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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