WACKER HDK 高 分 散 シリカ 特 徴 WACKER HDK は 日 本 で 3 年 以 上 の 実 績 があり 塗 料 インキ 不 飽 和 ポリエ ステル ゲルコート 接 着 剤 シーリング 剤 等 の 幅 広 い 用 途 で 使 用 されております WACKER HDK は 乾 式 製 法 の 微 粉 末 シリカで 表 面 処 理 をしていない 親 水 性 シ リカと アルキルシラン 等 で 表 面 処 理 をした 疎 水 性 シリカがあります この 微 粉 末 シリカを 液 中 に 静 置 させることで 粒 子 が 網 目 構 造 状 につながり 強 力 な 増 粘 効 果 を 示 します また 攪 拌 することで この 網 目 構 造 は 容 易 に 壊 れ 粘 度 が 急 激 に 下 がります この 性 質 は 塗 料 や 接 着 剤 のたれ 防 止 に 利 用 されます WACKER HDK は 一 次 粒 子 の 立 体 構 造 を 工 夫 することで より 少 量 で 増 粘 効 果 が 発 現 する ことを 特 長 としております HDK の 製 造 方 法 右 図 は WACKER HDK の 製 造 プロセスの 模 式 図 で 四 塩 化 ケイ 素 (SiCl 4 )を 水 素 (H 2 ) 火 炎 中 で 燃 焼 させ ることにより 二 酸 化 珪 素 が 生 成 され 一 次 粒 子 を 形 成 し ます 一 次 粒 子 は 火 炎 中 で 他 の 粒 子 と 融 着 し 複 雑 な 形 状 の 一 次 凝 集 物 が 形 成 されます この 一 次 凝 集 物 が 粒 子 としての 最 小 単 位 となります この 一 次 凝 集 物 が 冷 えて 他 の 凝 集 物 と 物 理 的 に 結 合 す ることで 二 次 凝 集 物 が 形 成 されます( 上 の 写 真 ) こ の 二 次 凝 集 物 は 強 いシェアをかけて 分 散 することによ り 粉 砕 され 1 次 凝 集 物 となります バーナー SiCl SiCl 4 4 H 2 2 空 気 反 応 SiCl 4 + 2H 4 H 2 + O 2 SiO 2 + 44 HCl 火 炎 反 応 衝 突 衝 突 核 生 成 2 衝 突 冷 却 一 次 粒 子 (5~3 nm) 一 次 凝 集 物 ( 1 ~ 4 nm) 二 次 凝 集 物 ( 約 1 μ m) 16 12 室 温 16 12
WACKER HDK の 表 面 状 態 親 水 性 シリカ( 右 図 )は 粒 子 表 面 が 水 酸 基 (Si-OH)で 覆 われているため 親 水 性 を 示 し ます 親 水 性 シリカ 表 面 の 水 酸 基 をメチルシ ラン 等 で 置 換 することにより 疎 水 化 され 疎 水 性 シリカが 得 られます 疎 水 化 のための 表 面 処 理 剤 としては ポリジメ チルシロキサン メチルクロロシラン ヘキサ メチルジシラザンなどが 挙 げられます 例 えば HDK H18 は シリカ 表 面 をポリジ メチルシロキサンでほぼ 完 全 に 表 面 の 水 酸 基 を 疎 水 化 し シロキサンの 両 末 端 とシリカ 表 面 を 化 学 結 合 させることで シロキサンの 溶 出 を 防 いでいます 親 水 性 WACKER HDK 疎 水 性 WACKER HDK WACKER HDK の 電 子 顕 微 鏡 写 真 写 真 左 : 一 次 凝 集 物 一 次 粒 子 が 融 着 し 複 雑 な 立 体 構 造 の 凝 集 物 を 形 成 しています この 凝 集 物 は 強 固 に 融 着 しているため 粉 砕 することはできず 粒 子 としての 最 小 単 位 となります 写 真 左 の 凝 集 物 の 長 径 : 375.2 nm 写 真 右 : 二 次 凝 集 物 一 次 凝 集 物 が 物 理 的 に 凝 集 し2 次 凝 集 物 を 形 成 しています こ の 凝 集 物 は シェアをかけて 分 散 することにより 1 次 凝 集 物 まで 粉 砕 することができます 写 真 右 の 凝 集 物 の 長 径 : 8.51μm
WACKER HDK のグレードと 基 本 物 性 親 水 グレード 単 位 S13 V15 N2 N2P T3 T4 比 表 面 積 (BET 法 ) (DIN 66131) SiO 2 含 有 量 (DIN 55921) かさ 密 度 (DIN ISO 787/11) 含 水 率 (15 /2h) (DIN ISO 787/2) 加 熱 減 量 (1 /2h) (DIN 55921) m 2 /g 125±15 15±2 2±3 2±3 3±3 4±4 wt% > 99.8 > 99.8 > 99.8 > 99.8 > 99.8 > 99.8 g/l 約 5 約 5 約 4 約 11 約 4 約 4 wt% < 1. < 1. < 1.5 < 1.5 < 1.5 < 1.5 wt% < 1.5 < 1.5 < 1.5 < 1.5 < 2. < 2.5 ph 値 (DIN ISO 787/9) - 3.6~4.3 3.6~4.3 3.6~4.3 3.6~4.3 3.6~4.3 3.6~4.3 ふるい 残 分 (>4μm) (DIN ISO 787/18) wt% <.3 <.3 <.4 <.4 <.4 <.4 HCl 含 有 量 wt% <.2 <.2 <.2 <.2 <.2 <.2 Al 2 O 3 含 有 量 wt% <.5 <.5 <.5 <.5 <.5 <.5 Fe 2 O 3 含 有 量 wt% <.5 <.5 <.5 <.5 <.5 <.5 TiO 2 含 有 量 wt% <.3 <.3 <.3 <.3 <.3 <.3
疎 水 グレード 単 位 H15 H18 H2 H3 表 面 処 理 剤 ---------- メチルクロロシラン ポリジメチルシロキサン メチルクロロシラン メチルクロロシラン 比 表 面 積 (BET 法 ) (DIN 66131) SiO 2 含 有 量 (DIN 55921) かさ 密 度 (DIN ISO 787/11) 含 水 率 (15 /2h) (DIN ISO 787/2) 加 熱 減 量 (1 /2h) (DIN 55921) ph 値 (DIN ISO 787/9) ふるい 残 分 (> 4μm) (DIN ISO 787/18) m 2 /g 12±2 2±3 17±3 25±3 wt% > 99.8 > 99.8 > 99.8 > 99.8 g/l 約 4 約 4 約 4 約 4 wt% <.6 <.6 <.6 <.6 wt% < 2. < 4.5 < 2. < 2. - 3.8~4.5 3.8~4.5 3.8~4.5 3.8~4.5 wt% <.5 <.5 <.5 <.5 HCl 含 有 量 wt% <.2 <.2 <.2 <.5 Al 2 O 3 含 有 量 wt% <.5 <.5 <.5 <.5 Fe 2 O 3 含 有 量 wt% <.5 <.5 <.5 <.5 TiO 2 含 有 量 wt% <.3 <.3 <.3 <.3 炭 素 含 有 量 wt% < 1.5 < 1.5 < 1.8 < 2.
WACKER HDK の 用 途 接 着 剤 ウレタン 系 クロロプレン 系 エポキシ 系 エマルジョン 系 用 途 グレード 添 加 量 (wt%) 分 散 装 置 効 果 H18, H2 N2, H2 N2, H18, H2 N2, H2.8~1.2 インクジェット 用 紙 ( 写 真 画 質 ) T3 2%( 塗 工 液 原 体 として) 高 吸 水 性 ポリマー N2, T3 5.~1. バッテリー 蓄 電 池 リチウムイオンポリマー 電 池 PVC 塩 ビゾル 軟 質 塩 ビコンパウンド ケーブルコンパウンド ドライブレンドコンパウンド フィルム ポリエステル ラミネート ゲルコート パテ 類 印 刷 用 インク スクリーン 印 刷 グラビア 印 刷 フレキソ 印 刷 オフセット 印 刷 N2, N2P H18, H3RM N2, T3, T4 N2, T3 T3, T4 H2 N2, T3, H2 N2 N2, T3 N2 N2, T4 N2 N2, T3, H15, H2, H3 N2P, H15, H2 5.~6. 1~2.3~2.5.1~.8 1.~2..5~.5.1~1..8~1.2 2.~3..5~1. 1.~1.5~2..5~2.5.5~2.5 攪 拌 機 攪 拌 機 ニーダー ニーダー ディゾバー フルイドミキサー ニーダー 超 音 波 分 散 機 増 粘 チクソ 性 付 与 充 填 剤 の 沈 降 防 止 作 業 性 向 上 インクの 高 速 吸 着 外 観 が 平 滑 で 高 光 沢 吸 水 性 ポリマーの 吸 水 性 向 上 バッテリー 破 損 時 の 液 状 硫 酸 溶 液 の 漏 出 防 止 液 状 リチウムイオンポリマーの 固 形 化 による 容 器 の 軽 量 化 増 粘 チクソ 性 付 与 充 填 剤 の 沈 降 防 止 接 着 性 の 向 上 流 動 性 の 改 良 誘 電 特 性 の 向 上 増 粘 チクソ 性 付 与 充 填 剤 の 沈 降 防 止 増 粘 チクソ 性 付 与 充 填 剤 の 沈 降 防 止 水 分 量 の 調 整 印 刷 特 性 (コントラスト 明 るさ)の 改 良
WACKER HDK の 用 途 医 薬 用 部 外 品 化 粧 品 歯 磨 き 錠 剤 類 糖 衣 錠 精 製 粉 末 粉 末 エアゾール 懸 濁 液 混 合 物 軟 膏 クリーム 天 然 合 成 ゴム 熱 硬 化 型 シリコーンゴム 用 途 グレード 添 加 量 (wt%) 分 散 装 置 効 果 N2, N2P N2 N2 N2 N2, H2 N2 V15, N2 V15, N2 N2, H18, H15, H2 S13, V15, N2, T3, T4, H15, H2 1.5~5. 1.5~1 3.~12 2.~5..1~1..1~3..2~3. 2.~1 5.~35 15~35 室 温 硬 化 型 シリコーンエラストマー RTV-1 RTV-2 シリコーンゴム S13, V15, H15, H2 3.~3 室 温 硬 化 型 エラストマー ポリウレタン ポリサルファイド(チオコール) アクリル V15, H2 V15, H15, H2, N2 V15, H2 3.~25.7~3..5~1.5 機 械 式 ミキサー ヘンシェルミキサー インテンシブミキサー ニーダー プラネタリーミキサー 押 出 し 成 形 機 プラネタリーミキサー 押 出 し 成 形 機 増 粘 チクソ 性 付 与 充 填 剤 の 沈 降 防 止 流 動 性 の 改 良 賦 形 効 果 補 強 強 化 補 強 強 化 誘 電 特 性 の 向 上 補 強 強 化 チクソ 性 の 付 与 補 強 強 化 チクソ 性 の 付 与
ブルックフィールド 粘 度 計 による 粘 度 [mpas] 親 水 性 WACKER HDK の 増 粘 効 果 親 水 性 WACKER HDK を 樹 脂 等 に 分 散 させた 場 合 一 般 的 に 比 表 面 積 が 大 きいものほど 増 粘 効 果 が 大 きくなると 考 えられます 右 のグラフで 示 すように 比 表 面 積 (BET 法 )が 約 2 m2/g(wacker HDK N2)が 最 も 大 きな 増 粘 効 果 を 示 しております WACKER HDK T3 や T4 は 粉 砕 によ り 容 易 に 一 次 凝 集 物 にならないため WACKER HDK N2 と 比 べ 比 表 面 積 に 準 じた 増 粘 効 果 が 得 られ ません したがって WACKER HDK N2 は 一 般 的 な 攪 拌 装 置 で 最 も 増 粘 効 果 の 得 られるため 幅 広 い 用 途 で 使 用 されております WACKER HDK N2 と 他 社 同 等 品 の 粘 度 比 較 --- 不 飽 和 ポリエステル 樹 脂 中 にフュームドシリカ 1.2% 添 加 --- このグラフは 粘 度 計 の 回 転 数 が 小 さい 状 態 ( 静 置 した 状 態 )から 回 転 数 が 大 きい 状 態 (より 強 いシェアをかけた 状 態 ) での 粘 度 の 変 化 を 表 しております つまり せん 断 力 がかかっている 場 合 には 粘 性 が 下 がり せん 断 力 がかかって いない 場 合 には 高 い 粘 度 を 示 します 5 45 4 35 3 25 2 15 HDK N2 他 社 品 D 他 社 品 C 他 社 品 T 添 加 せず 1 5 5 1 2 5 1 粘 度 計 の 回 転 数 ( 回 転 / 分 ) WACKER HDK H18 の 増 粘 性 チクソ 性 の 保 存 安 定 性 右 のグラフは シリカを 1.2%ポリウレタン 樹 脂 に 添 加 した 際 の 粘 度 と 壁 面 にたれずに 塗 ることができる 塗 膜 の 厚 みの 経 時 変 化 を 測 定 したものです シリカ 表 面 を 両 末 端 反 応 型 のポリジメチルシロキサンで 処 理 し ほぼ 完 全 に 疎 水 化 した WACKER HDK H18 は 他 の 部 分 的 に 疎 水 化 されたシリカや 親 水 性 シリカに 比 べ 高 い 増 粘 性 やたれ 防 止 性 経 時 変 化 が 小 さいことが 特 長 です この 特 性 は 特 に 極 性 の 高 い 樹 脂 (ポリウレタン エポキシなど)で 顕 著 に 発 現 します WACKER HDK H18 は 疎 水 化 率 が 高 いため 水 分 の 影 響 を 受 けやすい 樹 脂 (ポリウレタンなど)の 増 粘 に 最 適 です 初 期 粘 度 経 時 後 の 粘 度 (6 14 日 ) 初 期 膜 厚 経 時 後 の 膜 厚 (6 14 日 )
樹 脂 の 種 類 によるWacker HDK の 応 用 ウレタン 樹 脂 エポキシ 樹 脂 エポキシエステル 樹 脂 ニトロセルロース 樹 脂 メラミン 樹 脂 不 飽 和 ビニルエステル 樹 脂 不 飽 和 ポリエステル 樹 脂 短 鎖 アルキッド 樹 脂 中 程 度 の 鎖 長 のアルキッド 樹 脂 長 鎖 アルキッド 樹 脂 アクリル 樹 脂 極 性 中 程 度 の 極 性 非 極 性 完 全 に 疎 水 化 (シリル 化 )したシリカ Wacker HDK H18 親 水 性 シリカ Wacker HDK N2
チクソトロピー 効 果 貯 蔵 の 場 合 使 用 時 の 場 合 硬 化 時 の 場 合 粘 度 チクソトロピーを 持 つ 不 飽 和 ポリエステル ノンサグ 状 態 時 間 せん 断 応 力 がかかっ ている 状 態 粘 度 の 回 復
粘 度 の 緩 和 (Step 3) at D=.5 s-1 [Pas] PDMS 処 理 したシリカの 粘 度 緩 和 (24 時 間 後 と4 週 間 後 の 室 温 での 貯 蔵 ) 2 液 型 エポキシ 接 着 剤 2% シリカ 配 合 ( 無 溶 剤 ) 3 25 2 15 1 5 粘 度 の 測 定 条 件 : Step1 D=.5 s -1 Step2 D= 5 s -1 Step3 D=.5 s -1 24 時 間 後 4 週 間 後 Wacker HDK H18 Silica D Silica B Wacker HDK H19 Silica C 低 い シリカの 極 性 高 い シリカの 配 合 容 易 高 い レオロジーの 改 善 能 力 と 安 定 性
製 品 荷 姿 2g ポリ 容 器 (サンプル 用 ) 1kg ポリエチレン 内 装 紙 袋 15Kg ビッグバッグ 紙 袋 サイズ: 11 x 68 x 28 cm バッグサイズ: 11 x 11 x 2 cm パレットサイズ: 2 袋 / 段 x 8 段 = 計 16 袋 (13 x 13 x 22 cm)
15kg 入 りビッグバッグの 取 扱 い 15kg 入 りのビッグバッグから WACKER HDK を 取 り 出 すには 専 用 の 取 り 出 し 装 置 を 用 いるのが 便 利 です WACKER HDK は 少 量 で 増 粘 効 果 が 得 られるよう1 次 凝 集 物 が 複 雑 な 立 体 構 造 を 有 しているため ソフトケーキ になりやすく 下 の 取 り 出 し 口 を 開 けただけでは 中 のシリカを 取 り 出 すことが 困 難 です 専 用 の 取 り 出 し 機 は 写 真 のような 装 置 で バッグ 内 に 圧 縮 空 気 を 破 裂 させた 衝 撃 でソフトな 固 まりを 破 砕 し ダイアフラムポンプで 吸 引 して 取 り 出 す 方 式 となっております 取 り 出 し 装 置 本 体 取 り 出 し 機 本 体 にビッグバッグ 下 部 の 取 り 出 し 口 を 固 定 したところ ダイアフラムポンプ