3本ロールミル ペースト 書籍
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★ “スキマの設定” “平行ズレ” “発熱/冷却” “流動性”

  -- どういう手順で、どれくらいの強さで、何に気をつければいい?
  -- 決して表には出ない裏技・ノウハウを1冊に網羅!!  よく寄せられる質問へのQ&A付き!

3本ロールミルによる
スラリー/ペーストの分散安定化とその評価


−分散トラブルから読み解く 実践的テクニック集−

発 刊 2011年5月末   体 裁 B5判 234頁(上製本)   定 価 78,000(税抜)

※上製本が絶版につき、オンデマンド版 30,000円(税抜)

■ 執筆者(敬称略)
山口大学
(株)井上製作所
(株)アントンパール・ジャパン
(株)シェ・トァ
京セラ(株)
シスメックス(株)
大佐々 邦久
鈴木 孝司
宮本 圭介
五十嵐 和夫
高瀬 裕行
桜井 智宏
ビックケミー・ジャパン(株)
ビューラー(株)
FIA
御国色素(株)
DIC(株)
若原 章博
前田 真志
福山 紅陽
門脇 徹治
野口 典久
■ 目  次  
1章 スラリー・ペーストの分散安定性とその評価
2章 3本ロールミルプロセスにおけるペースト分散の粘度の考え方  
3章 3本ロールミルにおけるロール材質/硬さの選び方と使い方
4章 3本ロールミルの仕様(スペック)と練肉・分散に及ぼす影響
5章 分散剤の選び方・使い方とトラブル対策
6章 ペーストの配合・設計と分散不良
7章 ペースト材料の評価技術
8章 よくある質問への一問一答!トラブル対策Q&A

§ 1章 スラリー・ペーストの 分散安定性とその評価 §


■1節 スラリー・ペーストの調製

1.分散安定化過程
  1-1 湿潤過程(予備分散)
  1-2 分散過程 
  1-3 安定化過程
2.分散安定化作用に及ぼす粒子径や粒子濃度の影響
3.分散・凝集を支配する分子間 あるいは粒子間相互作用力
  (1)一次結合
  (2)酸塩基結合
  (3)水素結合
  (4)van der Waals結合
  (5)π−π 相互作用 (スタッキング相互作用ともいう,6 kJ/mol程度)
  (6)疎水性相互作用(0.1〜12 kJ/mol)
4.表面エネルギー


■2節 粒子表面のぬれと分散化

1.接触角とぬれ
  (1) θ≒0°の場合
  (2) 0<θ<90°の場合
  (3) θ>90°の場合
2.ぬれのタイプ
  2-1 付着ぬれ
  2-2 拡張ぬれ
  2-3 浸漬ぬれ
3.接触角に及ぼす固体表面状態の影響
  3-1 粗面での接触角
  3-2 複合面における接触角
  3-3 接触角のヒステリシス現象
4.接触角の測定
  4-1 液滴法 
  4-2 浸透速度法
  4-3 ぬれの簡易測定法
5.ぬれと固体の表面エネルギーとの関係
  5-1 Owensらの方法
  5-2 Wetting envelope法
  5-3 van Ossらの方法
6.界面活性剤によるぬれの制御
  6-1 HLB 値の算出と調整法
  6-2 界面活性剤の吸着特性
  6-3 湿潤熱測定による濡れの精密評価


■3節 粒子の帯電特性と静電反発力による分散安定化

1.界面電気現象
  1-1 界面電氣の発生
    (1) 酸化物表面
    (2) 表面解離基を持つ粒子
    (3) 表面吸着イオンの存在
  1-2 ゼータ電位
  1-3 ゼータ電位の測定
    (1) 電気泳動法
    (2) 超音波振動電位法
  1-4 金属酸化物のゼータ電位
2.静電反発作用による分散安定化
  2-1 粒子間ポテンシャルによる分散・凝集の制御
  2-2 非極性溶媒中における粒子間ポテンシャル


■4節 酸塩基相互作用による高分子の吸着・付着機構

1.酸・塩基度について
2.溶媒のドナー数およびアクセプタ数
3.高分子の酸価およびアミン価
4.固体表面の酸塩基性
  4-1 酸点,塩基点
  4-2 滴定法による固体の酸・塩基特性の測定
  4-3 逆相ガスクロマトグラフィーによる酸・塩基パラメータの決定
5.高分子(分散剤やバインダー)の吸着特性
  5-1 高分子の吸着構造
  5-2 高分子の吸着量
  5-3 機能性高分子の開発


■5節 高分子の相溶性に基づく立体反発作用と分散安定化

(1) 粒子と高分子の相互作用領域が大きく重なること.
(2) 溶媒と高分子の相互作用中心が接近していること.
(3) 高分子の相互作用中心が溶媒と粒子の相互作用中心の中間にあること.

1.溶媒および高分子のSP 値の計算法
  1-1 Hansenによる SP 値(HSP)の因子分解
  1-2 原子団寄与法による HSP の計算
2.固体表面のSP値について
  2-1 凝集実験による HSP の測定
  2-2 逆相ガスクロマトグラフィー(IGC)による HSP の測定
3.SP値を用いた高分子の溶解性の評価
  3-1 Flory-Hugginsの相互作用パラメータχ
  3-2 高分子の膨張係数α
4.高分子による分散安定化作用 −立体安定化論−
  4-1 混合効果および体積制限効果とは
    (1) 混合効果
    (2) 体積制限効果
  4-2 全相互作用ポテンシャルエネルギー



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§ 2章 3本ロールミルプロセスにおけるペースト分散の粘度の考え方  §

■1節 3本ロールのミルの分散粉砕原理

1.材料の分散粉砕のメカニズム
2.機械的パラメーター
  2-1 ロール速度およびロール間のギア比
  2-2 かき取りナイフ
  2-3 ロール温度
  2-4 ロールクラウン
  2-5 ロール間圧力およびギャップ
  2-6 ロール材質
3.材料パラメーター
  3-1 粘度
  3-2 温度


■2節 低粘度系材料の3本ロールミルプロセスへの応用

1.ロール間圧力
  1-1 クラウンロール
  1-2 VIVAロール
2.VIVAロール機を進化させたTRIAS
3.ナノ材料への応用
4.機械側の観点からの材料に対する最適粘度

■3節 3本ロールミルの今後とまとめ

1.電動自動車と電池
2.電動自動車の市場展望と技術課題
 2.1電動自動車の市場展望
 2.2電気自動車の技術課題
 2.3電池研究開発の課題
3.おわりに

 

 
§ 3章 3本ロールミルにおけるロール材質/硬さの選び方と使い方  §


■1節 ロールの硬さ/材質による分散性への影響

1.ロールミルの来歴
  1-1 各部名称の統一
  1-2 ロールミルの機作
  1-3 分散領域と粘度範囲
  1-4 ロールミルの歴史
2.ロールミルの型式
3.ロールの硬さ
4.ロールの硬さと分散性
5.硬度と摩耗量


■2節 ロールの種類と特徴

1.ロールミルの長所・問題点
2.ロールミルの種類と特徴
  2-1 二重遠心鋳造チルドロール
  2-2 セラミックロールの特徴
3.ロールミルの用途
4.ロールミルのスケールアップ
 

■3節 ロールの表面処理

1.溶射被覆
2.研磨・表面粗さ
  2-1 再研磨
  2-2 目立てロール
3.ロールクラウン(Crowning)
  3-1 クラウンとは
  3-2 クラウン量
  3-3 タック値の測定


■4節 ロールミルの操作技術

1.ロールの管理
2.替刃(ナイフ)の管理
2.セキ板(エンドプレート)の管理
4.冷却水の管理
5.吐出状態と温度管理
6.ロール表面膜厚管理

 


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§ 4章 3本ロールミルの仕様 (スペック)と練肉・分散に及ぼす影響 §

■1節 ロールミルのギヤ比仕様と練肉・分散トラブルの関係

  1-1 ロールミルのギヤ比は何故必要か
  1-2 ロールミルのギヤ比は一般に如何にあるべきか


■2節 ロールミルのクラウンと練肉・分散トラブルの関係

  2-1 ロールミルのクラウンは何故必要か
  2-2 ロールミルの平行が不適正な場合の現象とその調整方法


■3節 ロールミルの回転速度と練肉・分散トラブルの関係

  3-1 ロールミルの回転速度と品質との関係(練肉/分散/脱気/濾過)
  3-2 ロールミルの回転速度に伴うトラブル(Misting)

■4節 ロールミルの操作温度と練肉・分散トラブルの関係

  4-1 ロールミルの操作温度は如何にして決められるか
  4-2 操作温度と系の経時変化を含めた品質(増粘現象)


■5節 ロールミルの操作圧力と練肉・分散トラブルの関係

  5-1 ロールミルの操作圧力は如何に設定されるか
  5-2 ロールミルの加圧過不足は品質に対して如何に影響するか


■6節 掻き取りナイフの位置、角度の調整と練肉・分散トラブルの関係

  6-1 掻き取りナイフの種類・Size・硬度 (ナイフとロールミルの硬度)
  6-2 掻き取りナイフの取り付け角度と練肉・分散・生産性との関係


■7節 ロールミル取り扱い上のトラブルと ロールミルの将来展望

  7-1 人的トラブル,物的トラブル,環境トラブル (大気・水質・騒音面)の対策
  7-2 無人化・省力化の為の付帯設備と周辺装置 (ペースト試料の供給方法)




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§ 5章 分散剤の選び方・使い方とトラブル対策 §


■1節 添加剤の処方ミスによる トラブルの種類と品質への影響

■2節 溶剤・分散剤の作用メカニズムと正しい選び方


■3節 分散剤の添加量の最適化

■4節 高分子分散剤の作用機構と立体障害安定化



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§ 6章 ペーストの配合・設計と分散不良 §


■1節 各工程での分散不良の発生要因の種類と対策

1.セラミック電子部品
2.セラミック電子部品の導体材料
3.スクリーン印刷による導体形成
4.スクリーン印刷ペーストの分散不良とその対策


■2節 分散性に影響を及ぼす各材料の相乗効果/拮抗作用のコントロール

1.ペースト構成材料の相互作用
2.金属粉体の表面化学
3.ペースト溶剤と分散


■3節 ビヒクル/バインダー樹脂の粘度調整と分散性への影響

1.ペースト用バインダー
2.チキソ剤
3.分散剤




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§ 7章 ペースト材料の評価技術 §

■1節 ぬれと接触角

1・ぬれと接触角
2.表面張力の本質
3.固体の表面張力
4.界面張力
5.接触角と表面張力との関係
6.ぬれの評価技術
  6-1 接触角の評価方法
    6-1-1 静的接触角と動的接触角
    6-1-2 接触角算出の基本的な考え方
  6-2 表面張力の評価方法
    6-2-1 静的表面張力と動的表面張力
    6-2-2 液体の表面張力測定法
    6-2-3 固体の表面張力測定法


■2節 レオロジーによる分散度の評価

1.はじめに
2.レオロジーとは
3.レオロジー測定(粘弾性測定)とは
4.レオロジー特性評価機(レオメーター、粘弾性測定装置)
5.レオロジー測定の概要
  5-1 基本概念
  5-2 回転測定と振動測定
    5-2-1 回転測定による分散度の評価
      5-2-1-1 粘度カーブ測定と分散度の評価
    5-2-2 振動測定による分散度の評価
      5-2-2-1 ひずみ分散測定と分散度の評価
      5-2-2-2 周波数分散測定と分散度の評価
      5-2-2-3 時間分散測定と分散度の評価
6.応用例
  6-1 レオロジー測定と光学測定との同時評価による分散度の評価


■3節 ゼータ電位、粒度分布、凝集状態の評価
1.はじめに
2.分散状態の評価方法
  2-1 レーザ回折法
  2-2 電気的検知帯法
  2-3 動的光散乱法
  2-4 電気泳動法によるゼータ電位評価
  2-5 画像解析法
3.おわりに



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§ 8章 よくある質問への一問一答!トラブル対策Q&A §


○枯渇現象のメカニズムとは?

○予備分散と本分散をどこまでやるのがベストか?

○粘度と分散度の関係は?

○かき取り不良を防ぐには?

○濃厚分散系を安定化させるには?

○金属粉をうまく分散するには?

○材料が分散にどう影響を与えるのか?

○化粧品をうまく分散するには?

○リチウムイオン電池の電極材をうまく分散するには?



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3本ロールミル ペースト 分散