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[書籍] カーボンブラック 全容理解と配合の技術

カーボンブラック 全容理解と配合の技術
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カーボンブラック 全容理解と配合の技術

…選定・配合・混練・分散…
「 悩むあなたに贈る カーボンブラックバイブル 」


配合設計技術について“ 直ちに製造現場に適用できる技術情報 ”を多彩に解説!
理論的考察と豊富な製造経験に基づいた情報が、配合検討・製造工程におけるあなたのお悩みに応えます。
カーボンブラックそのもの、本業界に広がる誤情報に対する本質理解や、新たなカーボンブラックの可能性も解説。
貴社のカーボンブラック応用力向上に繋がる教科書として、ぜひご活用ください!


発刊日

2016年7月28日

体裁

B5判並製本  143頁

価格(税込)

43,200円(会員価格 41,040円)  会員登録について

 定価:本体40,000円+税3,200円
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発 行

サイエンス&テクノロジー(株)
送料無料

ISBNコード

978-4-86428-140-9

Cコード

C3058

 

【購入者特典】
本書の内容に関するご質問について、著者へメールによる問い合わせが可能です。問い合わせ対応期間は発刊日より一年間です。






著者

材料技術研究所 技術コンサルタント 技術士[化学部門] 渡辺 聡志 氏



趣旨

――――――――――――――― 本書の特長 ―――――――――――――――
■ ユーザーとしてカーボンブラックに向き合ってきた技術者が編んだ
ユーザーによるユーザーのための技術書です

■ 実製造現場に適用できない理論・技術情報展開ではなく
“現場で使えるカーボンブラック論”に満ちた一冊です

カーボンブラックの利用技術に関する書籍は世界的にも数が少なく、特に2000年以降の刊行書は探すことさえ難しい状況にあります。既存書籍の多くは、カーボンブラックメーカー技術者の執筆によるものでした。当然ながら、彼らはゴム・プラスチック・インキ・塗料などの製造開発技術に関しては素人です。その負の側面として、現状のカーボンブラック技術論では、観念的で現場に適用できないような情報が“ひとり歩き” をしているのも事実です。


本書の最大の特長は、直ちに現場に適用できる技術情報が多彩に展開されている点にあります。
著者は技術コンサルタントとして、カーボンブラックを使う全ての領域に対する豊富な技術指導歴を有しています。その経験から培われたエッセンスが、全て投影されています。既存書に有りがちな、単なるカーボンブラックの特性解説に留まることのない論述は、新たな活用のための視点をも呈示してくれるでしょう。また、本書では「スス」に多くの頁が費やされていますが、読み進めるうちにその重要性も理解されることと思います。

日本では一人だけだと思いますが、著者は “全ての製造法のカーボンブラックに関する開発設計と製造経験” を有しています。この素地から、冷静な観点からのカーボンブラック比較論が生まれ、先行文献では踏み込めなかった技術的示唆が記されています。「使いこなすための技術と情報」の集大成である本書を、貴社のカーボンブラック応用力向上のための“頼れる情報源” として是非、ご活用ください。


―――――――――――――― 本書の内容紹介 ――――――――――――――
■“カーボンブラック”とはどのような 物質・工業製品 なのか
本質理解と、選定・使用に必要な視点を得るための情報を解説します

■ 各応用分野における配合設計技術論を、製造現場での経験をもとに解説
誤った情報の指摘とその論拠、すぐに現場に適用できる現実的な技術情報が満載です

 第1部では、構造・性状・属性といったカーボンブラックそのものに対する理解を深める技術情報が展開されています。
 導電性付与設計に欠かせない電子論、分散やゴムの補強性に関わる表面官能基、新たなカーボンブラックを求めた時の改質手法、誤った解釈がされがちな一次粒子径・ストラクチャー構造…等。これらの情報は、配合設計を検討する際の考え方の礎となります。

 第2部では、各応用分野における配合設計技術論を、理論的側面と製造現場で培った経験則の両面から具体的に解説。
 解説対象は、インキ・塗料(顔料としての配合技術)・導電性組成物・ゴムの3分野。カーボンブラックのグレード選定や効率的な配合実験に繋がる技術情報、配合製品の安定的な製造に必要な技術等について、カーボンブラック技術者をトライ&エラーの迷路に誘い込む誤情報の指摘も交えながら解説します。

 第3部では、カーボンブラックの近縁材料として、配合検討材料の候補に挙がるスス・黒鉛・白炭・ホワイトカーボン(シリカ)の特徴と配合材料としての実際について解説します。また、カーボンブラック活用の可能性を広げる情報として、耐熱性向上剤としての資質について、その発見に至った著者の実験・思考プロセスを紹介します。

[書籍] カーボンブラック 全容理解と配合の技術

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目次


概観 カーボンブラック
 ◆ 用途
 ◆ 分析
 ◆ 需要
 ◆ 選定

第1部 全容理解
 1.概要
   1.1  工業材料としての歴史
   1.2  分類の変遷
      ・ 第1期の分類方法 [アルファベット3文字法] 
      ・ 第2期の分類方法 [アルファベット3文字法 + 2文字追加法]
      ・ 第3期の分類方法 - ASTM  D1522 規格として制定
      ・ 第4期の分類方法 [アルファベット1文字法 + 数字3桁法] 
   1.3  製造法
      ・ 主な不完全燃焼法
         松煙法
         ランプブラック法
         チャンネル法
         ファーネス法
      ・ 熱分解法
         アセチレン法
         サーマル法
   1.4  用途と需給
      ・ 国内動向
      ・ 国際動向
 2.構造
   2.1 電子論
      ・ π電子とσ電子
   2.2  結晶子
   2.3  表面官能基
   2.4  単位形状
 3.性状
   3.1  造粒体
   3.2  改質手法
      ・ 酸化操作
      ・ 表面官能基除去操作
      ・ 比表面積増加操作
      ・ 黒鉛化操作
   3.3  熱的挙動
   3.4  表面修飾
      ・ 表面へのグラフト改質
      ・ 界面活性剤に依る修飾
 4.属性 
   4.1  粒子径の概念
   4.2  ストラクチャー
      ・ ストラクチャー構成比を推測する測定規格  
   4.3  純度      
   4.4  着色力
   4.5  その他の属性

第2部 配合設計論
 1.顔料活用のための選択と配合技術
   1.1  顔料用グレードの特徴     
      ・ 着色用カーボンブラックの性状
   1.2  インキにおける透過光と散乱光
      ・ ストラクチャーの影響
   1.3  ビヒクルへの相溶性と分散性
   1.4  漆黒の演色
 2.導電性付与のための選択と配合技術
   2.1 「導電性カーボンブラック」商品考
      ・ カーボンブラックとπ電子
      ・ 再考 導電性カーボンブラック論
   2.2 導電性組成物設計の基本
      ・ 配合設計の各論
      ・ 高導電領域
      ・ 半導電領域
      ・ 帯電防止域
      ・ 液系設計
      ・ TPEに特有の配合設計
   2.3 ストラクチャーの構成
   2.4 導電性特有の混練と養生
      ・ 界面濡れという現象
      ・ 養生の技術
 3.ゴム物性制御のための選択と配合技術
    3.1 基本的な考え方
      3.2 強度向上と属性選択
      ・ プルーフレジリエンスの方向性
      ・ ストラクチャー属性と物性の相関
      ・ カーボンブラック配合量の少ない系における考え方
      ・ フッ素ゴム系配合の特異性
      3.3 分散阻害因子と対応策
      ・ 混練工程におけるカーボンブラックの投入順序
      ・ カーボンブラックマスターバッチの考え方
      ・ マスターバッチの具体的問題点
      3.4 混練の技術
      ・ マルチステージミキシング

第3部 付帯情報
 1.近い関係にある材料
   1.1 ススの性質 
   1.2 黒鉛と黒鉛粉
   1.3  白炭の導電性
   1.4  ホワイトカーボン
 2.取り上げられていない論点 
   2.1 ラジカル捕捉能
      ・ 高分子組成物における耐熱性
      ・ 結論
      ・ 検証対象としたカーボンブラックの属性
      ・ 配合量と耐熱性
      ・ 一次粒子相当径,ストラクチャー,灰分および硫黄分の影響
      ・ トルエン着色透過度の影響
      ・ 結晶子の発達状態の影響
      ・ O/S の設定理由とその影響
      ・ まとめ
   2.2 生成機構論
 
「春夏秋冬 カーボンブラック」
   ・ カーボンブラックとの出会い
     ・ ファーネスブラックとの対話
     ・ アセチレンブラックとの交流
     ・墨用の煙類に光をあてる
   ・ 新型カーボンブラックの印象
   ・ 新しいカーボンブラックへの幻影
   ・ カーボンブラックの技術講演を通して
   ・ ほんとうの あとがき

・筆者のカーボンブラック関連文献リスト
・技術用語解説

 
 
著者紹介 ―――――――――
 
材料技術研究所 技術コンサルタント 技術士[化学部門] 渡辺 聡志 氏
大手化学企業研究職を経て1988年、旧東芝シリコーン(株)入社。2002年技術コンサルティング会社を設立、現場技術者に寄り添った実用的な技術指導を行っている。
カーボンブラック分野では、三菱化学の「3030B」や、電気化学工業のアセチレン法カーボンブラックの新規開発に参画、新たな設計思想を有するカーボンブラックを生み出した。 技術情報誌「月刊Polyfile」において2006年4月から一年間連載した“知ってるつもりのカーボンブラック”では、カーボンブラックという素材の本質とユーザーが押さえておくべき技術情報を、優れた文才と豊富な知見をもとに、明快かつユーモア溢れる軽快な語り口で解説し、大きな反響を呼んだ。その他特許・学会招待講演・専門書執筆・技術講演多数。
カーボンブラックの原材料製造から特性改質、配合設計、混練技術、量子論的解析に至る全ての技術要素を、明快に説くことのできる稀有な存在である。

著者のことば ―――――――――

ゴムの補強材、インクの着色材、乾電池の電解液保持材、プラスチックの導電付与材・・・と、多彩な能力を示すカーボンブラック。それぞれの分野では、製品品質を左右する重要な配合材料となっています。
既存のカーボンブラックに関する技術論の多くは、カーボンブラックメーカーと限られた大学からの発信でした。当然、売るための誇張が過度に盛り込まれ、あるいは特定条件下の挙動が一般論化されていました。そのような情報を参考にしていたのでは、カーボンブラックの活用はおろか誤用の危険性も捨て切れません。

本書は“売るためのカーボンブラック論” ではなく、“使うためのカーボンブラック論” で構成されています。さらに「カーボンブラックとは、どのような物質なのか」が本質的に理解されるように、多くの頁を充てました。
本書を通して、客観的で正確なカーボンブラックの姿と性質を学んでいただき、新たな発想の下での自由な製品展開が図られることを、出版の目的としています。

【注意事項】

本書籍は、サイエンス&テクノロジー株式会社より発刊しております。
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━☆ポイント☆━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
  
   ・粒子の物性と粉砕の関係は?正確な粒子径測定法を知る。
   ・この素材に最適な粉砕機はどれ!?各種粉砕機の特徴と選定法から見つける!
   ・粉砕による粉体・粒子の活性化で新素材の開発を!!メカノケミカル効果を理解する!
   ・摩耗・付着・凝集・粉塵爆発など、実ラインにおけるトラブル対策を網羅!
   ・高精度な分級操作の実現のためには??分級・篩い分け操作の完全理解!
   ・噴霧乾燥(スプレードライ)の原理から装置の操作法まで!
   ・粉体ハンドリングの各工程トラブルに対応!ナノサイズの粉体の処理も!

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

各技術分野における素材の基礎、粉砕・分級技術を完全網羅し、製品の高性能化に伴うサイズリダクションの要求及び現場に即した実ラインでのトラブル対策への指針として活用いただけるよう、企画いたしました。


≪本文一部抜粋≫
ジェットミルは、流体エネルギーを利用した全く可動部分のない微粉砕機であり、1940年ころから実用化され始めたといわれ、医薬品等の微粉砕機として特殊な産業分野で使用されていた。最近では、各産業分野での超微粉砕の要求が高まるにつれ・・・・・・それらの要求に応えるべく新製品の開発及び改良が重ねられてきた。
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[書籍] 上田隆宣氏の、数式のないレオロジー入門 (第4版)

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<第4版:発刊にあたって>

 2006年の初版から10年目に第4版を発刊することになりました。
 これほど長い間皆様に読まれるとは想像もできず、講義を聞いた人も6500名を超えた位になりました。第3版の発行は2011年でしたので現在の仕事を始める前で会社員との二足のわらじでしたが、2013年に日本レオロジー学会の会長に就任し、会長としての世の中への恩返しを第2の人生で行うために、2014年に独立して上田レオロジー評価研究所の代表として、今まで以上に初学者のためのレオロジー入門講座に磨きをかけてきました。

 そのような状況の中で廃刊ではなく第4版の依頼を受けたことは大変幸せに思います。レオメーターを直ぐに触れる環境の中で便利に使えるようになった装置をより広く使ってもらいたいということから、過去の講座で重要視していた古い測定経験の継承というような色合いを少なくして、現在の環境で直ぐにでも使えるようにするという方法に変化してきています。

 レオロジー討論会と関連深い日本化学会のコロイドおよび界面化学部会の副部会長と日本レオロジー学会の会長を同じ時期に経験したことから、化粧品業界をターゲットとした感触とレオロジーを結びつけるサイコレオロジー研究会の設立、希薄溶液で起こるレオロジー現象を対象にした希薄溶液の流動学研究会の設立など分散系を中心にしたレオロジーに前にも増して軸足を移した活動を続けている現在、第4版となるこの本が食品分野、医療分野など従来関連性のない分野の人たちがレオロジーを始めるきっかけになれば存外の幸せです。

 第4版ではデータも最新となり、大幅に書き足したことで、初学者が少し興味を持って次の段階に進む時にでも役立つようにしてあります。最後に10年もの間、根気強く出版、講演の支援をしてくださったサイエンス&テクノロジー社に感謝の気持ちでいっぱいです。

2016年 上田 隆宣
購入数

[書籍] 48Vシステム 欧州の思惑と日本の技術開発の方向性

43,200円(税込)
 本書は、欧州からの新しい技術潮流である自動車用48V電源システムに対する、最新情報、技術解説、並び我が国に
おける市場戦略指南を盛り込んだ、新しい形の技術書である。本分野並びに他分野を見渡しても、コンサルタント会社に
よる市場動向書籍、並びに技術者による専門技術書は数多く出版されている。しかしながら、技術者、研究者の経験、
知識、実測データをベースに、市場動向予測まで架橋した書籍は数多の出版物の中にほとんど見ることがない。

 本書は、その新しい形の技術指南書として、技術分野と市場分野の隙間に切り込んでいくものである。堅固な技術力、
学会情報、新解析データを基盤として世界の自動車潮流の先を読み解く本書が、我が国の自動車業界における戦略の
一助となれば、著者としてこの上ない喜びである。
                                                              (はじめに より抜粋)
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(6/27) 粉(コナ)・粒(ツブ)との上手なつきあい方

48,600円(税込)
粉体・粒体は、多くの分野で取り扱いの中間材料としてきわめて大切な状態である。粉体・粒体として身近にある最終製品の「化粧品」「医薬品」「食品」はもとより、打錠製品である健康食品や、ボタン電池等、全て中間処理形態として、粉体を扱う処理技術が駆使されている。
 しかしながら、粉砕、混合、造粒、乾燥、成形、それら(単位操作という)を繋ぐバルク・ハンドリング技術は、気体や液体の扱いとは異なり、粉体の表面の摩擦係数や物性定数によって、プロセス設計には多くの困難を伴っている。
 本講座では、粉・粒であるが為の「取り扱いの困難さ」を基本的な事象を理解する事から解説し、それらのトラブルの種を解消するための、実務的な実践事例を紹介する。トラブル解決は青春と同じで、自分で体験しなければ、単に話を聞いただけでは本当に理解したかどうか分からない。
 本講座では透明アクリルを使った「装置内粉体挙動 実演可視化モデル」を8〜10機種用意し、実際に装置内で粉を動かして「閉塞現象」「凝集現象」「偏析現象」を体験する。その他、造粒装置や乾燥装置を粉体を投入して動かしてみる。粉の動き「微小固体粒子、気体、液体の混相流体」を感性を持って体験し、その動きの基本原理を分析して理解するチャンスを、提供したい。
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第1部 リチウムイオン電池の非安全へと至るメカニズムと安全性向上対策

 リチウムイオン電池はモバイル機器のみならず電気自動車、電力貯蔵装置等、今後飛躍的に市場が拡大されるとの経済予測がある。電池の高性能化を目指した 研究 開発の国際的開発競争が行われている。一方で工業製品としての安全性は十分とはいえず、毎年、発火の可能性がある電池のリコールがなされている。本講演ではリチウムイオン電池の安全性の基礎、現状と課題、安全性向上対策等について概説し高性能電池開発の助としたい。
1. リチウムイオン電池の開発状況と安全性の現状
2.リチウムイオン電池が非安全になる機構

3.市販電池の現状の安全性確保策
5.安全性向上の取り組み、対策
 
6.リチウム電池の安全性評価方法
6.安全性と今後のビジネスチャンス

7.まとめと今後の展望
<受講によって得られる知識・ノウハウ>
・リチウムイオン電池の熱暴走メカニズム
・リチウムイオン電池のトラブル例
・リチウムイオン電池の安全性確保のための各種技術
・リチウムイオン電池の安全性評価方法

第2部 リチウムイオン電池の安全性を巡る国内外の規格・ガイドラインの制定動向と今後の展開
     ―EVを中心とする総合解説―

 現在、2017年において、ZEV(ゼロ・エミッション車)の増強政策もあって、EVとPHVの生産・販売は大きく増加している。一方でリチウムイオン電池の発火・破裂の事故は少なからず起こっている。UL、UNECE、ISOやIECなどのEVに特化した安全性試験規格が提案され、運用が始まっているが、その成果は未だ見えていない。安全性規格があればEVが安全になるというわけではなく、そうした実績を確かめられるものは何もない。現状は、複雑化しているセル、モジュールとEVの電池システムに対して、安全性試験がそれを追いかけるのが手一杯であり、むしろ試験方法自体の検証が必要とも思われる。
 EVの普及に対応しての安全性試験の計画と実施とその活用は、電池メーカーや自動車メーカーのみならず、原材料の開発段階においても重要度を増している。一方で、試験内容の分かり難さと、電池(試験試料)と試験方法のマッチング調整の難しさから、各種試験をマニュアル通りに実施することすら不可能な状況である。今回のセミナーではこの点の技術解説も新たに加えて、関係業界向けの参考となる内容でお話しする。
1.安全性試験規格の概要
2.JIS規格と電気用品安全法
3.UL規格と製品認証システム
4.UN規格(国連危険物輸送基準勧告)
5.電池(セル・モジュール)輸送関係の実務
6.EV用電池の安全性と試験規格
7.安全性試験の技術的な背景
8.まとめ
※ 講演時間の都合により、上記されている一部の項目に言及しない可能性がございます。講師に特に言及して欲しい項目がある場合は、受講前(1週間前まで)に当社HP内のお問い合わせフォームよりご連絡下さい。
<受講によって得られる知識・ノウハウ>
・実用リチウムイオン電池の基礎技術と性能評価
・JIS、電気用品安全法など国内規格と安全性試験
・UL、UNなどグルーバルな安全性試験規格の概要と適用範囲
・UNECEなど欧米のEV用リチウムイオン電池の安全性試験
・中国のEV用リチウムイオン電池の安全性基準
・リチウムイオン電池(セル)の輸送実務
・安全性試験の計画と実施への予備知識
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(7/4) [名古屋]スラリーの上手な取り扱い方

48,600円(税込)
 固液分散系スラリーを取り扱うプロセスは、各種材料プロセス、製薬、食品、水処理、リチウムイオン電池電極製造といった非常に幅広い分野に存在します。これらのプロセスのスタート地点であるスラリーの特性が最終製品の品質と密接な関係にあることは経験的に広く知られていますが、製品特性とスラリー特性とのつながりが無いまま測定できそうな特性を測定するだけで、結局はプロセスごとに試行錯誤を繰り返すことがほとんどです。また、せっかく調製法を確立したはずなのに、日によって全く異なる特性を持つスラリーができ上がることも珍しくありません。
 そこで本セミナーでは、粒子の分散制御および分散状態の評価について、その手法、分散安定性に影響を及ぼす様々な要因などの基礎的な内容から、実例を用いた種々のスラリー特性評価、適切な分散剤の選定などの応用的な内容、また、最新動向について紹介します。