate
OPTIGEL®
Natural & modified Bentonite
OPTIBENT®
Nonionic Associative Thickener
天然 & 変性 ベントナイト Natural & modified Bentonite
Page 7
層状無機添加剤
有機変性とは?
例えば
-
- - -
CH3
+
Page 8
- - -
例えばベントナイト
水溶性
N
N
N+
N
CH3
例えば
-
中極性に変性
低極性に変性
N
有機変性物
中極性溶剤中に溶解
CH3
+
N
N
N+
CH3
カチオン系変性剤
水溶性
N
N
有機変性物
低極性溶剤中に溶解
層状無機添加剤
有機変性タイプ
溶 剤 / レジン への混合
凝集したプレート板 -
それらを完全に機能させるた
めには分離しなければならな
い。
膨潤
分散
高剪断分散が必要です。
例えば、Cowles disk。
Page 9
層状無機添加剤
有機変性タイプ
ゲル化のメカニズム
プレート板の正電荷のエッ
ジは、カチオン界面活性剤
でコーティングされず、親
水基が残る。
エッジは、溶剤分散の中で
水素結合を形成する。
= OH.....HO....HO非コート部のエッジ間で水素結合による“カードハウス”を形成
•
Page 10
活性剤、例えば BYK-R 605 によって高められます
層状無機添加剤
有機変性タイプ
レオロジー
チクソトロピー
Viscosity
チキソトロピー:
カードハウスの再構築に
は数秒から数分を必要と
する。
粘
度
0.1
1
10
100
1,000
Shear Rate 剪 断 速 度
カードハウス
・ 可逆的剪断により破壊
・ 可逆的静止により再構築
Page 11
10,000
層状無機添加剤
有機変性タイプ
用 途
無添加
添加
タレ防止
層分離
抑制
沈降防止
Page 12
貯蔵安定
層状無機添加剤
GARAMITE®
何が違うのか?
有機ベントナイト
板、層 状
等間隔
モンモリロナイト
GARAMITE®
セピオライト
中空の棒
鎖状の構造
混合された鉱物
板、層 状
引き延ばされた形状
サポナイト or ヘクトライト
Page 13
2. 層状無機添加剤
GARAMITE®
何が違うのか?
標準的な有機変性
ベントナイト
GARAMITE®
•
•
•
•
Page 14
複数の鉱物からなる有機変性物
分散が容易
強いチキソトロピック効果
特許化 !
2. 層状無機添加剤
GARAMITE®
利 点
良い点
Fumed
Silica
Page 15
Garamite®
•
•
•
•
•
高嵩比重、低ダスト
混合が容易
分散が容易
高いチキソ性効果
溶剤 / モノマーで 15~20% の流動
性プリゲル
2. 層状無機添加剤
まとめ : 極性域による選択
低極性
脂肪族化合物
エステル、ケトン と アルコール
芳香族炭化水素
ALIPHATIC
MINERAL OIL
O.M.S.
NAPTHA
ISOPARAFIN
SHELLSOL D
EXXSOL D
高極性
低
PARAFFIN
WHITE SPIRITS
MINERAL SPIRITS
高
高分子量
TOLUENE
XYLENE
STYRENE
AROMATIC NAPTHA
ETHYLENE ACETATE
PROPYLENE ACETATE
GLYCOL ETHERS
ETHYLENE
GLYCEROL
PROP. CARBONATE
ETHANOL
ACETONE
BUTANOL
MIBK/MEK
標準グレード
TIXOGEL® VP / MP / MPI, CLAYTONE® 40
活性剤が必要
低分子量.
CLAYTONE® HT
TIXOGEL® VZ / MPZ
自己活性グレード
活性剤不要ま
たは少量の活
性剤添加
TIXOGEL® MP 250, CLAYTONE® APA
TIXOGEL® MP100, CLAYTON® AF / HY
混合グレード
GARAMITE® 7303
Page 16
GARAMITE® 1958
GARAMITE® 7305
層状無機添加剤
有機変性タイプ使用例
Page 17
層状無機添加剤
LAPONITE®, OPTIGEL®
水系の増粘メカニズム
ゲ ル の形 成
プレート板の正電荷エッジと
他のプレート板の負電荷表面
との間のイオン性相互作用発
現。
水中で分散
高い効果を得るには良い分
散が必要。
Cowles羽根の分散機の使
用をお勧めします。
カードハウス
Page 18
層状無機添加剤
LAPONITE®, OPTIGEL®
水系のレオロジー
粘
度
Viscosity
チキソトロピー:
カードハウスの再構築に
は数秒から数分が必要。
チクソトロピー
0.1
1
10
100
Shear Rate
カードハウス
・ 可逆的 剪断による崩壊
・ 可逆的静置による再構築
Page 19
1,000
剪断速度
10,000
層状無機添加剤
LAPONITE®, OPTIGEL®
天然
ベントナイト(着色)
OPTIGEL®
ベントナイト
板、層 状
天然
ヘクトライト
(ピンク)
500nm
LAPONITE®
合成ヘクトライト
Page 20
板、層 状
ナノサイズ(25nm)
ほとんど着色なし !
4. 層状無機添加剤
LAPONITE®, OPTIGEL®
効果
• 沈降防止
• たれ防止
• 粘性付与
• 帯電防止
未添加
OPTIGEL® WX
Page 21
層状無機添加剤
LAPONITE®
ゾルタイプ/ゲルタイプ(ペーストの場合)
カードハウス
ゲ ル の形 成
水中で分散
ゾル の形 成
水中で分散
マイナス電化を持つ
水溶性の安定化剤
Page 22
カードハウス構造弱まる
層状無機添加剤
LAPONITE®
主な用途
• 自動車ベースコート
• マルチカラーペイント
• クリナー
• 化粧品
Page 23
層状無機添加剤
溶剤・無溶剤系向け製品一覧
製品名
TIXOGEL®
CLAYTONE®
GARAMITE®
Page 24
特徴
適用極性域
アクチベーターの有無
VP
標準グレード
低極性
必要
MP
標準グレード
低極性
必要
MPI
標準グレード
低極性
必要
VZ
標準グレード
中~高極性
必要
MPZ
標準グレード
中~高極性
必要
MP100
自己活性グレード
低~中極性
不要
MP250
自己活性グレード
中~高極性
不要
40
標準グレード
低極性
必要
HT
標準グレード
低~中極性
必要
APA
自己活性グレード
中~高極性
不要
AF
自己活性グレード
低~中極性
不要
HY
自己活性グレード
低~中極性
不要
7303
混合グレード
低極性
不要(より分散容易)
1958
混合グレード
低~高極性
不要(より分散容易)
7305
混合グレード
高極性
不要(より分散容易)
層状無機添加剤
水系向け製品一覧
製品名
LAPONITE®
特徴
備考
RD
標準グレード
ペーストはゲル状3%推奨
EP
広pH域での使用に適
ペーストはゲル状3%推奨
RDのゾルグレード
ペーストはゾル状10%推奨
JS
高いゾル安定性
ペーストはゾル状15%推奨
S482
高いゾル安定性
ペーストはゾル状25%推奨
RDS
CK
CMO
組成
合成ヘクトライト
Na置換型ベントナイト
W724
OPTIGEL®
厚膜システムに最適
高疑塑性、低チクソ性
pH6-11の使用に優れる
優れた増粘性、チクソ性
pH5-11の使用に優れる
WX
高降伏値
pH 2-12で使用可
温度安定性優れる
LX
最も効果的
高保水性
ベントナイトと
他成分の混合
レベリング性、粘性付与
中程度粘性付与
レベリング性、粘性付与
粘性付与効果大
疎水化変性ベントナイト
防水性向上
防水用途に適
MF
987
NT10
Page 25
コストパフォーマンス
Wシリーズ標準グレード
WA
WM
OPTIBENT®
Cシリーズ標準グレード
Na置換型ベントナイト
と特殊ポリマーの混合
層状無機添加剤
まとめ
BYKの層状無機添加剤
合成タイプ
有機変性タイプ
他成分混合タイプ
Page 26
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