重要なルール: オルガノクレイ粉末は、何千もの結合した小板の積み重ねとして存在します。これらのスタックは機械的に個々の板状粒子に剥離する必要があり、持続的な高せん断力 (1,500 rpm 以上、15 分間以上) が必要で、低極性システムでは層間力を弱めるための極性活性化剤が必要です。不適切な分散は、現場でオルガノクレイのレオロジー性能が低下する最も一般的な原因です。
分散失敗の最も一般的な 2 つの原因
弊社が毎週対応するお客様からの技術的な問い合わせによると、現場でのほぼすべてのオルガノクレイ分散失敗の背後には 2 つの根本原因があります。
- プレゲルステップはありません（プレゲル化はスキップされます）。 オルガノクレイはゲルネットワークを構築するのに時間と剪断力を必要とします。オルガノクレイを加えて軽く混ぜ、すぐに残りの配合に進むと、ゲルのネットワークが完全に形成される時間がありません。その結果、オルガノクレイ自体は良好であるにもかかわらず、粘度が不十分で沈降防止性能が低い製品が得られます。
- 極性活性化剤は添加されていません。 低～中極性溶媒（芳香族または脂肪族）の従来のグレードでは、極性活性化剤はオプションではありません。これは層間力を弱め、板状粒子の完全な剥離を可能にするメカニズムです。これをスキップすると、板状粒子が部分的に積み重ねられたままになり、適切に活性化された分散液と比較して有効ゲル面積とゲル強度が 40 ～ 60% 減少することを意味します。
弊社の技術チームからの実践的なヒント: オルガノクレイを溶媒に加える前に、乾燥粉末を標準的な目の細かいふるいにかけて、輸送時の塊を砕いてください。この簡単なステップにより、粉末が自由に流動する粒子として溶媒に入ることが保証され、高せん断分散機のより良い開始点が得られます。生産ラインでふるい分けが現実的でない場合は、混合時間を 5 分間延長し、せん断速度を推奨範囲の上限まで上げることで補ってください。
分散方法が重要な理由
完全に剥離していないオルガノクレイは粗い凝集体を形成し、チキソトロピーに必要な端面の静電ゲルネットワークを形成できません。当社のテストに基づくと、わずか 500 rpm (低剪断) で混合したオルガノクレイは、同一の添加量で正確な 2,000 rpm 高剪断分散により、TI 4.5 ～ 5.5 に対して 2.1 ～ 2.8 のチキソトロピー指数を達成します。違いは完全に分散品質にあり、オルガノクレイの品質ではありません。
方法 A: 極性活性剤の分散
対応グレード：CP-34、CP-40、CP-982、CP-992（オプション）、CP-250A
- オルガノクレイを溶剤/油に加える 室温で。比率: 通常、全配合量の 1 ～ 5 重量%。
- 極性活性化剤を追加する オルガノクレイ重量の 30 ～ 50% の（95% エタノールまたはプロピレンカーボネート）（例：オルガノクレイ 2 ～ 3 g あたり活性剤 1 g）。
- 高せん断力で混合します。 Cowles ディゾルバー、高速分散機、またはローター ステーター ミキサーを 1,000 ～ 3,000 rpm で 10 ～ 15 分間使用します。温度は 20 ～ 40°C にしてください。
- 休憩時間： 混合を停止し、ゲルのネットワークが形成されるまで 5 ～ 15 分間待ってから次に進みます。
- 定式化を進めます。 通常通り、樹脂、顔料、その他の成分を添加します。
方法 B: 自己活性型 (SA) 分散
対応グレード：CP-180B、CP-992（SAモード）
- オルガノクレイを直接添加する 溶媒または油相への移行 - 極性活性化剤は必要ありません。
- 高せん断力で混合します。 1,500 ～ 3,000 rpm で 15 ～ 20 分間。混合時間を長くすると、外部活性化剤の不在を補うことができます。
- 休憩時間： さらに処理する前に 10 分間待ってください。
方法C：水系分散液（CP-EW）
- CP-EWを撹拌しながら水に加えます
- 中〜高せん断で 15 ～ 20 分間混合します
- 極性活性化剤は必要ありません - 水が分散媒として機能します
- 化粧品用途の場合：乳化前に水相に分散
方法D: プレゲル(マスターバッチ)法
大きなケトル、分散機の能力制限、または濡れ性の悪い樹脂 (エポキシ、ポリエステル、ショートオイル アルキド) など、生産バッチ全体を十分な剪断力で分散できない場合は、まずオルガノクレイを少量の溶媒または油で高濃度の「プレゲル ペースト」に組み込んでから、メイン バッチにブレンドします。
典型的なプレゲルペーストの配合（重量による）： 溶剤または油 ～87%、オルガノクレイ 8 ～ 10%、極性活性化剤 3 ～ 4%。
- 結合する 溶媒/油部分をオルガノクレイ粉末と混合し、高せん断で約 10 分間混合します。
- 極性活性化剤を追加する 約5分間混合を続けます。
- 休憩 しっかりとした均一なゲルペーストが形成されるまで。
- プリジェルペーストをメインバッチにブレンドします。 目標の処理速度で、均一に分散するまで中〜高せん断で混合します。
このペーストは安定した中間体であるため、専用のバッチで事前に調製し、必要に応じて描画することができます。これは、同じベースオルガノクレイグレードから複数の配合を実行する生産ラインに役立ちます。
| アスペクト | 直接加算 (方法 A/B) | プレゲルマスターバッチ (メソッド D) |
|---|
| 設備 | フルバッチ式高せん断分散機 | ペースト専用の小型高せん断ミキサー |
| こんな方に最適 | 適切な分散能力を備えた標準バッチサイズ | 大量のバッチ、せん断力が制限された装置、または濡れ性の悪い樹脂 |
| 品質管理 | ゲルの品質は最終バッチでのみチェックされます | メインバッチにブレンドする前にペーストゲルの品質をチェックできます |
| ワークフロー | シングルステップ | 2 つのステップですが、ペーストは事前に作成しておいて、複数のバッチにわたって使用できます。 |
極性アクティベーター選択ガイド
| アクティベータ | 使用法 | 注意事項 |
|---|
| 95% エタノール | 汎用、塗料、コーティング | 最も一般的で効率が良い |
| プロピレンカーボネート | ハイソリッド塗料、グリース | 低VOC、優れた性能 |
| アセトン | 低極性システム | 蒸発が早いので寒い季節に最適 |
| メタノール | 工業用（化粧品ではない） | 高効率、毒性の懸念 |
一般的な分散の問題
- ゴツゴツした/ザラザラした質感: 剪断速度または剪断時間が不十分です。 rpmを上げるか、混合を延長してください。
- 不十分なゲル / 低粘度: 活性剤が少なすぎるか、活性剤の追加が遅すぎます。オルガノクレイを添加した直後に活性化剤を添加します。
- 粘度が高すぎる: 過剰に活性化されているか、添加量が高すぎます。オルガノクレイの添加または活性化剤の比率を減らします。
- ジェルが形成されない場合: 溶媒の極性のグレードが間違っています。チェックしてください 製品選定ガイド 互換性のため。
よくあるご質問
オルガノクレイはどうやって分散させるのですか？
(1) 樹脂の前にオルガノクレイを溶剤/油に加えます。 (2) 極性活性化剤を添加します。95% エタノールをオルガノクレイ重量の 30 ～ 50%、またはプロピレンカーボネートを 20 ～ 30% 加えます。 (3) 1,500 ～ 3,000 rpm で 15 ～ 20 分間混合します (Cowles 分散機)。 (4) ゲルが形成されるまで 10 ～ 15 分間休ませます。 (5) TI ≥ 4.0 を確認します。自己活性型グレードの場合: 活性化剤を省略し、同じ混合手順を実行します。
オルガノクレイに最適な極性活性化剤は何ですか?
オルガノクレイ重量の 30 ～ 40% の 95% エタノール - コーティングに最も一般的。 20 ～ 30% のプロピレンカーボネート — 石油系の掘削流体およびグリース (不揮発性) に推奨されます。 30 ～ 50% のアセトン - 高効率ですが非常に揮発性が高いため、換気された装置で使用します。ほとんどのコーティングでは、30 ～ 40% のエタノールが標準的な信頼できる選択です。
オルガノクレイが適切に分散しないのはなぜですか?
最も一般的な原因: (1) 剪断力が不十分 — 1,500 rpm 以上の Cowles 分散機を 15 分間以上使用します。 （２）溶媒の前にオルガノクレイを樹脂に添加する。 (3) 間違った活性化剤の添加量 - 少なすぎる（OC 重量の 20% 未満）または多すぎる（60% 以上、「活性化剤中毒」）。 (4) 溶媒の極性のグレードが間違っている - 製品ファインダーを確認してください。 (5) 温度が低すぎる - 15°C 未満の場合は、混合を 20 ～ 25 分間延長します。
オルガノクレイは活性剤なしで分散できますか?
はい - 自己活性型グレード (CP-180B、CP-APA、CP-MP10) または溶媒自体が十分な極性を提供する高極性溶媒 (MEK、酢酸ブチル、ケトンブレンド) の場合。芳香族または脂肪族溶媒の従来のグレードでは、完全な性能を得るには活性化剤が必要です。
オルガノクレイを分散させるプリゲル（マスターバッチ）法とは何ですか？
プレゲル（マスターバッチ）法では、目的の処理速度でメインバッチにブレンドする前に、オルガノクレイを溶媒または油の少量（通常、重量で溶媒/油約 87%、オルガノクレイ 8 ～ 10%、極性活性化剤 3 ～ 4%）で高濃度ペーストに構築します。これは、大規模なバッチ、高せん断能力が制限されている装置、および濡れ性の悪い樹脂 (エポキシ、ポリエステル、ショートオイル アルキド) に適しており、ペーストは複数のバッチで使用するために事前に作成できます。
関連: オルガノクレイの作用機構 · 製品選定ガイド · 技術サポート
