利用者:加藤勝憲/結合剤
バインダーまたは結合剤とは、機械的、化学的、粘着性または凝集性によって、他の材料を一緒に保持または引き寄せ、凝集性のある全体を形成するあらゆる材料または物質を指す。
より狭義には、結合剤とは、化学的または物理的なプロセスによって硬化し、繊維、充填材粉末、その他添加された粒子を結合する液体または生地のような物質である。例えば、接着剤、粘着剤、増粘安定剤などがある。
機械的結合材の例としては、石工におけるボンドストーンや、木材の骨組みにおけるタイビームなどがある。
分類
[編集]結合剤は、有機物（ビタム、動植物糊、ポリマー）と無機物（石灰、セメント、石膏、液体ガラスなど）に大別される。これらは、主材料の性質によって、高分子だけでなく金属やセラミックにもなる。例えば、WC-Co化合物（切削工具に使用される炭化タングステン）では、CoがWC粒子の結合剤を構成している。
Binders are loosely classified as organic (bitums, animal and plant glues, polymers) and inorganic (lime, cement, gypsum, liquid glass, etc.). These can be either metallic or ceramic as well as polymeric depending on the nature of the main material. For example, in the compound WC-Co (Tungsten Carbide used in cutting tools) Co constitutes the binding agent for the WC particles.
耐薬品性に基づき、バインダーは使用分野ごとに分類される：非水硬性（石膏、エアセメント、マグネシア、水和石灰）、水硬性（ローマンセメント、ポートランドセメント、水硬性石灰）、耐酸性（フッ化ケイ素セメント、石英セメント）、オートクレーブ可（170～300℃で硬化、すなわち8～16気圧の圧力で硬化し、例えばCaSiO3材料からなる）。
Based on their chemical resistance, binders are classified by the field of use: non-hydraulic (gypsum, air-cements, magnesia, hydrated lime), hydraulic (Roman cement, portland cement, hydraulic lime), acid-resistant (silicon fluoride cement, quartz cement), and autoclavable (harden at 170 to 300°С i.e. 8-16 atm pressure and, e.g., comprise CaSiO3 materials).
物理的特性
[編集]セメントのような結合材と表示されている材料の中には、圧縮強度は高いが引張強度が低いものがあり、引張力やせん断力がかかる場合は、繊維状の材料や鉄筋で補強する必要がある。
Some materials labeled as binders such as cement have a high compressive strength but low tensile strength and need to be reinforced with fibrous material or rebar if tension and shear forces will be applied.
樹脂のような他の結合剤は、強靭で、場合によっては弾性を持つかもしれないが、圧縮力にも引張力にも耐えられない。樹脂をマトリックスとし、繊維を補強材とする複合材料では、引張強度が大幅に向上する。圧縮強度は、充填材を加えることで向上させることができる。
Other binding agents such as resins may be tough and possibly elastic but can neither bear compressive nor tensile force. Tensile strength is greatly improved in composite materials consisting of resin as the matrix and fiber as a reinforcement. Compressive strength can be improved by adding filling material.
利用
[編集]バインダーは顔料や、時には充填材をつなぎ合わせ、絵具やパステル、その他芸術的・実用的な絵画に使われる材料を形成する。材料には、ワックス、亜麻仁油、アラビアゴムやトラガントガムなどの天然ガム、メチルセルロース、卵白やカゼインなどのタンパク質などがある。膠は伝統的に動物の蹄、骨、皮などを煮て、固いゼラチン状の残渣を水と混ぜて作られる。天然のガム系バインダーは、植物から抽出された物質から作られている[1]。彫刻やレリーフを鋳造したり、模型にしたりするために、液体のバインダーに多量の乾燥物質を加える[2]。
Binders hold together pigments and sometimes filling material to form paints, pastels, and other materials used for artistic and utilitarian painting. Materials include wax, linseed oil, natural gums such as gum arabic or gum tragacanth, methyl cellulose, or proteins such as egg white or casein. Glue is traditionally made by the boiling of hoofs, bones, or skin of animals and then mixing the hard gelatinous residue with water. Natural gum-based binders are made from substances extracted from plants.[1] Larger amounts of dry substance are added to liquid binders in order to cast or model sculptures and reliefs.[2]
調理においては、様々な食用増粘剤が結合剤として使用される。その中には、タピオカ粉、乳糖、ショ糖、微結晶セルロース、ポリビニルピロリドン、各種デンプンなどがあり、薬学では錠剤の製造にも用いられる。錠剤結合剤には、乳糖粉末、ショ糖粉末、タピオカ澱粉（キャッサバ粉）、微結晶セルロースなどがある。
In cooking, various edible thickening agents are used as binders. Some of them, e.g. tapioca flour, lactose, sucrose, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone and various starches are also used in pharmacology in making tablets. Tablet binders include lactose powder, sucrose powder, tapioca starch (cassava flour) and microcrystalline cellulose.
建築物では、コンクリートはセメントをバインダーとして使用する。アスファルト舗装にはアスファルト・バインダーが使われる。伝統的に、ワラや天然繊維は、ワラぶき建築や、乾燥するともろくなる建築資材のコブの粘土を強化するために使われてきた。砂は圧縮強度と硬度を高め、収縮を抑えるために加えられる。粘土の結合特性は、成形品（鍋や花瓶など）や固形物（レンガなど）の結合にも広く利用されている。
In building construction, concrete uses cement as a binder. Asphalt pavement uses bitumen binder. Traditionally straw and natural fibres are used to strengthen clay in wattle-and-daub construction and in the building material cob which would otherwise become brittle after drying. Sand is added to improve compressive strength, hardness and reduce shrinkage. The binding property of clay is also used widely to prepare shaped articles (e.g. pots and vases) or to bind solid pieces (e.g. bricks).
複合材料では、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂が一般的である。強化カーボン・カーボンでは、熱分解によって放出される炭素の供給源として、プラスチックやピッチ樹脂が使用される。トランサイト、ハイパートゥファ、ペーパークリート、ペテクリートは、バインダーとしてセメントを使用する。
In composite materials, epoxy, polyester or phenolic resins are common. In reinforced carbon–carbon, plastic or pitch resin is used as a source of carbon released through pyrolysis. Transite, hypertufa, papercrete and petecrete used cement as a binder.
爆薬では、プラスチック爆薬のバインダーとして、ワックスやポリイソブチレン、スチレンブタジエンゴムなどのポリマーがよく使われる。ポリマー結合爆薬には、さまざまな合成ポリマーが使用される。
In explosives, wax or polymers like polyisobutylene or styrene-butadiene rubber are often used as binders for plastic explosives. For polymer-bonded explosives, various synthetic polymers are used.
焼成中の熱で分解するように設計された有機バインダーが、焼結に使用される。
ロケット燃料では、ポリブタジエン-アクリロニトリル共重合体が1960-70年代の大型固体燃料ロケット燃料に使用された。
In rocket fuels, polybutadiene acrylonitrile copolymer was used in 1960-70's big solid-fuel booster rocket fuels.
焼成中の熱で分解するように設計された有機バインダーが、焼結に使用される。
Organic binders, designed to disintegrate by heat during baking, are used in sintering.
歴史
[編集]古典世界の画家たちは、絵具を形成する際に顔料の粒子をつなぎ合わせるために、卵、ワックス、蜂蜜、石灰、カゼイン、亜麻仁油、アスファルトなどの材料を顔料と混ぜるバインダーとして使用していた[3]。 卵を主成分とするテンペラは、中世から16世紀初頭までのヨーロッパで特に人気があった[4]が、それ以降、絵具のバインダーとして選ばれるのは油である[5]。
In the Classical World painters used materials like egg, wax, honey, lime, casein, linseed oil or bitumen as binders to mix with pigment in order to hold the pigment particles together in the formation of paint.[3] Egg-based tempera was especially popular in Europe from the Middle Ages until the early 16th century.[4] However, since that time, the binder of choice for paint has been oil.[5]
関連項目
[編集]脚注・参考文献
[編集]- ^ Oppi Untracht (1982). Jewelry concepts and technology. Random House Digital. p. 351. ISBN 9780385041850 17 January 2012閲覧。
- ^ Arthur Williams (2005). The sculpture reference illustrated: contemporary techniques, terms, tools, materials, and sculpture. Sculpture Books. p. 40
- ^ Janet Burnett Grossman (2003). Looking at Greek and Roman sculpture in stone: a guide to terms, styles, and techniques. Getty Publications. p. 18. ISBN 9780892367085 17 January 2012閲覧。
- ^ Collector's Guide. WingSpread. (1995). p. 109 17 January 2012閲覧。
- ^ Tim Bruckner; Zach Oat & Ruben Procopio (2010). Pop Sculpture: How to Create Action Figures and Collectible Statues. Random House Digital. p. 37. ISBN 9780823095223 17 January 2012閲覧。
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