泡 消泡脱泡 書籍
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★品質に重大な欠陥を及ぼす”泡トラブル”をどうやって解決するのか?
★どんな装置を使うのか?どの消泡剤を、どれだけの量で、どのタイミングで添加をするのか?

生産現場でよく見られるトラブルを解決!

泡コントロール消泡・脱泡事例集

An example collection of Foam control and Defoaming, Antifoaming

■発刊 2007年11月30日   ■体裁:B5判 上製本 260頁     ■定価 80,000(税抜)

※上製本が絶版につき、オンデマンド版30,000円(税抜)

■ 本書のポイント

 産業界の泡トラブルを課題にした書籍の中で、本書は泡の基礎物性、消泡剤選択、現場の事例といったユーザ ー視点に立った斬新な切り口で構成されている。さらに、従来から処方されている有機系や無機系の泡コントロール剤に加え、種々の物理的あるいは機械的操作による強制的な消泡技術の紹介にも力がいれられている。微量とはいえ消泡剤が含まれることをきらう製品群においては、こうした機械的コントロールが非常に有効となる。 

構成は、
@起泡と消泡の各種テクニックの基礎(第1〜4章)
A消泡剤の便覧(第5章)
B産業界での泡トラブルと解決事例(第6章) に大別されている。

@については、泡沫の安定性の基礎と評価法が詳述された後、これを基盤とした様々な物理的および化学的な破泡手法が紹介されている。加えて、電場や磁場によるユニークな泡制御技術も概説され、機械工学との融合が進んでいる泡技術の進化の方向を感じざるを得ない。近年、その実態と応用が明らかにされてきつつある「マイクロバブル」や実用的に重要な「泡のレオロジー」が盛り込まれていることはありがたい。

Aについては、歴史のあるシリコーン系、アルコール系、ポリエーテル系の素材が網羅的に紹介されている。困ったときに、ふと専門技術者の書いた一文がソリューションを産出する母体ともなろう。

Bについては、18分野の技術者による事例紹介がなされていることは非常に参考となる。従来から泡トラブルが頻発する食品、化粧品、塗料、繊維および培養系には第―線で活躍されている技術者からの寄稿を集められているため、古いイメージが刷新されている。さらに、樹脂成型、光学材料、研磨、半導体製造工程における泡トラブル解決の紹介もあり、日本の製造業を支える電気・電子産業や種々のデバイス製造に従事される技術者にも参考となる。

泡におけるレオロジーと界面化学のエッセンスが織り交ぜられており、企業研究の場における泡理解への必読書、実験室の手元に置く問題解決書、また学問における多くの研究ネタにヒントも与えてくれる一冊といえよう。

ライオン(株) 田村隆光 先生

■ 執筆者(敬称略)
滋賀県立大
滋賀県立大
慶應義塾大学
英弘精機(株)
(株)島津製作所
三重大学
新潟工科大学
新潟大学
新潟大学
新潟大学
(株)イーアールシー
東レ・ダウコーニング(株)
物質・材料研究機構
旭化成ワッカーシリコーン(株)
日華化学(株)
日華化学(株)
日油(株)
岩手大学
みづほ工業(株)
南川 久人
山田 哲史
柘植 秀樹
新井 武彦
丸山 充
川口 正美
竹園 恵
大川 輝
山際 和明
吉田 雅典
福永 徳人
三浦 太裕
若山 信子
武田 出
阪井 康孝
友田 裕一
嶋田 昌彦
三浦 靖
小林 和彦
新日本石油(株)
スペクトリス(株)
元東京インキ(株)
ビックケミー・ジャパン(株)
(株)ノリタケエンジニアリング
(株)協真エンジニアリング
東洋機械金属(株)
松本技術士事務所
東京大学
(株)日立製作所
東京工業大学
ニューガラスフォーラム
京都市産業技術研究所
京都市産業技術研究所
(独)産業技術総合研究所
長岡技術科学大学
日清紡績(株)
(株)ブリヂストン
黒澤 修
廣納 和巳
高尾 道生
若原 章博
小栗 貴裕
小林 太
井上 玲
松本 宏一
盧 毅申
小池 崇文
渡辺 隆行
伊勢田 徹
稲田 博文
佐藤 昌利
佐野 三郎
河合 晃
河田 直彦
山田 力
■ 目  次  
第1章 あわをつくるテクニックとその評価

第1節 マイクロサイズの作成
 1.気液物性と気泡形状
 2.マイクロバブル生成装置
 3.それぞれの気泡生成方法とその気泡群特性

第2節 泡の安定化手法

第3節 泡の安定性の評価
 (1)泡沫の安定性の測定法
 (2)界面活性剤水溶液の安定性

第4節 泡のレオロジー測定
 1.測定装置
  1-1テクスチャーアナライザー
  1-2 B型粘度計、プレート型粘度計
  1-3 レオメーター
 2. 感覚とレオロジー
 3.泡の測定例
  3-1動的粘弾性 ひずみ依存測定
  3-2 動的粘弾性 時間依存測定

第5節 泡径の分布測定と評価
 1.測定原理および装置構成
 2. 測定例
  2.1 分散剤の効果
  2.2 気泡発生法への依存性
  2.3 気泡濃度(ボイド率)算出の可能性
  2.4 気泡径分布の粒子量の基準(次元)について
 3.測定上の留意点
  3.1 測定経路に関する留意点
  3.2 測定濃度に関する留意点
 4.今後の展望

第6節 気泡の液中内挙動の測定
 1.はじめに
 2.水中を上昇する気泡
 3.アルコール水溶液中を上昇する気泡


第2章 物理的(機械)消泡テクニック

第1節 破泡手法
 1.温度変化の活用
 2.圧力変化の活用
 3.音波と空気ジェット照射
 4.液体ジェット照射
 5.遠心力破泡と分離
 6.インペラー衝撃

第2節 溶存気体の脱気
 1.泡の発生と脱気効果
  1.1 泡の発生
  1.2 溶存空気と発泡
 2.各種の脱気法
  2.1 連続処理とバッチ処理
  2.2 各種脱気法の比較
   2.2.1 加熱法
   2.2.2 キャビテーション法
   2.2.3 直接真空吸引法
 3.膜による脱気
  3.1 膜分離と脱気
  3.2 多孔質膜と非多孔質膜
  3.2 気体の膜通過
  3.3 気液分離膜構造と脱気効率
  3.4 膜型脱気装置
 4.発泡抑制としての脱気の最適化

第3章 化学的消泡テクニック

[1]抑泡手法
 1.抑泡剤の活用
  1.1 複数の抑泡剤の併用
  1.2 シリコーン系レベリング剤併用による塗膜欠陥の改良
  1.3 使い方の工夫による抑泡効果の改良
   1.3.1 消泡剤の分散粒子径と消泡性能
   1.3.2 消泡剤濃度と消泡性能
 2.低起泡性界面活性剤の活用
  2.1 界面活性剤構造と発泡性
  2.2 低気泡性界面活性剤の活用
[2]破泡手法
 1.破泡剤の活用

第4章 電場・磁場などを活用した脱泡テクニック

1.マランゴニ対流を利用した気泡制御(沸騰熱伝達の制御)
 1.1 マランゴニ対流とは?
 1.2 マランゴニ対流を利用した沸騰熱伝達の効率向上
 1.3 高級アルコール水溶液のマランゴニ対流
 1.4 自己浸濡性型液体のヒートパイプの作動媒体としての応用
2.翼を利用した省エネ型の微小気泡の生成と制御
 2.1 ケルビン−ヘルムホルツ不安定性を利用した微小気泡の生成
 2.2 翼を利用した気泡の制御
3.電場を利用した気泡制御
 3.1 勾配電界中の物体に作用する力
 3.2 微小重力下の気泡の輸送実験
4.磁場を利用した気泡輸送
 4.1 磁気力および磁気浮力について
 4.2 磁気浮力を利用した気泡の輸送実験
  (1) 通常重力下の実験
  (2) 微小重力環境下の実験

第5章 消泡剤便覧(種類/選定/活用法)

第1節 シリコーン系消泡剤
1.シリコーンとは
2.シリコーン消泡剤の特徴
3.シリコーン消泡剤の種類
 3.1 オイル型
 3.2 コンパウンド型
 3.3 溶液型
 3.4 エマルジョン型
 3.5 自己乳化型
 3.6 粉末型
4.シリコーン消泡剤の用途
 4.1 洗剤
 4.2 塗料、インキ
 4.3 エマルジョン、ラテックス
 4.4 食品、醗酵
 4.5 繊維
 4.6 石油化学・石油精製
 4.7 紙・パルプ
 4.8 廃水
5.シリコーン消泡剤の評価方法
 5.1 シリコーン消泡剤の評価方法
  5.1.1 固形分
  5.1.2 pH
  5.1.3 消泡効果
  5.1.4 粒子径
6.シリコーン消泡剤によくおこる問題点
 6.1 希釈安定性
 6.2 高温安定性
 6.3 腐敗
 6.4 PRTR法

第2節 アルコール系
1.はじめに
2.発泡と消泡
 2.1 泡を生成する界面活性剤
 2.2 消泡
  2.2.1 消泡剤による破泡作用 
  2.2.2 消泡剤による抑泡作用
3.消泡剤の種類と特性
 3.1アルコール系消泡剤の構造による分類
 3.2アルコール消泡剤の製品形態からの分類
 3.3エマルジョン型アルコール系消泡剤
 3.4自己乳化型アルコール系消泡剤
4.消泡剤の適用方法
 4.1排水用消泡剤としての使用例
 4.2抄紙用としての使用例
 4.3コンクリート用としての使用例
 4.4レジスト用消泡剤としての使用例
 4.5塗料工業用としての使用例

第3節 ポリエーテル系
1.ポリエーテル系消泡剤の特徴
2.発酵工業におけるポリエーテル系消泡剤の応用
 2.1 発酵工業と泡
 2.2 ポリエーテル系消泡剤が発酵工業に応用される理由
 2.3 代表的な発酵工業と消泡剤
  2.3.1 パン酵母
  2.3.2 グルタミン酸ナトリウム
  2.3.3 リジン発酵
  2.3.4 核酸
  2.3.5 ペニシリン発酵
  2.3.6 セルラーゼ


第6章 各種製品や製造工程における消泡・脱泡事例集

第1節 食品製造工程
1.物理的な消泡・脱泡
 1.1 抑泡
 1.2 破泡
2.化学的な消泡・脱泡
 2.1 抑泡
 2.2 破泡


第2節 化粧品の乳化工程における脱泡
      〜真空乳化装置を使用した場合の事例〜
1.真空乳化装置とは
 1.1 ホモミキサーについて
 1.2 真空(減圧)装置について
2.化粧品の脱泡
 2.1 化粧品における脱泡の目的
 2.2 化粧品製造における脱泡の事例
3.その他の脱泡例
 3.1 吸引工程上での脱泡
 3.2 撹拌羽根の形状による発泡抑制


第3節 培養操作
1.泡の発生
2.泡による障害
3.泡の制御方法
4.消泡剤を用いる場合の問題点
5.機械的消泡装置の利用


第4節 潤滑油


第5節 製紙製造
1.製紙プロセスにおける“ 泡 ”によってもたらさせる諸問題
2.製紙原料懸濁液中の気泡・溶存ガスの測定
3.パルプ懸濁液中の脱気方法


第6節 インキ(泡コントロール)
1.泡の発生
2.マクロフォームとミクロフォーム
3.消泡剤・脱泡剤に必要な性質
4.水性インキ用とUVインキ用消泡剤・脱泡剤
5.消泡剤・脱泡剤の組成物としての最適化
 5.1 消泡剤の最適化
 5.2 脱泡剤の最適化
6.消泡・脱泡のメカニズム
 6.1 消泡のメカニズム
 6.2 脱泡のメカニズム
7.消泡剤・脱泡剤の性能に影響を与える因子
8.アセチレングリコールの抑泡作用
9.シロキサンベースの多官能添加剤
10.生産技術面での抑泡対策


第7節 塗料・コーティング分野における泡の問題   
1.泡の安定化機構
2.消泡剤の設計
3.シリコン系消泡剤の組成
4.水系用シリコン系消泡剤
5.溶剤系用シリコン系消泡剤
6.添加方法


第8節 精密塗布・ポリマー原料製造工程
1.回転ディスク式連続脱泡・脱気システム
 1.1 基本構成
 1.2 脱泡・脱気の原理
 1.3 回転ディスクの種類
 1.4 回転ディスク式連続脱泡・脱気システムの特長
2.精密塗布・コーティング操作
 2.1 水系エマルジョン粘着剤塗布工程での使用例
 2.2 シールラベル用インク塗布工程での使用例
 2.3 チョコレート塗布工程での使用例
3.ポリマー原料製造工程
 3.1 ポリエステル樹脂成形材料の製造工程での使用例
 3.2 ウレタン樹脂塗工工程での使用例


第9節 フィルム接着工程


第10節 粘着剤中の気泡除去


第11節 〔樹脂成形〕(プラスチック)
1.樹脂乾燥から成形機への供給工程
 1.1 樹脂乾燥工程
 1.2 樹脂供給工程
2.成形機での樹脂溶融可塑化工程
 2.1 可塑化工程
 2.2 可塑化工程で発生する泡が及ぼす成形不良
3.金型への射出充填から冷却工程
 3.1 射出充填工程
 3.2 冷却工程


第12節 フィルム成形
1.カレンダー法フィルム製造工程における消泡と脱泡
2.押出法フィルム製造工程における消泡と脱泡


第13節 研磨工程での泡立ち抑制 〜複合粒子研磨法関連の泡立ち抑制〜
1.複合粒子研磨法の泡立ち問題
 1.1 複合粒子研磨法とは
 1.2 泡立ち問題
2.泡立ちの原因と泡立ち対策の選定
3.ポリマ微粒子に施した泡立ち抑制策
4.消泡剤による抑泡効果


第14節 レンズアレイ製造
1.印刷方式レンズアレイ
2.スクリーン印刷方式
3.印刷方式のレンズアレイにおける泡の取り扱いについて


第15節 ガラス製造
1.ガラスの組成と性質
2. ガラス化反応
3.清澄
4.高温場を用いたインフライト溶融による新しいガラス製造
 4.1 インフライト溶融によるガラス製造の特徴
 4.2 熱プラズマの特徴


第16節 グリーンシート作製工程
1.グリーンシートの用途および成形方法
2.グリーンシートの物性に影響を与える因子
3.スラリーの脱泡処理
4.水系アルミナスラリーを用いたシート成形事例


第17節 レジストパターン上の気泡除去
1.レジストパターン上での気泡の捕獲と脱離
2.レジストパターン内の気泡移動
3.原子間力顕微鏡(AFM)によるナノ気泡観察
4.レジスト上のナノ気泡の剥離力測定


第18節 繊維分野での泡トラブル
1.泡トラブルとその原因
 1.1 発泡のメカニズム
 1.2 発泡の問題点
2.泡トラブルの評価
 2.1 泡が発生しやすい工程
3.発泡を防ぐための作業上の注意点
4.抑泡・消泡・脱泡技術
 4.1 抑泡
 4.2 消泡・脱泡剤
  4.2.1 シリコーン系消泡剤
  4.2.2 消泡・脱泡剤の選択
  4.2.3 消泡・脱泡剤の評価方法
5.消泡剤の使用上の注意
6.消泡装置の使用上の注意


第19節 ゴム架橋物での泡トラブルと消泡
1.ゴム混練工程における泡トラブルの現状
2.泡トラブル低減のための装置選定について
3.ゴム架橋物の脱泡事例および物性について

 

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