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潤滑・離型剤
FUNCTION.05潤滑離型剤
潤滑・離型剤は、車両用、金属加工用、繊維製造・加工、プラスチック・ゴム分野等、現代の各業界において、機器の保守・保全、操業性向上等を目的に使用される必要不可欠な添加剤です。
当社の潤滑・離型剤は主に疎水性の潤滑成分粒子を水に分散させたディスパージョンタイプで、コーティングカラーや塗料等のコーティング材に添加することで、塗膜の金属に対する付着や塗膜同士の固着(ブロッキング)を防止することができます。

塗工紙用潤滑離型剤

製紙業界における塗工紙用潤滑・離型剤は、塗工紙に離型性、滑り性、疎水性等、幅広い役割を持つ重要な工業薬剤の一つです。その使用目的には大きく分けて塗工紙製造工程における操業性の向上と塗工紙の紙質向上の二つがあります。前者では、カレンダーのダスティング防止(コーティングカラー付着防止)、ガイドロールの汚れ防止、後者では紙の滑り性付与、ブロッキング防止等が挙げられます。

ブロッキング防止剤

塗工紙や建材製品などの塗装製品を積み重ねて保存しているうちに上下の塗膜が固着(ブロッキング)し、剥がれなくなったり、引き剥がすと塗膜ごと剥離したりすることがあります。このような場合、ブロッキング防止剤を塗料に添加することでブロッキングのトラブルを防止することが出来ます。当社のブロッキング防止剤はディスパージョンタイプなので、取り扱いやすく容易に水系塗料に添加できます。

潤滑離型剤型のメカニズム

潤滑・離型のメカニズムは以下の4つが挙げられます。

1.低限界表面張力成分での被覆
物体の濡れやすさを示す特性として、限界表面張力γCが知られています。物体はそれ自身のγCより表面張力が低い液体でのみ濡れ、γCよりも表面張力が高い液体では濡れません。離型剤はγCの低い成分から構成されており、この低γC成分が金属表面を被覆することで、金属表面に離型性を付与します。
塗工紙では、製造工程で金属ロールにコーティングカラーが付着するダスティングが問題になりますが、潤滑剤によって金属ロール表面を低γC成分で被覆することで、でんぷんやラテックス等の粘着成分が金属ロール表面に濡れ拡がらなくなり、付着面積が少なくなります。付着面積の減少によって、塗工紙の金属ロールへの粘着性が低下し、ダスティングが抑制されます。
潤滑剤の限界表面張力と剥離強度の関係を図-2に示します。剥離強度は、金属ロール表面から塗工紙を剥がす時の強さを表します。図から潤滑剤の限界表面張力が低いほど剥離強度が弱いことが分かります。剥離強度が弱いほど塗工紙は剥がれやすいので、ダスティング防止性能は高くなります。
低限界表面張力成分での被覆

図-1 各素材の限界表面張力γC   図-2 剥離強度と限界表面張力の関係

2.水素結合形成抑制
塗工層表面のでんぷんやラテックスの親水基は、金属ロール表面と水素結合を形成するため、これらの成分は金属ロールに付着しやすく、金属ロール汚れが発生します。図-3が示すように、潤滑剤は塗工層と金属ロールの表面に作用することで両者の水素結合形成を抑制し、金属ロールへの汚れ成分の付着を防止します。また、表面の水素結合が抑制されることで、塗工層の滑り性も向上します。
潤滑剤の水素結合形成制御モデル

図-3 潤滑剤の水素結合形成制御モデル

3.摩擦係数低下
潤滑剤は、塗工層表面の摩擦係数を低下させることにより、塗工層に滑り性を付与します。
図-4が示すように、潤滑剤の脂肪族基の炭素数が増加するに従い、摩擦係数は低下します。
脂肪族基の炭素数と摩擦係数の関係

図-4 脂肪族基の炭素数と摩擦係数の関係

4.表面配向、表面突出
潤滑剤の疎水性粒子は塗工層の表面付近に多く配向します(図-5)。
また、一部は塗工層表面より突出することにより、塗工層に滑り性を付与します。
潤滑剤の分布

図-5 潤滑剤の分布