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2022.07/02 疎水性材料のコロイド

物質には水に溶解する材料と水に溶けない、あるいは安定に分散しない材料が存在する。前者については、肉眼では溶けているように見えても微粒子として安定に水に分散しているだけの状態も含まれるが、この状態の水分散状態の物質をコロイドと呼ぶ。


また、前者のように水に溶解するか、微粒子状態で安定に分散できる物質を親水性物質と呼ぶ。一方後者のような物質は疎水性物質と呼ばれる。


疎水性の油を水に分散したい時には、界面活性剤を用いるが、界面活性剤の構造は、親水性部分と疎水性部分でできており、界面活性剤を水に分散すると、親水性部分を水側に、疎水性部分は特定の量で球状に凝集し、安定化する。


凝集した疎水性部分には水を含まない空間が形成されるが、それはミセルと呼ばれる。ミセルには疎水性物質を溶かし込む能力あるいは機能が存在する。


また、界面活性剤の親水性部分と疎水性部分の比率をHLB値とよび、これは界面活性剤の特徴を示す重要なパラメーターである。(続く)

カテゴリー : 一般 電気/電子材料 高分子

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2022.06/30 コンパウンドの電気特性

昨日からの続きとなるが、コンパウンドの電気特性と成形体の電気特性を一致させると簡単に言うことができても、それを実行しようとすると大変高い技術が要求される。


絶縁体高分子を半導体に変性するために導電性物質を絶縁体高分子に分散する必要があるが、その時にパーコレーション転移という現象が発生する。


コロナウィルスの感染メカニズムでポピュラーになったが、連鎖状態であるクラスターを制御しなければパーコレーション転移を安定化できない。


ただし、詳細を省略するが、コンパウンド段階でパーコレーション転移を制御できても、成形段階でその再現ができなければ、コンパウンド段階の電気特性を成形段階で再現できない。


そのため、コンパウンド段階におけるパーコレーションを目的とした設計通りの値に制御できているかどうか、品質管理する必要がある。評価方法も含め、詳細は弊社に問い合わせていただきたい。ここでは書けない高度な技術が必要なのだ。

カテゴリー : 電気/電子材料 高分子

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2022.06/29 半導体ベルトのコンパウンド

高級カラー複写機には、YMCK4色の感光体に記録されたトナー画像を紙に転写する前に一か所に集める部品、中間転写ベルトが使われている。


コストダウンのため安価なレーザーカラープリンターではそれを使わず直接紙に転写するタイプ、直接転写方式も存在するが、トナーを静電気で付着移動させながら情報記録を行うシステムなので、静電気の特性を管理できない紙に直接転写する方式はあくまでもコストダウンの手法である。


プリンター設計で画像の美しさに配慮すると、紙に直接転写する方式ではなく、電気特性の均一性に優れた中間転写ベルトに一度トナー画像を形成させてから紙に転写する方式が優れているのだが、一工程の部品が増えるのでコストが高くなる。


それでも低価格プリンターに中間転写方式を用いる良心的なメーカーがあるが、これは低コストで中間転写ベルトを製造できる技術力があるからだ。


さて、この中間転写ベルトは半導体コンパウンドを用いて押出成形されるのだが、コンパウンド段階とベルト段階で電気特性が一致していることが好ましい。


好ましい、と表現している理由は、そうでなくても、すなわちコンパウンドと中間転写ベルトとの電気特性が一致していなくても、押出成形段階で調整する方法もあるが、押出成形というプロセシングの特徴を考慮すると避けた方が良い。(続く)

カテゴリー : 一般 高分子

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2022.06/28 PPS摺動部材

摺動部材でなくても良いのだが、脆いPPSの意外な用途として、ベアリングとか中間転写ベルトのような動的部品がある。いずれも特許が出ており、脆い材料をどのように使用しているのか参考になる。


例えば中間転写ベルトでは、ナイロンとの複合化で高靭性を実現し動的部品に使用可能としている。また、トナーの清掃にブレードを用いても滑りやすく摺動部材としても使用可能な表面性である。


摺動部材としては、PPSを繊維化して用いる事例も特許出願されており、PPSが脆い、というイメージでアイデアを出そうとするとこのような技術は出てこない。


脆いPPSの靭性を高める技術開発は古くから行われているが、ナイロンの添加にしてもTgが下がる問題があった。この問題の解決にオリゴマーが有効であり、それを活用した特許出願を弊社は行っている。


この技術の優れているところは、PPSの結晶成長も抑制する効果があるようで、200℃の雰囲気に長時間放置しても強度低下がわずかである。未変性のPPSでは結晶成長のため、靭性が下がり強度低下する。


PPSの問題はTgが低い点だが、これはFRP化することによりTgよりも高い温度での使用が可能となる。炭素繊維との複合線材は実用化された。


PPSのFRPであれば、高温度まで耐久出来る摺動部材が可能となる。弊社の特許は現在審査請求中であるが、この技術を活用したいと考えておられるところに売却しても良いので問い合わせていただきたい。

カテゴリー : 一般 電気/電子材料 高分子

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2022.06/27 コンパウンドの評価

数年前、コンパウンドの品質評価データに捏造があり、某社の社長が頭を下げた。当時このほかに3件ほど品質データの捏造事件があったが、それらで何か製品の事故があった話を聞かない。


面白いのは、社長の謝罪記者会見の直後に、トヨタ自動車から部品について品質を見直したところ問題が無かったので捏造の影響なし、という談話を出した。その後他の自動車メーカーも同じような声明を出している。


冷静に考えると、ユーザーへの配慮と思われるこの声明はおかしな話であるが、高分子材料ではありうる話である。すなわち、コンパウンド段階で品質に問題があったとしても、射出成形体の機能でその問題が現れないことがあるためだ。


逆に、コンパウンド段階でテスト成形を行い問題が無くても、顧客の射出成形で問題が発生することがある。当方のセミナーではこのような問題についての解析事例も公開している。


公開しているのは、中国ローカル企業の体験であり、またデータは主成分分析により加工して説明している。高分子材料では、コンパウンド段階の評価と、射出成形体における評価とが合わないことはしばしばある。


ゆえに中間転写ベルト用コンパウンド工場を立ち上げたときには、タグチメソッドのSN比をはじめとして、様々な評価をコンパウンドに対して行い、押出成形体の物性との対比をして品質維持に努めるとともにその問題を考えるためのデータを収集した。


半年ほど6項目の評価を続け、コンパウンド及び成形体の品質が十分に安定していることを確認したので、1年後にはコンパウンドの品質評価をすべて撤廃している。このあたりの品質管理方法についてはご指導可能なのでコンパウンド評価で悩まれている方はご相談ください。

カテゴリー : 一般 電気/電子材料 高分子

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2022.06/21 混練技術の難しさ

混練技術に関する最近の著書では、分配混合と分散混合で説明がなされている。注意していただきたいのは、混練を行う対象が高分子であるということだ。


混ぜて練り上げるのが混練プロセスであり、単なる分散プロセスではない。そこで当方は2年ほど前に混練に関する著書をゴム会社から依頼され執筆した。


混練を進行させる力は、混練機の中で生じる高分子の流動が源泉である。ゆえにスクリューセグメントだけで混練プロセスを説明できない。


高分子の流動には大別して剪断流動と伸長流動がある。スクリューセグメント以外に混練温度やスクリューの回転数、圧力によりこれらの流動は変化する。


混練技術の難しさは、混練で機能する高分子の流動ではなく、混練された結果の分散状態から説明している多くの教科書にまず原因がある。また、この教科書の説明からはパーコレーションの制御アイデアなど出てこない。


同一スクリューセグメントでも混練条件により、得られたコンパウンドの物性は大きく変化する。この事実を一度でも体験すると、混練に対する教科書の説明に疑問が出てくる。

カテゴリー : 一般 電気/電子材料 高分子

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2022.06/17 パーコレーション転移の解説セミナー

絶縁体である高分子に導電性フィラーを分散すると、ある添加量で急激に体積固有抵抗が低下したり、またそのような添加量の領域では体積固有抵抗が大きくばらついたりする。


40年前は混合則で説明された現象であるが、最近はパーコレーションという言葉が十分に普及しているようだ。最もこの現象は、数学者の間では1950年代から議論されてきて科学の形式知として確定している。


現象の数学的説明ではn次元までの形式知が知られているが、それで高分子材料の設計を行おうとすると結構難儀である。現象の数学的理解ができてもモノを設計できなければ無駄知識になりかねない。


本セミナーでは、数学理論は最小限にとどめ、当方の開発したシミュレーションソフトによる説明を行い、それを材料設計に活かす手法について講義する。


パーコレーション転移を起こしたドメインの分散を制御するWパーコレーションの技法についても事例で解説する。混練の知識も必要になるので最低限の混練技術の説明も行う予定である。


3時間1万円WEBセミナーとして企画したので受講希望者は候補日4日ほど用意して問い合わせていただきたい。

カテゴリー : 一般 学会講習会情報 宣伝 電気/電子材料 高分子

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2022.06/16 アーレニウス式による加速試験の基礎セミナー

アーレニウス式による加速試験の基礎とデータ解析方法、および失敗しないための知恵について3時間1万円WEBセミナーを開催しますので、ご希望の開催日候補を4種類ほど記入し、問い合わせてください。


事例や、弊社の公開しております解析ソフトウェアー(重回帰式)の使用法を分かり易く解説いたします。ラーソンミラー指数その他もご説明いたします。


3時間ですので演習はありませんが、例題を説明しますので、受講終了後弊社ソフトウェアーを使用してすぐに知識の確認をできます。


プラスチックやゴム、接着剤や化成品、医療薬品などの寿命予測を担当されるご予定の方や、担当しているが、学びなおしたい方に最適なテキスト(pdfで提供)付です。


ただし、3時間という短時間ですので、製造業の現状の課題とか周辺情報は含みません。アーレニウス式あるいはラーソンミラー指数法の解説だけです。ただし、これらを用いるときの注意点については当方の著書以上に詳しく説明します。

カテゴリー : 一般 学会講習会情報 宣伝 電気/電子材料 高分子

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2022.06/11 帯電防止技術WEBセミナー

帯電現象はトランスサイエンスのテーマの一つである。金属の帯電現象について科学的に解析されているだけで、その他の誘電材料については、科学で完璧に説明がなされていない。


かつて電気粘性流体用の粉末について、傾斜機能粉体や微粒子分散型粉体、コンデンサー分散型粉体を合成したところ、いずれも安定で高い電気粘性効果を示した。


ところが、それから会議前になるとFDを壊されるような嫌がらせを受けることになる。科学的ではない、と怒っていた人が犯人であったが、電気粘性流体は帯電現象を利用した機能性流体であり、科学で完璧に理解し材料設計することは不可能である。


このような問題では、経験知と暗黙知を総動員して解くことになる。そのためには正しく現象をとらえ、ヒューリスティックに解を求めて、まずモノを作り、それを評価する作業が重要になってくる。


一日コースのセミナーではこのあたりまで説明しているが、本3時間セミナーではフィルムの帯電防止技術を中心に帯電現象の評価技術と材料設計技術、それらをサポートするシミュレーションを中心に講義を行う。


他のセミナー同様に受講希望者は弊社へ問い合わせていただきたい。1名10000円であるが、開催日は、受講者の希望に沿い行う。企業で研修を希望される方は別途お見積りをさせていただきます。

カテゴリー : 一般 連載 電気/電子材料 高分子

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2022.06/10 ブリードアウトのWEBセミナー

高分子の成形体を扱う事業者でブリードアウトにより引き起こされる品質問題に悩んでいる事業者は多いのではないか。3時間WEBセミナーでは高分子材料の基礎事項も取り扱い、この品質問題の解決についてアイデアを提案する。


高分子材料の物理現象を理解するための基礎事項についても解説するので専門外の技術者でも理解できる内容である。ただし、3時間という短時間で解説するので事例は体験談だけの紹介となる。


ブリードアウトについて科学では拡散現象として説明されるが、市場で引き起こされる品質問題は、この科学の説明で理解できない場合がほとんどである。科学で対応できるならば問題を解消できるのだが市場問題の解決に経験知は欠かせない。


本セミナーについても他のセミナー同様、受講希望者の受講希望に沿って開催予定ですので、希望候補日を3日以上記入し申し込んでいただきたい。企業単位でご希望があれば出張セミナーにも対応いたします。なお個人で受講の場合、1名10000円である。

カテゴリー : 一般 学会講習会情報 宣伝 連載 電気/電子材料 高分子

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