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A. エマルジョンは乳濁液とも呼ばれ、液中に混じりあわない他の液体が微細粒子となって、分散、浮遊している混合物をいいます。乳濁液の分散粒子の粒径の多くは、0.1~10 μm(1 μm = 10~6 m)程度であり、可視光を乱反射するため、牛乳のように白濁しています。
A. 水と油の混合物を撹拌すると一時的に分散されますが、すぐに分離します。これに、微量の乳化剤を加えることにより、安定な混合物ができます。エマルジョンには、水の中に油を分散したO/W型、油の中に水を分散したW/O型があります。O/W型の例としては牛乳など、W/O型としてはマーガリンなどがあります。
A. 乳化剤とはエマルジョンを作るための添加剤で、その多くは界面活性剤を使用します。界面活性剤とは、分子の形で見ると、親水基、疎水基の性質の異なる2つの部分を持つ化学物質をいいます。この親水基、疎水基を変えることにより、水に溶けやすいもの、水に溶けにくいものなどをつくることができます。
A. エマルジョンに使用されている乳化剤により、ノニオン型(非イオン)、カチオン型(陽イオン)、アニオン型(陰イオン)に分類されます。これらは用途により使い分けます。
A. 油脂分が界面活性剤に囲まれ、水の中に浮いていると考えられます。
A. まず、環境的な配慮から、有機溶剤の使用が減っています。エマルジョンタイプは水系であるため、有機溶剤を大幅に削減できます。次に、エマルジョンを使用すると、シリコーンを容易に分散ができます。この技術は化粧品などに応用されています。
A. シリコーンエマルジョンは、化粧品用、繊維加工用、剥離紙用、消泡用、食品添加用など広く利用されています。
A. ●離型性について
シリコーンは、他の分子に比べて表面張力が低いことが特徴のひとつです。表面張力は分子同士が引き合って生じる力で、表面積をなるべく小さくする方向に働きます。水は高い表面張力を持つ代表的な例で、そのため水滴は球状になります。 一方、シリコーンオイルは表面張力が低いので、薄く広がる傾向があります。表面張力が低いと、仲間の分子を引きつける力が弱く、他の分子に対する引力も小さくなります。シリコーンの離型性が優れているのは、そのためです。
離型シリコーンの種類は、シリコーンオイルを成分とした非架橋タイプが主流ですが、レジンやゴムのように架橋して皮膜を形成するタイプもあります。いずれも離型性には優れていますが、用途により形態が異なります。なお、シリコーンが耐熱性に優れることや化学的、生理的に不活性であることも離型性に最適の特長です。
●接着性について
さて、離型性と相反する接着性について考えてみましょう。
シリコーンの接着性は離型性と違って、シリコーンがもともと備えている性質ではないのです。シリコーンは元来、他の物質に接着しにくいわけで、この点は離型剤の説明で理解していただけたと思います。では、接着シールなどに利用されるシーリング材が、被着体と接着する理由を考えてみましょう。まず、シーラントは(a)シラノール基(‐>Si-OH)のような活性点のあるシリコーンポリマーと、(b)その活性点を利用してポリマーを架橋(硬化)させる架橋剤から成り立っています。シーリング材が硬化する際に、(b)の成分はポリマーを硬化させると同時に、被着体表面とも結合を作ります。このような機構で、シーリング材に接着性が備わります。なお、硬化の際に接着性を発揮するシリコーンでも、必ずしも硬化した表面は優れた離型性を示すわけではありません。
A. 身近なものでは、オーディオ用のカセットテープ、ビデオテープ、粘着ラベルやシールなどです。このほかにも、剥離紙には多くの用途があります。以下の表に、主な用途をまとめています。
表1 剥離紙の主な用途
ラベルシール類
* 計量ラベル用、ハンドラベル用、POS用、インデックスラベル、ビジネスフォーム、荷札用、汎用シール用などの紙を表面材とする粘着製品など
* 塩ビ、ポリエステル、合成紙などのフィルムを表面材とする粘着製品など
粘着テープ類
* 包装用クラフト粘着テープ類
* 両面接着テープ
* マスキングテープなど
壁紙・装飾材
* 塩ビ、紙、布などを表面材とするシール壁紙
* 家具、建具類などのシール装飾材
*金属シートシール
* 接着式化粧板など
建設資材
* テープ式ビニルタイル
* テープ式じゅうたん
* 遮光フィルムテープ
*反射シートテープ
* ゴム、アスファルト屋根などの防水材用
* 各種のゴムシートパテ用
* 自動車内装用
* 発泡シート用
鋳造業
* 塩ビ、ウレタンなどの合成皮革製造用
* 各種フィルム類の製造用
* 反射シートの製造用
* 炭素繊維プリプレグ用
* 感熱接着フィルム製造用
* セラミックシート製造用など
食品工業
* ベーキングペーパートレイ
* クッキングシート
* まんじゅうの裏紙
* アメ、ガム、チョコレート類の製造・包装用など
その他
* アスファルト類、各種ゴムの包装用
* 各種成形品の製造
* 転写印刷関連製品工程
* 医療用絆創膏用
* ゴキブリ捕り器
A. まず剥離紙の最も一般的な構造(断面)は、以下の図のように3層構造になっています。
剥離剤にはシリコーン系以外のものもありますが、剥離特性の面で、シリコーン系が最も広く利用されています。剥離剤層は0.5~1.0 μmと極めて薄い層です。目止め剤は、基材である紙内部への剥離剤の浸み込みを防ぎ、少量の剥離剤で表面に十分な特性を発揮できるようにします。
基材として紙以外にも、ポリプロピレンなどのプラスチックフィルムなどが使用されます。
よくある接着ラベルは、このような剥離紙の上に粘着剤を塗り、それにラベルとなる紙などを貼り合わせます。それに文字などを印刷後、ラベルの形を打ち抜きます。使用時に、粘着剤はラベル側に完全に付着した状態で剥離紙から容易に剥れます。これを可能にするのが剥離紙用シリコーンです。
A. 溶剤を使わない製品が特に注目されています。無溶剤の製品には、主に熱硬化型とUV硬化型があります。弊社のUV硬化型製品ラインアップは、エポキシ変性シリコーンをベースポリマーにとして、光カチオン触媒により硬化させます。この硬化法は、短時間で処理でき、熱がかけられないフィルムにも使用できるという利点があります。さらに、空気中の酸素による硬化阻害もありません。
無害、安全な性質のため、欧米では無溶剤型が主流となっています。今後、日本でもその傾向が加速されるとみられます。
*The marks followed by an asterisk (*) are trademarks of Momentive Performance Materials Inc.