顔料 分散 書籍
 

No.1511

 
 
 

★“ナノ顔料”の分散コントロールのコツとポイントとは?
★微細化による分散剤量の増化、不安定化、粘度上昇の解決策がわかる!

最新 顔料分散 ノウハウ集

−微細化、表面処理、分散剤の選定・配合、分散機の最適化、分散状態・色彩の評価−

The latest / pigments dispersion know-how collection

■発 刊 2008年12月26日    ■体 裁 B5判 397頁(上製本)   ■定 価 80,000円(税抜)

※書籍絶版 オンデマンド版 30,000円(税抜)   (上製本ではありません)

■ 本書のポイント
本書では以下のような現場での「疑問」「悩み」を解決する“ヒント”がわかります!!

1.顔料の微細化、表面処理

Q:顔料による発色のメカニズムとは?
Q:水系と有機溶媒系の違いとは?
Q:顔料表面の性質は分散にどう影響するのか?
Q:顔料粒子間にはどのような力が働くのか?どうやって制御するのか?
Q:顔料のサイズが変わると色も変わる?
Q:顔料の最適な粒径とは?
Q:100nm以下の顔料微粒子を作製する新しい技術とは?
Q:チクソ性のコントロールと評価手法とは?
Q:光輝性顔料の配向性改善手法とは?
Q:分散安定性と濃度、pH依存性の関係とは?


2.分散剤、添加剤の使い方

Q:分散剤の最適な選定手法とは?
Q:分散剤の最適添加量の決め方とは?
Q:残った分散剤の悪影響はあるのか?
Q:安定化のための分散剤の使い方とは?
Q:無機顔料に効果的な分散剤とは?有機顔料に効果的な分散剤とは?
Q:ハイソリッドでの分散剤の使い方とは?
Q:高分子分散剤の設計のポイントとは?
Q:分散剤を減らして安定性をよくするには?
Q:色分かれ・色浮きの制御手法とは?


3.機械的な粉砕、分散、分級

Q:分散後の処理は?
Q:ロールミル、ビーズミル、ボールミルなどの分散機の比較
Q:微分散と安定性を達成するための分散機の最適運転条件の見つけ方
Q:磁性体の分散後の保持について
Q:顔料の微粒化手法とは?
Q:微細化による分散性の問題とは?
Q:ビーズミルのビーズの交換頻度は?
Q:ナノ分散に使用するビーズは小さければ小さいほど良いのか?
Q:再凝集の解決策とは?
Q:ビーズの種類、粒径の影響は?
Q:低粘度での沈降制御技術とは?
Q:顔料の分散安定化不良により引き起こされる不具合とは?
Q:過分散を抑えるための注意点とは?
Q:湿式と乾式を使い分けるには?
Q:有機顔料の微分散とそのポイント
Q:ナノ顔料の分散とそのポイント
Q:顔料の沈降防止手法とは?
Q:循環流動式分散機の分散滞留時間とパス回数の最適化

■ 執筆者

大阪大学
御国色素(株)
トッパン・フォームズ(株)
東海カーボン(株)
大日本印刷(株)
日本ペイント(株)
モメンティブ・パフォーマンス・
    マテリアルズ・ジャパン合同会社
ビックケミー・ジャパン(株)
産業技術総合研究所
吉田機械興業(株)
ビューラー(株)
山形大学
広島大学
DIC(株)
大日精化工業(株)
堺化学工業(株)

朝日  剛
和木  稔
日暮  久乃
桐野  智明
日口  洋一
郷司  春憲

今井  高史
若原  章博
堀田  裕司
小林  芳則
前田  真志
長谷川 政裕
吉田  英人
野口  典久
松崎  悟
小野  啓治

津布子技研
(株)リコー
(株)リコー
Collins Ink Corporation
大日精化工業(株)
(株)資生堂
武田コロイドテクノ・コンサルティング(株)
東亞合成(株)
名古屋市工業研究所
日機装(株)
大塚電子(株)
(株)オフィス・カラーサイエンス
御国色素(株)
チバ・ジャパン(株)
寿工業(株)
住化カラー(株)

津布子 一男
橋本  準一郎
浅見  剛
鈴木  健司
坂本  茂
福井  寛
武田  真一
木全  良典
飯田  浩史
佐藤  浩二
筒井  和典
大住  雅之
門脇  徹治
本馬  克憲
院去  貢
小窪  信行

■ 目次


第1章 顔料の微細化における作製手法と利点・欠点

第1節 有機ナノ顔料の作製手法と分光特性のサイズ効果
 1.有機ナノ粒子の作製手法
  1.1 再沈殿法
  1.2 液中レーザーアブレーション法
 2.光学特性のサイズ依存性
  2.1 顔料の色
   2.1.1 吸収
   2.1.2 吸収、散乱、消失スペクトル
  2.2 ナノ粒子の吸収・散乱とサイズ
   2.2.1 ミー理論
   2.2.2 吸収、散乱強度のサイズ依存性
   2.2.3 フタロシアニンの吸収スペクトルのサイズ依存性
  2.3 有機ナノ結晶の吸収スペクトルにおけるサイズ効果


第2節 顔料の微細化における利点と欠点とその対処法
 1.顔料の分散と物性
  1.1 顔料分散とは
  1.2 粒子径と顔料物性
  1.3 顔料の分散過程
  1.4 顔料分散と安定化
   1.4.1 DLVO理論
   1.4.2 立体障害効果
   1.4.3 酸・塩基相互作用
 2.一般的な顔料微細化法
  2.1 顔料微細化技術
  2.2 合成工程における微粒子化
  2.3 顔料化工程における微粒子化
   2.3.1 硫酸法
   2.3.2 ソルトミリング法
  2.4 分散工程における微粒子化
 3.微細化における利点・欠点
  3.1 利点と欠点について
  3.2 欠点克服に向けた対処法
   3.2.1 分散液の粘度上昇に対して
   3.2.2 顔料物性の低下に対して

第2章 顔料の表面処理による分散安定化のポイント

第1節 マイクロカプセルインキの製法と流動特性
 1.マイクロカプセルインキの製造方法
  1.1 マイクロカプセル化工程
  1.2 インキ化工程
 2.マイクロカプセルインキの流動特性
  2.1 レオロジーの測定
  2.2 CB-MCインキの定常流粘性挙動
   2.2.1 マイクロカプセル濃度の影響
   2.2.2 マイクロカプセル粒径の影響
  2.3 CB-MCインキの動的粘弾性挙動
   2.3.1 標準品の動的粘弾性挙動
   2.3.2 マイクロカプセル粒径の影響
   2.3.3 動的粘弾性のひずみ依存性
   2.3.4 応力成長測定
  2.4 まとめ
 3.マイクロカプセルインキの用途
  3.1 複写フォームへの応用


第2節 顔料の酸化処理、ジアゾニウム、グラフト処理による表面処理
       〜カーボンブラックを中心に〜
 1.CB
  1.1 CBとは
  1.2 CB分類
  1.3 CBの基本特性
   1.3.1 CB一次粒子の微細構造
   1.3.2 一次粒径
   1.3.3 比表面積
   1.3.4 凝集構造(ストラクチャー)
   1.3.5 化学的性質
 2.顔料の分散
  2.1 分散技術
  2.2 分散剤を用いた分散
  2.3 表面処理による分散
   2.3.1 酸化処理
   2.3.2 有機化処理
   2.3.3 自己分散型CB
   2.3.4 グラフト処理
   2.3.5 非極性溶媒への顔料分散


第3節 デンドリマーによる顔料表面処理への応用
 1.デンドリマーの特徴と合成
 2.デンドリマーの技術動向と応用分野
  2.1 デンドリマーの技術動向
  2.2 デンドリマーの応用分野
 3.デンドリマーによる微粒子への表面処理応用
 4.顔料表面処理への応用展開

第3章 目的に応じた分散剤の選定・配合と分散剤によるトラブル対策

第1節 分散剤の種類・機能・最適選定と特性評価
 1.顔料分散剤の種類
 2.高分子顔料分散剤の構造と機能
  2.1 非水系での顔料分散剤
  2.2 水系での顔料分散剤
 3.顔料分散剤の使い方と選定
  3.1 分散剤の使用量と配合設計
  3.2 分散剤の選定と特性評価


第2節 塗料・コーティング材におけるシランカップリング剤の効果と使用法
 1.シランカップリング剤の構造
 2.シランカップリング剤の機能
 3.シランカップリング剤の作用機構
 4.シランカップリング剤の用途
 5.シランカップリング剤の使用法
  5.1 無機物に対する相対的なシランカップリング剤の有効性
  5.2 有機ポリマーに応じたシランカップリング剤の選択
  5.3 シランカップリング剤の使用方法
   5.3.1 複合材料系へ直接添加・配合
   5.3.2 無機粉体表面の前処理
   5.3.3 塗布・プライマーとしての使用
  5.4 無機粉体表面の処理におけるシランカップリング剤の使用量
  5.5 シランカップリング剤水溶液の調製法


第3節 分散系のトラブルと分散剤による対応
 1.分散安定化の重要性
  1.1 顔料の表面
  1.2 分散剤の顔料吸着基
  1.3 安定化機構
  1.4 新しい構造の湿潤分散剤
   1.4.1 第一世代 ;低分子タイプ
   1.4.2 第二世代 ;高分子量タイプ
   1.4.3 第三世代 ;コントロール重合
 2.事例
  2.1 色浮き・色別れ
  2.2 粘度・粘性
  2.3 沈降防止
  2.4 透明性

第4章 粉砕・分級・分散機の種類、選定と分散・凝集のコントロール

第1節 ジェットミルによる解砕とスラリー分散技術
 1.ジェットミルの形態と特徴
 2.湿式ジェットミルによる解砕とスラリー特性
  2.1 サブミクロンサイズの凝集粉末の解砕と分散
  2.2 ナノサイズの凝集粉末の解砕と分散


第2節 ナノマイザーによる分散と事例
 1.ナノマイザーの原理と特徴
  1.1 ナノマイザー処理の考え方
   1.1.1 構造
   1.1.2 原理
   1.1.3 特徴
 2.ナノマイザー導入検討
  2.1 ナノマイザー検討のポイント
   2.1.1 コンタミネーション
   2.1.2 クロスコンタミ
   2.1.3 ダメージレス
   2.1.4 スケールアップ
 3.コラボレーション処理
  3.1 ビーズミルコラボレーション処理の概要
   3.1.1 顔料分散結果
   3.1.2 酸化チタン分散結果
  3.2 コラボレーションのご提案
   3.2.1 コラボレーション処理実施の判断


第3節 ロールミルによるナノ材料の練肉・分散と使用上の留意点
 1.ロールのミルの分散原理
  1.1 材料の分散粉砕のメカニズム
  1.2 機械的パラメーター
   1.2.1 ロール速度およびロール間のギア比
   1.2.2 かき取りナイフ
   1.2.3 ロール温度
   1.2.4 ロールクラウン
   1.2.5 ロール間圧力およびギャップ
   1.2.6 ロール材質
  1.3 材料パラメーター
   1.3.1 粘度
   1.3.2 温度
 2.ロールのミルのナノ材料への応用
  2.1 ロール間圧力
   2.1.1 クラウンロール
   2.1.2 VIVAロール
  2.2 粒子径の限界
 3.ロールミルの今後とまとめ


第4節 ビーズミルによる微分散・微分散技術と使用上の留意点
 1.ビーズミル分散の基礎
  1.1 均一な分散材料
  1.2 分散粉砕および最終粒子サイズ
  1.3 ビーズミルの構成(メディアミル)
  1.4 分散粉砕のメカニズム
  1.5 運転様式
  1.6 分散粉砕エネルギー
  1.7 ビーズミルの冷却能力
 2.微小ビーズ用ビーズミル
  2.1 微小ビーズの必要性
  2.2 高エネルギー分散チャンバー−スーパーフロー
  2.3 ビーズへの必要特性
  2.4 微小ビーズ専用のマイクロメディアミル
  2.5 前分散工程
  2.6 コンタミネーション
  2.7 他のビーズ材質
  2.8 組成への影響


第5節 微粉砕に伴うメカノケミカル現象と粉砕助剤
 1.メカノケミカル現象
  1.1 格子不整,無定形状態
  1.2 熱の発生
  1.3 摩擦ルミネッセンス
  1.4 電荷やラジカルの発生
  1.5 その他のメカノケミカル現象
 2.メカノケミカル重合反応
 3.乾式粉砕プロセスにおける粉砕助剤の利用法
  3.1 粉砕助剤
  3.2 乾式超微粉砕における液体添加物の助剤効果
  3.3 粉砕助剤の利用法と課題


第6節 微粒子の湿式分級技術
 1.実験装置及び方法
 2.粒子の分級結果
 3.数値シミュレ−ションと実験結果
 4.液体サイクロンの入口構造の影響
 5.粒子の捕集に及ぼす入口スラリ−温度の影響


第7節 インキのフラッシュ製法の特徴と応用
 1.従来の顔料(アゾ顔料)合成からインキ製造までの行程
 2.フラッシュ製法
  (1)フラッシュ製法の原理
  (2)製造現場でのフラッシュ
  (3)フラッシュ製法のメリット
  (4)フラッシュ製法の留意点
 3.その他のフラッシュ製法
  (1)スラリーからのフラッシュ
  (2)2軸押出機の活用
 4.フラッシュ製法の応用

第5章 各種用途に用いられる顔料設計と分散技術

第1節 水性塗料における顔料設計と分散技術
 1.顔料分散についての一般的なアプローチ
  1.1 顔料の濡れと分散性
  1.2 界面電位と樹脂吸着層
 2.油性系における塗料用顔料設計の考え方
  2.1 顔料の設計
  2.2 開発(高耐候)樹脂の改良
  2.3 非水系での顔料分散安定性理論
 3.水性塗料系での分散課題
  3.1 濡れの課題
  3.2 水性樹脂の溶解状態
 4.水性系における顔料分散検討の動向
  4.1 水性系での顔料分散安定性理論
  4.2 顔料表面の親水度と分散性
 5.顔料設計上の課題
 6.水性塗料用顔料設計
 7.加工顔料という選択肢について


第2節 超微粒子硫酸バリウムによる塗料の光沢・意匠性改善
 1.超微粒子硫酸バリウムの特徴
  1.1 超微粒子硫酸バリウムの分散性
  1.2 超微粒子硫酸バリウムの透明性
 2.超微粒子硫酸バリウムの機能
  2.1 溶剤系塗料における有色顔料の発色性とGlossの改善事例
  2.2 水性塗料における有色顔料の発色性とGlossの改善事例
 2.3 光輝性顔料の配向性改善による光輝性改善事例


第3節 湿式現像剤に要求される特性、構成材料と製造方法
 1.湿式現像剤の概要は?
 2.湿式現像剤に要求される特性は何か?
  (1)補給特性
  (2)現像特性
  (3)定着特性
  (4)転写特性
  (5)クリーニング性および再分散性
  (6)耐久性
  (7)透明性
  (8)印刷特性
  (9)安全性
 3.構成材料
  3.1 分散媒
  3.2 着色剤
   (1)カーボンブラック
   (2)補色剤、その他
  3.3 樹脂および電荷制御剤は?
   (1)樹脂
   (2)電荷制御剤
 4.湿式現像剤の製造方法は?
  4.1 ボールミル
   (1)ボールミルの構造
   (2)仕込量、及びボールミルの回転速度
   (3)分散時間と粒子径
   (4)ピルミルの特徴
 5.湿式現像剤の評価とは?
 6.湿式現像剤の応用と今後の展望は?
  6.1 EF用
  6.2 オフセット印刷用
  6.3 PPC用
  6.4 マイクロ写真用
  6.5 静電記録紙用
 6.6 カラープルーフ用


第4節 UVインクジェットにおけるインク組成と分散技術
 1.UVインクジェットインク
  1.1 市場動向
  1.2 インクの特徴と分類
   1.2.1 フリーラジカルインク
   1.2.2 カチオンインク
   1.2.3 水性UVインク
 2.インク材料
  2.1 着色剤
  2.2 UVモノマー・オリゴマー
  2.3 光重合開始剤
  2.4 その他
 3.インク作成工程
  3.1 分散工程
  3.2 希釈・混練工程
  3.3 フィルタ工程
 4.インクの評価
  4.1 物性評価
  4.2 印刷物の評価
  4.3 安全性


第5節 顔料の微粒子化及びカラーフィルターへの適用
 1.有機顔料の性質
  1.1 有機顔料の製造
  1.2 有機顔料粒子の生成過程
  1.3 有機顔料粒子の一次粒子の結晶形と形状
  1.4 有機顔料粒子の大きさと性質
 2.カラーフィルター用顔料
  2.1 カラーフィルター用顔料の要求分光スペクトル
  2.2 カラーフィルター用顔料の特性
 3.コントラストメーター
  3.1 コントラストの測定
  3.2 コントラストメーターの問題点
 4.コントラストアップの手法
  4.1 顔料粒子の微細化
   (1) 顔料粒子径と散乱
   (2) 有機顔料の微細化
  4.2 顔料と媒体の屈折率
   (1) 屈折率の測定方法―ラーセンの油浸法(液浸法)
   (2) 顔料の屈折率
   (3) 非接触光学式薄膜測定装置によるCF顔料膜の屈折率の逆試算
  4.3 顔料の表面処理
   (1) 顔料の一般的表面処理
   (2) シナジストの機能と構造
   (3) シナジストの種類
   (4) フタロシアニン系シナジスト
   (5) 各種シナジスト


第6節 化粧品における顔料の表面処理と分散手法
 1.粉体の表面処理
  1.1 金属酸化物処理
  1.2 油脂/金属石鹸/脂肪酸処理
  1.3 アミノ酸系化合物処理
  1.4 シロキサン処理
  1.5 フッ素系ポリマー処理
  1.6 生体関連物質による処理
 2.機能性ナノコーティング
  2.1 機能性ナノコーティングの原理
  2.2 機能性ナノコーティングの応用
 3.機能性ナノコーティングと分散性
  3.1 吸油量
  3.2 粉体含有量とみかけ粘度
  3.3 分散体における界面活性剤の影響
  3.4 TMCTSによる表面処理と単純混合との比較

第6章 顔料の分散性評価と色彩評価

第1節 超音波スペクロトスコピーによる微粒子・ナノ粒子の分散・凝集状態評価
 1.超音波スペクトロスコピーによる粒度分布測定とゼータ電位測定
  1.1 超音波スペクトロスコピーによる粒度分布の測定原理
  1.2 超音波スペクトロスコピーによるゼータ電位の歴史と測定原理
 2.測定装置
  2.1 超音波スペクトロスコピーによる粒度分布測定装置
  2.2 超音波スペクトロスコピーによるゼータ電位測定装置
 3.超音波法による粒度分布測定データの再現性や精度の検討
  3.1 粒度分布のデータの再現性・精度
   3.1.1 コロイダルシリカの測定例I(TEMによる評価との比較)
   3.1.2 コロイダルシリカの測定例II(比表面積の大きい粒子への適用例として)
   3.1.3 種々の微粒子の測定例 III(他の種類の粒子への適用例と測定精度の比較)
  3.2 ゼータ電位のデータの再現性
 4.超音波スペクトロスコピーによる粒度分布結果とin situゼータ電位評価の対比


第2節 多検体遠心沈降分析法による微粒子・ナノ粒子の分散・凝集状態評価
 1.沈降に対する安定性と凝集に対する安定性の関係
 2.多検体遠心沈降法の原理と測定装置
 3.多検体遠心沈降法による応用例
  3.1 濃厚混合分散系への応用
  3.2 インクジェットプリンター用インクへの応用


第3節 走査プローブ顕微鏡による塗膜表面の初期劣化状態の観察と寿命予測
 1.走査プローブ顕微鏡によるモデル塗膜表面の観察
  1.1 実験
  1.2 結果
 2.実用塗膜表面の初期劣化観察と寿命予測
  2.1 結果
   (1)アクリル塗膜CT-1
   (2)アクリル−フッ素塗膜CT-2
   (3)アクリル−シリコーン塗膜CT-3


第4節 粒子径分布の測定技術と特徴
 1.幾何学的な情報を利用した計測技術
  1.1 ふるい分け法
  1.2 顕微鏡法
 2.nmオーダー粒子への対応(動的光散乱法)
  2.1 光子相関法
  2.2 周波数解析法
  2.3 動的散乱法における微弱な散乱光の検出
 3.μm〜mmオーダー粒子への対応
  3.1 沈降法
  3.2 電気的検知帯法
  3.3 レーザー回折・散乱法


第5節 ゼータ電位測定を用いた顔料の分散安定性評価と応用例
 1.ゼータ電位と分散安定性
  1.1 ゼータ電位とは
  1.2 DLVO理論
  1.3 臨界凝集濃度
 2.ゼータ電位の測定方法
  2.1 界面動電現象
  2.2 粒子の移動速度とゼータ電位の関係
  2.3 電気泳動の測定
  2.4 電気浸透流の考慮
 3.顔料のゼータ電位測定例
  3.1 濃度及びpH依存性
  3.2 凝集挙動の解析


第6節 塗料の光学特性と計測方法
 1.視覚特性と色彩理論
  1.1 視覚特性
  1.2 色の数値表示−等色関数
  1.3 色の数値表示−三刺激値と色空間
 2.塗色の測定評価
  2.1 物体色の測定システム
  2.2 メタリック・パール色に対する計測システム
  2.3 マルチバンドイメージ測定システム
 3.顔料の評価
  3.1 顔料の光学特性―散乱係数と吸収係数
  3.2 Sandersonの補正
  3.3 着色力の計算
 4.ソリッド色の評価
  4.1 色差の評価
  4.2 メタメリズムの評価
 5.メタリック・パール色の評価
  5.1 色差の評価
  5.2 フロップの評価
 6.光沢の評価
  6.1 光沢の測定方法
  6.2 計測システムの実際
 7.今後の動向−BRDF測定を中心に
  7.1 BRDF計測
  7.2 3DCGと計測

第7章 Q&A集

第1節 顔料の特性、表面処理手法のポイント
 ・顔料による発色のメカニズムとは?
 ・有機顔料、無機顔料の違いとは?
 ・顔料表面の性質は分散にどう影響するのか?
 ・顔料粒子間にはどのような力が働くのか?それをどうやって制御するのか?
 ・分散とぬれ性との関係とは?
 ・顔料のサイズが変わると色も変わる?
 ・顔料の最適な粒径とは?
 ・100nm以下の顔料微粒子を作製する新しい技術とは?


第2節 分散剤・添加剤の設計・配合のポイント
 ・低分子分散剤と高分子分散剤の違いとは?
 ・分散剤の最適な選定手法とは?
 ・分散剤の最適添加量の決め方とは?
 ・残った分散剤の悪影響はあるのか?
 ・安定化のための分散剤の使い方とは?
 ・無機顔料に効果的な分散剤とは?有機顔料に効果的な分散剤とは?
 ・ハイソリッドでの分散剤の使い方
 ・高分子分散剤の設計のポイントとは?
 ・分散剤を減らして安定性をよくするには?
 ・色分かれ・色浮きの制御手法とは?


第3節 粉砕・分散機の選定のポイント
 ・分散後の処理は?
 ・ロールミル、ビーズミル、ボールミルなどの分散機の比較
 ・微分散と安定性を達成するための分散機の最適運転条件の見つけ方
 ・磁性体の分散後の保持について
 ・顔料の微粒化手法とは?
 ・微細化による分散性の問題とは?
 ・ビーズミルのビーズの交換頻度は?
 ・ナノ分散に使用するビーズは小さければ小さいほど良いのか?
 ・再凝集の解決策とは?
 ・ビーズの種類、粒径の影響は?
 ・低粘度での沈降制御技術とは?
 ・顔料の分散安定化不良により引き起こされる不具合とは?
 ・過分散を抑えるための注意点とは?
 ・湿式と乾式を使い分けるには?
 ・有機顔料の微分散とそのポイント
 ・ナノ顔料の分散とそのポイント
 ・顔料の沈降防止手法とは?
 ・循環流動式分散機の分散滞留時間とパス回数の最適化


第4節 色彩評価のポイント−JIS規格に基く顔料の性能と試験方法−
 ・色相、明度、彩度の数値化とは?
 ・JIS規格に基く顔料の性能と試験方法(補足資料) 

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