ちょっと、そこ！カーボンブラック顔料のサプライヤーとして、私はこの驚くべきものが塗料の流れの特性にどのように影響するかについて、顧客との会話のかなりの部分を持っています。だから、私はこのブログ投稿で座って皆さんと私の洞察を共有すると思った。
まず、カーボンブラック顔料とは何かについて少し話しましょう。カーボンブラックは、限られた供給の炭化水素で作られた細かい粉末です。それは、その優れた黒い色、高い色合いの強さ、そして良い耐能力のおかげで、世界で最も広く使用されている顔料の1つです。塗料やインクからプラスチックやゴムまで、あらゆる種類の製品で見つけることができます。
それでは、主な質問に到達しましょう。カーボンブラック顔料は、塗料の流れ特性にどのように影響しますか？まあ、答えはあなたが思うほど簡単ではありません。ここにはいくつかの異なる要因があり、塗料の流れに対するカーボンブラックの影響は、特定のタイプの色素、塗料の製剤、および適用方法によって異なります。
顔料荷重
塗料の流れ特性に影響を与える最も重要な要因の1つは、塗料の顔料の量を指す顔料の荷重です。塗料にカーボンブラックの色素を加えると、塗料の粘度が増加し、流れに対してより厚く耐性があります。これは、カーボンブラック粒子の表面積が高く、互いに相互作用し、塗料の他の成分と相互作用し、塗料分子の動きを制限するネットワークを形成する傾向があるためです。
顔料の負荷が増加すると、塗料の流れに対する影響がより顕著になります。色素荷重が少ない場合、粘度の増加は比較的小さくなる可能性があり、塗料はまだかなり簡単に流れる可能性があります。ただし、顔料の荷重が臨界顔料容積濃度（CPVC）に近づくと、塗料ははるかに粘性が高くなり、厚すぎて適用できない可能性があります。 CPVCは、色素粒子が非常にしっかりと詰め込まれているため、それらの間のスペースを満たすのに十分なバインダーがなくなっています。この時点で、塗料は流れる能力を失い、乾燥して粉状になります。
したがって、塗料でカーボンブラック顔料を使用したい場合は、塗料に適切な流れ特性があることを確認するために、色素荷重を慎重に制御することが重要です。さまざまな色素荷重を試して、望ましい色と流れの特性を与えるスイートスポットを見つける必要があるかもしれません。
粒子のサイズと形状
塗料の流れ特性に影響を与えるもう1つの要因は、カーボンブラック顔料の粒子サイズと形状です。カーボンブラック粒子は、数ナノメートルから数マイクロメートルまでサイズが異なり、粒子の形状も球形から不規則なものまでさまざまです。
一般に、粒子サイズが小さくなると、粒子サイズが大きいよりも塗料の流れに大きな影響を与える傾向があります。これは、より小さな粒子の表面積が高いため、互いに相互作用し、塗料の他の成分と相互作用し、塗料分子の動きを制限するより広範なネットワークを形成する可能性が高いためです。その結果、より小さな炭素黒粒子を含む塗料は、より大きな粒子を含む塗料よりも粘性が高く、流れの特性が低い傾向があります。
炭素黒粒子の形状は、塗料の流れにも影響を与える可能性があります。球状の粒子は、不規則な形状の粒子よりも塗料の流れに影響が少ない傾向があります。一方、不規則な形状の粒子は、塗料の流れに大きな影響を与える可能性があります。なぜなら、塗装分子の動きを制限するより広範なネットワークを編成して形成する可能性が高いからです。
したがって、塗料用にカーボンブラックピグメントを選択するときは、粒子のサイズと形状を考慮することが重要です。塗料の流れに最小限の影響を与える顔料を探している場合は、粒子サイズが大きく、より球状の顔料を選択することができます。
表面処理
カーボンブラック顔料の表面処理は、塗料の流れ特性にも影響を与える可能性があります。カーボンブラック顔料は、さまざまな化学物質で処理して、疎水性や親水性などの表面特性を修正できます。これらの表面処理は、色素粒子と塗料の他の成分との間の相互作用に大きな影響を与える可能性があるため、塗料の流れに影響を与える可能性があります。
たとえば、疎水性表面処理により、炭素黒い粒子が塗料バインダーによる湿潤に対してより耐性があるため、粒子とバインダー間の相互作用を減らして塗料の流れを改善できます。一方、親水性表面処理により、粒子とバインダー間の相互作用を増加させ、塗料の流れを減らすことができ、塗装バインダーによってカーボンブラック粒子がより簡単に濡れることができます。
したがって、塗料の流れに特定の影響を与えるカーボンブラック顔料を探している場合は、ニーズに合わせた表面処理を備えた色素を検討することをお勧めします。利用可能なさまざまな表面処理とアプリケーションに最適なさまざまな表面処理について、顔料供給業者に相談することができます。
アプリケーション方法
アプリケーション方法は、炭素黒色色素を含む塗料の流れ特性にも影響を与えることができます。ブラッシング、ローリング、スプレー、浸漬などのさまざまなアプリケーション方法には、塗料とは異なるフロー特性が必要です。
たとえば、ブラシを使用して塗料を塗る場合は、粘度が比較的高い粘度とブラッシングが良好なペイントが必要になる場合があります。粘度が高い塗料は、ブラシの上に留まる傾向があり、滴りや走る可能性が低くなります。一方、スプレーガンを使用して塗料を塗る場合は、粘度が低く霧化が低い塗料が必要になる場合があります。粘度が低い塗料はスプレーしやすくなり、より均一な仕上げが生成されます。
したがって、塗料用にカーボンブラック顔料を選択するときは、使用するアプリケーション方法を考慮することが重要です。塗料がアプリケーションに適切な流れ特性を持っていることを確認するために、顔料の荷重、粒子サイズ、形状、または表面処理を調整する必要がある場合があります。
結論
結論として、炭素黒い顔料は、塗料の流れ特性に大きな影響を与える可能性があります。顔料の荷重、粒子のサイズと形状、表面処理、および応用法はすべて、塗料で炭素黒い色素を使用する際に考慮する必要がある重要な要素です。これらの要因を慎重に制御することにより、塗料にアプリケーションに適切なフロープロパティがあり、希望の色と仕上げが得られるようにすることができます。
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参照
- ASTM International。 （2019）。塗料、ワニス、ラッカー、および関連製品に関連する標準用語。 ASTM D16.01。
- パットン、TC（1979）。塗料の流れと色素分散：コーティングとインク技術へのレオロジーアプローチ。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- Zosel、A。（1973）。カーボンブラック。ウルマンの産業化学百科事典で。 Wiley-VCH Verlag GmbH＆Co。KGAA。